简说设计模式——适配器模式

一、什么是适配器模式

　　适配器这个词我们应该很熟悉，天天都在使用，手机充电时，电源线头头就叫电源适配器，干什么用的呢？把220V电压转换为手机充电时使用的电压，那适配器模式是不是很好理解了，下面看一下定义。

       适配器模式（Adapter），将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口。使原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些类可以一起工作。

       适配器模式有“类适配器”和“对象适配器”两种不同的形式。

    1. 类适配器

       通过继承进行适配（类间继承）。UML结构图如下：

    (1) Target

       Target目标角色，该角色定义把其他类转换为何种接口，也就是期望接口，通常情况下是一个接口或一个抽象类，一般不会是实现类。

1 public interface Target {
2     
3     public void request();
4     
5 }

    (2) Adaptee

       Adaptee源角色，想把谁转换为目标角色，这个“谁”就是源角色，它是已经存在的、运行良好的类或对象。

1 public class Adaptee {
2 
3     public void specificRequest() {
4         System.out.println("特殊请求");
5     }
6     
7 }

    (3) Adapter

       Adapter适配器角色，是适配器模式的核心角色，它的职责是通过继承或是类关联的方式把源角色转换为目标角色。

1 public class Adapter extends Adaptee implements Target {
2 
3     @Override
4     public void request() {
5         super.specificRequest();
6     }
7 
8 }

    (4) ConcreteTarget

       目标角色的实现类。

1 public class ConcreteTarget implements Target {
2 
3     @Override
4     public void request() {
5         System.out.println("普通请求");
6     }
7 
8 }

    (5) Client

 1 public class Client {
 2 
 3     public static void main(String[] args) {
 4         //原有业务逻辑
 5         Target target = new ConcreteTarget();
 6         target.request();
 7         
 8         //增加适配器后的业务逻辑
 9         Target target2 = new Adapter();
10         target2.request();
11     }
12     
13 }

       此时原有业务逻辑输出“普通请求”，增加适配器后的业务逻辑输出“特殊请求”，下同。

    2. 对象适配器

       通过对象层次的关联关系进行委托（对象的合成关系/关联关系）。UML结构图如下：

    (1) Target

       客户所期待的接口。目标可以是具体的或抽象的类，也可以是接口。

1 public class Target {
2 
3     public void request() {
4         System.out.println("普通请求");
5     }
6     
7 }

    (2) Adaptee

       需要适配的类。

1 public class Adaptee {
2 
3     public void specificRequest() {
4         System.out.println("特殊请求");
5     }
6     
7 }

    (3) Adapter

       通过在内部包装一个Adaptee对象，把源接口转换成目标接口。

1 public class Adapter extends Target {
2 
3     private Adaptee adaptee = new Adaptee();
4     
5     @Override
6     public void request() {
7         adaptee.specificRequest();
8     }
9 }

    (4) Client

1 public class Client {
2 
3     public static void main(String[] args) {
4         Target target = new Adapter();
5         target.request();
6     }
7     
8 }

二、适配器模式的应用

    1. 何时使用

• 系统需要使用现有的类，而此类的接口不符合系统的需要。
• 想建立一个可以重复使用的类，用于一些彼此之间没有太大关联的一些类。
• 通过接口转换，将一个类插入另一个类系中。

    2. 方法

• 继承或依赖。

    3. 优点

• 可以让任何两个没有关联的类一起运行。
• 增加了类的透明性。我们访问Target目标角色，但具体实现都委托给了源角色，而这些对高层模块是透明的，也是不需要关心的。
• 提高了类的复用度。源角色在原有的系统中还是可以正常使用，而在目标角色中也可以充当新的演员。
• 灵活性非常好。什么时候不想要适配器了，直接删掉就可以了，基本上就类似一个灵活的构件，想用就用，不想用就卸载。

    4. 缺点

• 过多使用适配器，会使系统非常零乱。
• 由于Java至多继承一个类，所以至多只能适配一个适配者类，而且目标类必须是抽象类。

    5. 使用场景

• 有动机地修改一个正常运行的系统的接口。

    6. 应用实例

• 电源适配器。
• 在Linux上运行Windows程序。
• Java中的JDBC。
• 翻译官。

    7. 注意事项

• 只有碰到无法改变原有设计和代码的情况下，才考虑适配器模式。

三、适配器模式的实现

    下面我们以翻译官为例，姚明刚去美国时，不懂英文，专门为他配备了翻译，特别是在比赛场上，教练、队员与他的对话全部都通过翻译来沟通，这里翻译就是适配器。现在编写一个适配器模式的例子，火箭队比赛，教练叫暂停时给后卫、中锋、前锋分配进攻和防守任务。UML图如下：

    1. Player类

       抽象球员类，有进攻和防守两种方法。

 1 public abstract class Player {
 2 
 3     protected String name;
 4     
 5     public Player(String name) {
 6         this.name = name;
 7     }
 8 
 9     public abstract void attack();    //进攻
10     public abstract void defense();    //防守
11 }

    2. 前锋、中锋、后卫类

       这里以前锋为例，其余的就不过多赘述了。重写了Player类中的进攻和防守两个方法，此时是英文的，尚未翻译。

 1 public class Forwards extends Player {
 2 
 3     public Forwards(String name) {
 4         super(name);
 5     }
 6     
 7     @Override
 8     public void attack() {
 9         System.out.println("Forward " + name + " attack");
10     }
11 
12     @Override
13     public void defense() {
14         System.out.println("Forward " + name + " defense");
15     }
16 
17 }

    3. ForeignCenters类

       外籍中锋类。只能听懂中文。

public class ForeignCenters {

    private String name;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    
    public void attackChi() {
        System.out.println("中锋 " + name + " 进攻");
    }

    public void defenseChi() {
        System.out.println("中锋 " + name + " 防守");
    }
}

    4. Translator类

       翻译者类，也就是适配器。对英文的进攻和防守进行翻译。

 1 public class Translator extends Player {
 2     
 3     private ForeignCenters foreignCenter = new ForeignCenters();
 4 
 5     public Translator(String name) {
 6         super(name);
 7         foreignCenter.setName(name);
 8     }
 9 
10     @Override
11     public void attack() {
12         foreignCenter.attackChi();
13     }
14 
15     @Override
16     public void defense() {
17         foreignCenter.defenseChi();
18     }
19 
20 }

    5. Client

 1 public class Client {
 2 
 3     public static void main(String[] args) {
 4         Player bPlayer = new Forwards("巴蒂尔");
 5         bPlayer.attack();
 6         
 7         Player mPlayer = new Guards("麦克格雷迪");
 8         mPlayer.attack();
 9         
10         Player yPlayer = new Translator("姚明");
11         yPlayer.attack();
12         yPlayer.defense();
13     }
14     
15 }

       运行结果如下：

       从运行结果可以看到，“attack”和“defense”命令在姚明这里被翻译成了“进攻”和“防守”。

四、类适配器和对象适配器的区别

       从上面的内容可以看出来，类适配器是类间继承，对象适配器是对象的合成关系，也可以说是类的关联关系，这是两者的根本区别。

       由于对象适配器是通过类间的关联关系进行耦合的，因此在设计时就可以做到比较灵活，而类适配器就只能通过覆写源角色的方法进行扩展。

       在实际项目中，对象适配器使用到的场景较多。

 

       源码地址：https://gitee.com/adamjiangwh/GoF