设计模式系列15—适配器模式

1 适配器模式的定义与特点

在现实生活中,经常出现两个对象因接口不兼容而不能在一起工作的实例,这时需要第三者进行适配。例如,讲中文的人同讲英文的人对话时需要一个翻译,用直流电的笔记本电脑接交流电源时需要一个电源适配器,用计算机访问照相机的 SD 内存卡时需要一个读卡器等。

在软件设计中也可能出现:需要开发的具有某种业务功能的组件在现有的组件库中已经存在,但它们与当前系统的接口规范不兼容,如果重新开发这些组件成本又很高,这时用适配器模式能很好地解决这些问题。

1.1 定义

适配器模式(Adapter)的定义如下:将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口,使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些类能一起工作。

适配器模式分为

  • 类结构型模式
  • 对象结构型模式

前者类之间的耦合度比后者高,且要求程序员了解现有组件库中的相关组件的内部结构,所以应用相对较少些。

1.2 特点

类适配器模式可采用多重继承方式实现,如 C++ 可定义一个适配器类来同时继承当前系统的业务接口和现有组件库中已经存在的组件接口;Java 不支持多继承,但可以定义一个适配器类来实现当前系统的业务接口,同时又继承现有组件库中已经存在的组件。

对象适配器模式可釆用将现有组件库中已经实现的组件引入适配器类中,该类同时实现当前系统的业务接口。

1.3 结构

适配器模式(Adapter)包含以下主要角色。

  • 目标(Target)接口:当前系统业务所期待的接口,它可以是抽象类或接口。
  • 适配者(Adaptee)类:它是被访问和适配的现存组件库中的组件接口。
  • 适配器(Adapter)类:它是一个转换器,通过继承或引用适配者的对象,把适配者接口转换成目标接口,让客户按目标接口的格式访问适配者。

(1) 类适配器模式的结构图如图所示:
image.png

(2) 对象适配器模式的结构图如图所示:
image.png

2 适配器模式的优缺点

2.1 优点

  • 客户端通过适配器可以透明地调用目标接口。
  • 复用了现存的类,程序员不需要修改原有代码而重用现有的适配者类。
  • 将目标类和适配者类解耦,解决了目标类和适配者类接口不一致的问题。

2.2 缺点

过多的使用适配器,会让系统非常零乱,不易整体进行把握。比如,明明看到调用的是A接口,其实内部被适配成了B接口的实现。

所以适配器模式不适合在详细设计阶段使用它,它是一种补偿模式,专用来在系统后期扩展、修改时所用

3 适配器模式的使用场景

  • 1、已经存在的类的接口不符合我们的需求;
  • 2、创建一个可以复用的类,使得该类可以与其他不相关的类或不可预见的类协同工作;
  • 3、使用一些已经存在的子类而不需要对其进行子类化来匹配接口。
  • 4、旧的系统开发的类已经实现了一些功能,但是客户端却只能以另外接口的形式访问,但我们不希望手动更改原有类的时候。

4 适配器模式的实现

(1) 类适配器模式的代码如下。

//目标接口
interface Target
{
    public void request();
}
//适配者接口
class Adaptee
{
    public void specificRequest()
    {       
        System.out.println("适配者中的业务代码被调用!");
    }
}
//类适配器类
class ClassAdapter extends Adaptee implements Target
{
    public void request()
    {
        specificRequest();
    }
}
//客户端代码
public class ClassAdapterTest
{
    public static void main(String[] args)
    {
        System.out.println("类适配器模式测试:");
        Target target = new ClassAdapter();
        target.request();
    }
}

程序的运行结果如下:

类适配器模式测试:
适配者中的业务代码被调用!

(2)对象适配器模式的代码如下。

//对象适配器类
class ObjectAdapter implements Target
{
    private Adaptee adaptee;
    public ObjectAdapter(Adaptee adaptee)
    {
        this.adaptee=adaptee;
    }
    public void request()
    {
        adaptee.specificRequest();
    }
}
//客户端代码
public class ObjectAdapterTest
{
    public static void main(String[] args)
    {
        System.out.println("对象适配器模式测试:");
        Adaptee adaptee = new Adaptee();
        Target target = new ObjectAdapter(adaptee);
        target.request();
    }
}

说明:对象适配器模式中的“目标接口”和“适配者类”的代码同类适配器模式一样,只要修改适配器类和客户端的代码即可。

程序的运行结果如下:

对象适配器模式测试:
适配者中的业务代码被调用!

5 适配器模式的常见问题

5.1 适配器模式的扩展

适配器模式(Adapter)可扩展为双向适配器模式,双向适配器类既可以把适配者接口转换成目标接口,也可以把目标接口转换成适配者接口,其结构图如图所示。
image.png

程序代码如下:

//目标接口
interface TwoWayTarget
{
    public void request();
}
//适配者接口
interface TwoWayAdaptee
{
    public void specificRequest();
}
//目标实现
class TargetRealize implements TwoWayTarget
{
    public void request()
    {       
        System.out.println("目标代码被调用!");
    }
}
//适配者实现
class AdapteeRealize implements TwoWayAdaptee
{
    public void specificRequest()
    {       
        System.out.println("适配者代码被调用!");
    }
}
//双向适配器
class TwoWayAdapter  implements TwoWayTarget,TwoWayAdaptee
{
    private TwoWayTarget target;
    private TwoWayAdaptee adaptee;
    public TwoWayAdapter(TwoWayTarget target)
    {
        this.target=target;
    }
    public TwoWayAdapter(TwoWayAdaptee adaptee)
    {
        this.adaptee=adaptee;
    }
    public void request()
    {
        adaptee.specificRequest();
    }
    public void specificRequest()
    {       
        target.request();
    }
}
//客户端代码
public class TwoWayAdapterTest
{
    public static void main(String[] args)
    {
        System.out.println("目标通过双向适配器访问适配者:");
        TwoWayAdaptee adaptee=new AdapteeRealize();
        TwoWayTarget target=new TwoWayAdapter(adaptee);
        target.request();
        System.out.println("-------------------");
        System.out.println("适配者通过双向适配器访问目标:");
        target=new TargetRealize();
        adaptee=new TwoWayAdapter(target);
        adaptee.specificRequest();
    }
}

程序的运行结果如下:

目标通过双向适配器访问适配者:
适配者代码被调用!
-------------------
适配者通过双向适配器访问目标:
目标代码被调用!
更新时间:2020-09-01 09:51:39

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最后更新:2020-09-01 09:51:39

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