程序员必知的23种设计模式之适配器模式

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程序员必知的23种设计模式之适配器模式

文章目录

• • • • 1. 模式引出：泰国旅游使用插座问题
      • 2. 适配器模式
      • • 2.1 适配器模式基本介绍
      • 3. 类适配器模式介绍
      • • 3.1 类适配器模式应用实例
        • 3.2 类适配器模式注意事项和细节
      • 4. 对象适配器模式介绍
      • • 4.1 类适配器模式应用实例
        • 4.2 对象适配器模式注意事项和细节
      • 5. 接口适配器模式
      • • 5.1 接口适配器模式介绍
        • 5.2 接口适配器模式应用实例
        • 5.3 适配器模式的注意事项和细节

1. 模式引出：泰国旅游使用插座问题

去国外旅游时，有时那个国家的插座标准和国内的插座标准不一样，例如欧标就是圆孔的，而国内是方孔的，那么如何在国外使用自身的充电器充电呢？

解决方法

买个多功能转换插头 (适配器) ，这样就可以使用了。在代码里，让接口不同的两个类协调工作，就叫做适配器模式。

2. 适配器模式

2.1 适配器模式基本介绍

基本介绍

1. 适配器模式(Adapter Pattern)将某个类的接口转换成客户端期望的另一个接口表示，主的目的是兼容性，让原本因接口不匹配不能一起工作的两个类可以协同工作。其别名为包装器(Wrapper)。
2. 适配器模式属于结构型模式。
3. 主要分为三类：类适配器模式、对象适配器模式、接口适配器模式。

工作原理

1. 适配器模式：将一个类的接口转换成另一种接口.让原本接口不兼容的类可以兼容。

2. 从用户的角度看不到被适配者，是解耦的。

3. 用户调用适配器转化出来的目标接口方法，适配器再调用被适配者的相关接口方法。

3. 类适配器模式介绍

基本介绍：Adapter类，通过继承 src类，实现 dst 类接口，完成src->dst的适配。

3.1 类适配器模式应用实例

应用实例说明

上述充电器的例子来讲解适配器，充电器本身相当于Adapter，220V交流电相当于src (即被适配者)，我们的目dst(即 目标)是5V直流电。

插座问题UML图：

插座问题类适配器代码：

IVoltage5V.java

public interface IVoltage5V {public int output5V();
}

Phone.java

public class Phone {public void charging(IVoltage5V iVoltage5V) {int i = iVoltage5V.output5V();if(i==5) {System.out.println("5V,在充电");}else {System.out.println("不能充电");}}
}

Voltage220V.java

public class Voltage220V {public int output220V() {int src = 220;System.out.println("220V");return src;}
}

VoltageAdapter.java

public class VoltageAdapter extends Voltage220V implements IVoltage5V{@Overridepublic int output5V() {int src = output220V();int dstV = src /44;return dstV;}
}

测试Main.java

public class Main {public static void main(String[] args) {Phone phone = new Phone();phone.charging(new VoltageAdapter());}
}

输出结果：

3.2 类适配器模式注意事项和细节

1. Java是单继承机制，所以类适配器需要继承src类这一点算是一个缺点, 因为这要求dst必须是接口，有一定局限性。

2. src类的方法在Adapter中都会暴露出来，也增加了使用的成本。

3. 由于其继承了src类，所以它可以根据需求重写src类的方法，使得Adapter的灵活性增强了。

4. 对象适配器模式介绍

1. 基本思路和类的适配器模式相同，只是将Adapter类作修改，不是继承src类，而是持有src类的实例，以解决兼容性的问题。 即：持有 src类，实现 dst 类接口，完成src->dst的适配。
2. 根据“合成复用原则”，在系统中尽量使用关联关系来替代继承关系。
3. 对象适配器模式是适配器模式常用的一种

4.1 类适配器模式应用实例

如何修改上述电源问题的代码？只需要将继承更换称聚合或者是组合就可以了。

以下示例为上述代码更换成聚合的模式

修改后的UML类图：

修改上述的VoltageAdapter.java

public class VoltageAdapter implements IVoltage5V {private Voltage220V voltage220v;public void setVoltage(Voltage220V voltage220v) {this.voltage220v = voltage220v;}@Overridepublic int output5V() {if (voltage220v == null)return -1;int src = voltage220v.output220V();int dstV = src / 44;return dstV;}
}

修改测试Main.java

public class Main {public static void main(String[] args) {Phone phone = new Phone();VoltageAdapter adapter = new VoltageAdapter();adapter.setVoltage(new Voltage220V());phone.charging(adapter);}
}

输出结果：

4.2 对象适配器模式注意事项和细节

1. 对象适配器和类适配器其实算是同一种思想，只不过实现方式不同。根据合成复用原则，使用组合替代继承， 所以它解决了类适配器必须继承src的局限性问题，也不再要求dst必须是接口。

2. 使用成本更低，更灵活。

5. 接口适配器模式

5.1 接口适配器模式介绍

1. 一些书籍称为：适配器模式(Default Adapter Pattern)或缺省适配器模式。

2. 当不需要全部实现接口提供的方法时，可先设计一个抽象类实现接口，并为该接口中每个方法提供一个默认实现（空方法），那么该抽象类的子类可有选择地覆盖父类的某些方法来实现需求。

3. 适用于一个接口不想使用其所有的方法的情况。

5.2 接口适配器模式应用实例

假设有一个Interface4类，里面定义了4个方法：opr1，opr2，opr3，opr4，在java里，接口在匿名内部类的使用条件下是可以实例化的，但是业务只需要使用opr4方法，但是实例化时依然要实现那些没有用的方法（置为空方法），这样显得代码比较冗余，不利维护：

修改前的示例UML

Interface4.java

public interface Interface4 {public void opr1();public void opr2();public void opr3();public void opr4();
}

Main.java

public class Main {public static void main(String[] args) {Interface4 interface4 = new Interface4() {// 即使有的方法不需要使用，但还是需要强制实现@Overridepublic void opr4() {System.out.println("opr4");}@Overridepublic void opr3() {}@Overridepublic void opr2() {}@Overridepublic void opr1() {}};interface4.opr4();}
}

如何让代码变得简洁？使用一个抽象类充当缓冲层，该抽象类将接口的所有方法都实现为空方法，然后在使用匿名内部类时就不需要强制实现所有方法，只要注重重写需要的方法即可，从而简化代码书写：

修改后的示例UML

新增充当缓存层的抽象类AbsInterface4.java

public abstract class AbsInterface4 implements Interface4{@Overridepublic void opr1() {}@Overridepublic void opr2() {}@Overridepublic void opr3() {}@Overridepublic void opr4() {}}

修改测试Main.java

public class Main {public static void main(String[] args) {AbsInterface4 absInterface4 = new AbsInterface4() {// 只要注重需要使用的方法即可@Overridepublic void opr4() {System.out.println("opr4");}};absInterface4.opr4();}
}

5.3 适配器模式的注意事项和细节

1. 三种命名方式，是根据 src是以怎样的形式给到Adapter（在Adapter里的形式）来命名的。

2. 类适配器：以类给到，在Adapter里，就是将src当做类，继承对象适配器：以对象给到，在Adapter里，将src作为一个对象，持有接口适配器：以接口给到，在Adapter里，将src作为一个接口，实现。

3. Adapter模式最大的作用还是将原本不兼容的接口融合在一起工作。

4. 实际开发中，实现起来不拘泥于我们讲解的三种经典形式。