设计模式——适配器模式

402 阅读7分钟

1 适配器模式的介绍

适配器模式将某个类的接口转换成客户端期望的另一个接口表示,目的是消除由于接口不匹配所造成的类的兼容性问题。
 
主要分为三类:类的适配器模式、对象的适配器模式、接口的适配器模式。
 
根据适配器类与适配者类的关系不同,适配器模式可分为对象适配器和类适配器两种,在对象适配器模式中,适配器与适配者之间是关联关系;在类适配器模式中,适配器与适配者之间是继承(或实现)关系。

2 适配器的三种实现模式

1.类的适配器模式

核心思想就是: 有一个Source类,拥有一个方法,待适配,目标接口是Targetable,通过Adapter类,将Source的功能扩展到Targetable里,看代码:

public class Source {  
    public void method1() {  
        System.out.println("this is original method!");  
    }  
}  

public interface Targetable {  
  
    public void method1(); //与原类中的方法相同
  
    public void method2();//新类的方法
}  

//Adapter类继承Source类,实现Targetable接口
public class Adapter extends Source implements Targetable { 
    @Override  
    public void method2() {  
        System.out.println("this is the targetable method!");  
    }  
}  

//下面是测试类:
public class AdapterTest {  
    public static void main(String[] args) {  
        Targetable target = new Adapter();  
        target.method1();  
        target.method2();  
    }  
}  

输出:
    this is original method!
    this is the targetable method!
    
这样Targetable接口的实现类就具有了Source类的功能。

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。

2.对象的适配器模式

  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(聚合)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

对象适配器与类适配器不同之处在于,类适配器通过继承来完成适配,对象适配器则是通过关联来完成,这里稍微修改一下 Adapter 类即可将转变为对象适配器

只需要修改Adapter类的源码即可:
public class Wrapper implements Targetable {  
  
    private Source source;  
      
    public Wrapper(Source source){  
        super();  
        this.source = source;  
    }  
    
    @Override  
    public void method2() {  
        System.out.println("this is the targetable method!");  
    }  
  
    @Override  
    public void method1() {  
        source.method1();  
    }  
}  

//测试类:
public class AdapterTest {  
    public static void main(String[] args) {  
        Source source = new Source();  
        Targetable target = new Wrapper(source);  
        target.method1();  
        target.method2();  
    }  
}  

输出与第一种一样,只是适配的方法不同而已。

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。

3.接口的适配器模式

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

2)第三种适配器模式是接口的适配器模式,接口的适配器是这样的:有时我们写的一个接口中有多个抽象方法,当我们写该接口的实现类时,必须实现该接口的所有方法,这明显有时比较浪费,因为并不是所有的方法都是我们需要的,有时只需要某一些,此处为了解决这个问题,我们引入了接口的适配器模式,借助于一个抽象类,该抽象类实现了该接口,实现了所有的方法,而我们不和原始的接口打交道,只和该抽象类取得联系,所以我们写一个类,继承该抽象类,重写我们需要的方法就行。

这个很好理解,在实际开发中,我们也常会遇到这种接口中定义了太多的方法,以致于有时我们在一些实现类中并不是都需要。看代码:

public interface Sourceable {  
    public void method1();  
    public void method2();  
}  

public abstract class Wrapper2 implements Sourceable{ 
    public void method1(){}  
    public void method2(){}  
}


public class SourceSub1 extends Wrapper2 {  
    public void method1(){  
        System.out.println("the sourceable interface's first Sub1!");  
    }  
}  

public class SourceSub2 extends Wrapper2 {  
    public void method2(){  
        System.out.println("the sourceable interface's second Sub2!");  
    }  
}  

//测试类
public class WrapperTest {  
    public static void main(String[] args) {  
        Sourceable source1 = new SourceSub1();  
        Sourceable source2 = new SourceSub2();  
          
        source1.method1();  
        source1.method2();  
        source2.method1();  
        source2.method2();  
    }  
}  

测试输出:
the sourceable interface's first Sub1!
the sourceable interface's second Sub2!

达到了我们的效果!

讲了这么多,总结一下三种适配器模式的应用场景:

3 适配器模式总结

主要优点:

将目标类和适配者类解耦,通过引入一个适配器类来重用现有的适配者类,无须修改原有结构。

增加了类的透明性和复用性,将具体的业务实现过程封装在适配者类中,对于客户端类而言是透明的,而且提高了适配者的复用性,同一个适配者类可以在多个不同的系统中复用。

灵活性和扩展性都非常好,通过使用配置文件,可以很方便地更换适配器,也可以在不修改原有代码的基础上增加新的适配器类,完全符合“开闭原则”。

类适配器模式有如下优点:

由于适配器类是适配者类的子类,因此可以在适配器类中置换一些适配者的方法,使得适配器的灵活性更强。

类适配器模式的缺点如下:

对于Java、C#等不支持多重类继承的语言,一次最多只能适配一个适配者类,不能同时适配多个适配者;

适配者类不能为最终类,如在Java中不能为final类,C#中不能为sealed类;

在Java、C#等语言中,类适配器模式中的目标抽象类只能为接口,不能为类,其使用有一定的局限性。

对象适配器模式有如下优点:

一个对象适配器可以把多个不同的适配者适配到同一个目标;

可以适配一个适配者的子类,由于适配器和适配者之间是关联关系,根据“里氏代换原则”,适配者的子类也可通过该适配器进行适配。

对象适配器模式的缺点如下:

与类适配器模式相比,要在适配器中置换适配者类的某些方法比较麻烦。如果一定要置换掉适配者类的一个或多个方法,可以先做一个适配者类的子类,将适配者类的方法置换掉,然后再把适配者类的子类当做真正的适配者进行适配,实现过程较为复杂。

适用场景:

系统需要使用一些现有的类,而这些类的接口(如方法名)不符合系统的需要,甚至没有这些类的源代码。

想创建一个可以重复使用的类,用于与一些彼此之间没有太大关联的一些类,包括一些可能在将来引进的类一起工作。

具体点来说:

类的适配器模式:当希望将一个类转换成满足另一个新接口的类时,可以使用类的适配器模式,创建一个新类,继承原有的类,实现新的接口即可。

对象的适配器模式:当希望将一个对象转换成满足另一个新接口的对象时,可以创建一个Wrapper类,持有原类的一个实例,在Wrapper类的方法中,调用实例的方法就行。

接口的适配器模式:当不希望实现一个接口中所有的方法时,可以创建一个抽象类Wrapper,实现所有方法,我们写别的类的时候,继承抽象类即可。

4 适配器模式在 JDK 的应用和源码分析

待补充