2020 - 1024 = 本砰?設(shè)計(jì)模式系列 — 適配器模式

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前言

23種設(shè)計(jì)模式快速記憶的請(qǐng)看上面第一篇,本篇和大家一起來(lái)學(xué)習(xí)適配器模式厦取,適配器模式包含類的適配器模式對(duì)象的適配器模式潮太。

模式定義

將一個(gè)類的接口轉(zhuǎn)換成客戶端希望的另一個(gè)接口。Adapter模式使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些類可以一起工作。

適配器模式的形式分為:類的適配器模式 & 對(duì)象的適配器模式铡买。

類的適配器模式

類的適配器模式是把適配的類的API轉(zhuǎn)換成為目標(biāo)類的API更鲁。

在上圖中可以看出:

  • 沖突:Target期待調(diào)用operation方法,而Adaptee并沒(méi)有(這就是所謂的不兼容了)奇钞。
  • 解決方案:為使Target能夠使用Adaptee類里的SpecificOperation方法澡为,故提供一個(gè)中間環(huán)節(jié)Adapter類(繼承Adaptee & 實(shí)現(xiàn)Target接口),把Adaptee的API與Target的API銜接起來(lái)(適配)景埃。

Adapter與Adaptee是繼承關(guān)系媒至,這決定了這個(gè)適配器模式是類的

使用步驟(代碼解析)

步驟1: 創(chuàng)建Target接口

interface Target {
    //這是源類Adapteee沒(méi)有的方法
    void operation();
}

步驟2: 創(chuàng)建源類(Adaptee)

class Adaptee {
    public void SpecificOperation() {

    }
}

步驟3: 創(chuàng)建適配器類(Adapter)

//適配器Adapter繼承自Adaptee纠亚,同時(shí)又實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)(Target)接口塘慕。
class Adapter extends Adaptee implements Target {

    //目標(biāo)接口要求調(diào)用operation()這個(gè)方法名,但源類Adaptee沒(méi)有方法operation()
    //因此適配器補(bǔ)充上這個(gè)方法名
    //但實(shí)際上operation()只是調(diào)用源類Adaptee的SpecificOpertaion()方法的內(nèi)容
    //所以適配器只是將SpecificOpertaion()方法作了一層封裝蒂胞,封裝成Target可以調(diào)用的operation()而已
    @Override
    public void operation() {
        this.SpecificOperation();
    }

}

步驟4:定義具體使用目標(biāo)類图呢,并通過(guò)Adapter類調(diào)用所需要的方法從而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)

public class AdapterPattern {

    public static void main(String[] args) {
        Target mAdapter = new Adapter();
        mAdapter.operation();
    }
}

對(duì)象的適配器模式

與類的適配器模式相同,對(duì)象的適配器模式也是把適配的類的API轉(zhuǎn)換成為目標(biāo)類的API骗随。

與類的適配器模式不同的是蛤织,對(duì)象的適配器模式不是使用繼承關(guān)系連接到Adaptee類,而是使用委派關(guān)系連接到Adaptee類鸿染。

在上圖中可以看出:

  • 沖突:Target期待調(diào)用operation方法指蚜,而Adaptee并沒(méi)有(這就是所謂的不兼容了)。
  • 解決方案:為使Target能夠使用Adaptee類里的SpecificOperation方法涨椒,故提供一個(gè)中間環(huán)節(jié)Adapter類(包裝了一個(gè)Adaptee的實(shí)例)摊鸡,把Adaptee的API與Target的API銜接起來(lái)(適配)。

Adapter與Adaptee是委派關(guān)系蚕冬,這決定了適配器模式是對(duì)象的免猾。

使用步驟(代碼解析)

步驟1: 創(chuàng)建Target接口

interface Target {
    //這是源類Adapteee沒(méi)有的方法
    void operation();
}

步驟2: 創(chuàng)建源類(Adaptee)

class Adaptee {
    
    public void SpecificOpertaion(){
    }
}

步驟3: 創(chuàng)建適配器類(Adapter)(不適用繼承而是委派)

class Adapter implements Target{
    // 直接關(guān)聯(lián)被適配類  
    private Adaptee adaptee;

    // 可以通過(guò)構(gòu)造函數(shù)傳入具體需要適配的被適配類對(duì)象  
    public Adapter (Adaptee adaptee) {
        this.adaptee = adaptee;
    }

    @Override
    public void operation() {
        // 這里是使用委托的方式完成特殊功能  
        this.adaptee.SpecificOpertaion();
    }
}  

步驟4:定義具體使用目標(biāo)類囤热,并通過(guò)Adapter類調(diào)用所需要的方法從而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)

public class AdapterPattern {
    public static void main(String[] args) {
        // 步驟4:定義具體使用目標(biāo)類猎提,并通過(guò)Adapter類調(diào)用所需要的方法從而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)
        //需要先創(chuàng)建一個(gè)被適配類的對(duì)象作為參數(shù)  
        Target mAdapter = new Adapter(new Adaptee());
        mAdapter.operation();
    }
}

兩種適配器比較

  • 對(duì)象適配器: 使用組合的方式, 不僅能適配一個(gè)被適配者的類, 還可以適配它的任何一個(gè)子類;
  • 類適配器: 只能適配一個(gè)特定的類, 但是它不需要重新實(shí)現(xiàn)整個(gè)被適配者的功能. 而且它還可以重寫(xiě)被適配者的行為;
  • 對(duì)象適配器: 使用的是組合而不是繼承, 通過(guò)多寫(xiě)幾行代碼把事情委托給了被適配者. 這樣很靈活;
  • 類適配器: 需要一個(gè)適配器和一個(gè)被適配者, 只需要一個(gè)類就行;
  • 對(duì)象適配器: 對(duì)適配器添加的任何行為對(duì)被適配者和它的子類都起作用;
    ...

解決的問(wèn)題

從模式的定義中,我們看到適配器模式就是用來(lái)轉(zhuǎn)換接口旁蔼,解決不兼容問(wèn)題的锨苏。想想我們現(xiàn)實(shí)生活中的適配器,最常用的就是手機(jī)充電器了棺聊,也叫做電源適配器伞租,它把家用交流強(qiáng)電轉(zhuǎn)換為手機(jī)用的直流弱電。其中交流電就是被適配者限佩,充電器是適配器葵诈,手機(jī)是用電客戶

原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些類可以在一起工作。

模式組成

組成(角色) 作用
客戶(Client) 只能調(diào)用目標(biāo)接口功能驯击,不能直接使用被適配器,但可以通過(guò)適配器的接口轉(zhuǎn)換間接使用被適配器耐亏。
目標(biāo)接口(Target) 客戶看到的接口徊都,適配器必須實(shí)現(xiàn)該接口才能被客戶使用。
適配器(Adapter) 適配器把被適配者接口轉(zhuǎn)換為目標(biāo)接口广辰,提供給客戶使用暇矫。
被適配者(Adaptee) 被適配者接口與目標(biāo)接口不兼容,需要適配器轉(zhuǎn)換成目標(biāo)接口子類择吊,才能被客戶使用李根。

實(shí)例說(shuō)明

在這里使用類適配器模式進(jìn)行舉例,對(duì)象適配器模式只是在適配類實(shí)現(xiàn)時(shí)將“繼承”改成“在內(nèi)部委派Adaptee類”而已几睛。

實(shí)例概況

  • 背景:隔壁老王買(mǎi)了一個(gè)進(jìn)口的電視機(jī)
  • 沖突:進(jìn)口電視機(jī)要求電壓(110V)與國(guó)內(nèi)插頭標(biāo)準(zhǔn)輸出電壓(220V)不兼容
  • 解決方案:設(shè)置一個(gè)適配器將插頭輸出的220V轉(zhuǎn)變成110V

即適配器模式中的類的適配器模式

使用步驟

步驟1: 創(chuàng)建Target接口(期待得到的插頭):能輸出110V(將220V轉(zhuǎn)換成110V)

 interface Target {

    //將220V轉(zhuǎn)換輸出110V(原有插頭(Adaptee)沒(méi)有的)
    void convert_110v();
}

步驟2: 創(chuàng)建源類(原有的插頭)

class PowerPort220V{
    //原有插頭只能輸出220V
    public void output_220v(){
    }
}

步驟3:創(chuàng)建適配器類(Adapter)

class Adapter220V extends PowerPort220V implements Target{
    //期待的插頭要求調(diào)用convert_110v()房轿,但原有插頭沒(méi)有
    //因此適配器補(bǔ)充上這個(gè)方法名
    //但實(shí)際上convert_110v()只是調(diào)用原有插頭的output_220v()方法的內(nèi)容
    //所以適配器只是將output_220v()作了一層封裝,封裝成Target可以調(diào)用的convert_110v()而已

    @Override
    public void convert_110v(){
        this.output_220v();
    }
}

步驟4:定義具體使用目標(biāo)類所森,并通過(guò)Adapter類調(diào)用所需要的方法從而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)(不需要通過(guò)原有插頭)

//進(jìn)口電視類
class ImportedMachine {

    @Override
    public void Work() {
        System.out.println("進(jìn)口電視正常運(yùn)行");
    }
}


//通過(guò)Adapter類從而調(diào)用所需要的方法
public class AdapterPattern {

    public static void main(String[] args) {
        Target mAdapter220V = new Adapter220V();
        ImportedMachine mImportedMachine = new ImportedMachine();

        //用戶拿著進(jìn)口電視插上適配器(調(diào)用Convert_110v()方法)
        //再將適配器插上原有插頭(Convert_110v()方法內(nèi)部調(diào)用Output_220v()方法輸出220V)
        //適配器只是個(gè)外殼囱持,對(duì)外提供110V,但本質(zhì)還是220V進(jìn)行供電
        mAdapter220V.convert_110v();
        mImportedMachine.Work();
    }
}

輸出結(jié)果

進(jìn)口電視正常運(yùn)行

優(yōu)點(diǎn)

  • 轉(zhuǎn)換接口焕济,適配器讓不兼容的接口變成兼容纷妆。
  • 讓客戶和實(shí)現(xiàn)的接口解耦。有了適配器晴弃,客戶端每次調(diào)用不兼容的接口時(shí)掩幢,不用修改自己的代碼,只要調(diào)用適合的適配器就可以了上鞠。
  • 使用了對(duì)象組合設(shè)計(jì)原則际邻。以組合的方式包裝被適配者,被適配者的任何子類都可以搭配著同一個(gè)適配器使用旗国。
  • 體現(xiàn)了“開(kāi)閉”原則枯怖。適配器模式把客戶和接口綁定起來(lái),而不是和具體實(shí)現(xiàn)綁定能曾,我們可以使用多個(gè)配適器來(lái)轉(zhuǎn)換多個(gè)后臺(tái)類度硝,也可以很容易地增加新的適配器。

缺點(diǎn)

  • 每個(gè)被適配者都需要一個(gè)適配器寿冕,當(dāng)適配器過(guò)多時(shí)會(huì)增加系統(tǒng)復(fù)雜度蕊程,降低運(yùn)行時(shí)的性能。
  • 實(shí)現(xiàn)一個(gè)適配器可能需要下一番功夫驼唱,增加開(kāi)發(fā)的難度藻茂。

應(yīng)用場(chǎng)景

  • 當(dāng)要使用的兩個(gè)類所做的事情相同或者相似,但是具有不同的接口時(shí)考慮使用配適器模式。
  • 當(dāng)需要統(tǒng)一客戶端調(diào)用接口的代碼辨赐,而所調(diào)用的接口具有不兼容問(wèn)題時(shí)使用適配器模式优俘。這樣客戶端只有調(diào)用一個(gè)接口就行了,這樣可以更簡(jiǎn)單掀序、更直接帆焕、更緊湊。

建議盡量使用對(duì)象的適配器模式不恭,多用合成/聚合叶雹、少用繼承。

當(dāng)然换吧,具體問(wèn)題具體分析折晦,根據(jù)需要來(lái)選用合適的實(shí)現(xiàn)方式。

源碼中的應(yīng)用

#JDK
java.util.Arrays#asList()
java.util.Collections#list()
java.util.Collections#enumeration()
java.io.InputStreamReader(InputStream) (returns a Reader)
java.io.OutputStreamWriter(OutputStream) (returns a Writer)
java.util.collections#enumeration(),從Iterator到Enumeration的適配沾瓦。

#Spring
org.springframework.context.event.GenericApplicationListenerAdapter

Arrays.asList()

使用工具類 Arrays.asList()把數(shù)組轉(zhuǎn)換成集合時(shí)满着,不能使用其修改集合相關(guān)的方法,它的 add/remove/clear 方法會(huì)拋出 UnsupportedOperationException 異常暴拄。

說(shuō)明: asList 的返回對(duì)象是一個(gè) Arrays 內(nèi)部類漓滔,并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)集合的修改方法。Arrays.asList 體現(xiàn)的是適配器模式乖篷,只是轉(zhuǎn)換接口响驴,后臺(tái)的數(shù)據(jù)仍是數(shù)組。

GenericApplicationListenerAdapter

spring架構(gòu)體系中的事件模型撕蔼,面向事件編程可以使你的應(yīng)用擴(kuò)展性更好豁鲤,設(shè)計(jì)更優(yōu)美,更有設(shè)計(jì)感鲸沮,也是解耦最常用的方式琳骡,首先看下類圖。



ApplicationListener 事件監(jiān)聽(tīng)器接口讼溺,基于觀察者模式實(shí)現(xiàn)楣号。

GenericApplicationListener 處理基于通用的事件監(jiān)聽(tīng)器接口,提供了一種基于事件類型的監(jiān)測(cè)怒坯,如下:

boolean supportsEventType(ResolvableType eventType);

是SmartApplicationListener的改良版本炫狱。

SmartApplicationListener 基于事件的監(jiān)聽(tīng)器接口,如下:

boolean supportsEventType(Class<? extends ApplicationEvent> eventType);

ApplicationListenerMethodAdapter GenericApplicationListener適配器實(shí)現(xiàn)剔猿,如下:

public class ApplicationListenerMethodAdapter implements GenericApplicationListener

可以看到是通過(guò)實(shí)現(xiàn)接口這種方式的適配器模式實(shí)現(xiàn)视译。

為什么實(shí)現(xiàn)接口這種方式比繼承類這種實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展性更好,java是單繼承归敬,用實(shí)現(xiàn)接口這種方式可以間接的實(shí)現(xiàn)的多繼承酷含,擴(kuò)展性更好鄙早。

SourceFilteringListener 基于GenericApplicationListener,SmartApplicationListener的裝飾器模式實(shí)現(xiàn),從指定的事件源篩選事件椅亚,調(diào)用它的委托偵聽(tīng)器來(lái)匹配應(yīng)用程序事件對(duì)象限番。

GenericApplicationListenerAdapter GenericApplicationListener適配器模式實(shí)現(xiàn)。

PS:以上代碼提交在 Githubhttps://github.com/Niuh-Study/niuh-designpatterns.git

文章持續(xù)更新呀舔,可以公眾號(hào)搜一搜「 一角錢(qián)技術(shù) 」第一時(shí)間閱讀扳缕,本文 GitHub org_hejianhui/JavaStudy 已經(jīng)收錄,歡迎 Star别威。

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