Java中的设计模式（八）：适配器模式

用户9310018372512
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一、基本概念

适配器模式主要解决在软件系统中，常常要将一些"现存的对象"放到新的环境中，而新环境要求的接口是现对象不能满足的问题。

适配器模式 （Adapter Pattern）是 结构型设计模式 的一种，适配器模式的定义是：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。

二、模式介绍

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  • Target：目标接口，期望接口，当前系统业务所期待的接口，它可以是抽象类或接口。
  • Adaptee：被访问和适配的现存组件库中的组件接口。
  • Adapter：适配器模式的核心角色，其他两个角色都是已经存在的角色，而适配器角色是需要新建立的，它的职责非常简单：它将对被适配Adaptee角色已有的接口通过继承或者类关联的方法转换为目标角色Target匹配的接口。对Adaptee的接口与Target接口进行适配。

三、模式的结构与实现

适配器模式分为类结构型模式和对象结构型模式两种，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。

3.1 类结构型模式

image.png

package adapter;

//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！

优点: 使用方便，代码简化，不需要引入对象实例

缺点: 高耦合，灵活性低。使用对象继承的方式，是静态的定义方式

3.2 对象适配器模式

image.png

package adapter;

//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：

对象适配器模式测试：
适配者中的业务代码被调用！

优点: 灵活性高、低耦合，采用 “对象组合”的方式，是动态组合方式

缺点: 使用复杂，需要引入对象实例

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。

四、模式的应用实例

【例1】用适配器模式（Adapter）模拟新能源汽车的发动机。

分析：新能源汽车的发动机有电能发动机（Electric Motor）和光能发动机（Optical Motor）等，各种发动机的驱动方法不同，例如，电能发动机的驱动方法 electricDrive() 是用电能驱动，而光能发动机的驱动方法 opticalDrive() 是用光能驱动，它们是适配器模式中被访问的适配者。

客户端希望用统一的发动机驱动方法 drive() 访问这两种发动机，所以必须定义一个统一的目标接口 Motor，然后再定义电能适配器（Electric Adapter）和光能适配器（Optical Adapter）去适配这两种发动机。

我们把客户端想访问的新能源发动机的适配器的名称放在 XML 配置文件中（点此下载 XML 文件），客户端可以通过对象生成器类 ReadXML 去读取。这样，客户端就可以通过 Motor 接口随便使用任意一种新能源发动机去驱动汽车，下图是其结构图。

发动机适配器的结构图

package adapter;

//目标：发动机
interface Motor {
    public void drive();
}

//适配者1：电能发动机
class ElectricMotor {
    public void electricDrive() {
        System.out.println("电能发动机驱动汽车！");
    }
}

//适配者2：光能发动机
class OpticalMotor {
    public void opticalDrive() {
        System.out.println("光能发动机驱动汽车！");
    }
}

//电能适配器
class ElectricAdapter implements Motor {
    private ElectricMotor emotor;
    public ElectricAdapter() {
        emotor=new ElectricMotor();
    }
    public void drive() {
        emotor.electricDrive();
    }
}

//光能适配器
class OpticalAdapter implements Motor {
    private OpticalMotor omotor;
    public OpticalAdapter() {
        omotor=new OpticalMotor();
    }
    public void drive() {
        omotor.opticalDrive();
    }
}

//客户端代码
public class MotorAdapterTest {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("适配器模式测试：");
        Motor motor=(Motor)ReadXML.getObject();
        motor.drive();
    }
}

package adapter;
import javax.xml.parsers.*;
import org.w3c.dom.*;
import java.io.*;
class ReadXML {
    public static Object getObject() {
        try {
            DocumentBuilderFactory dFactory=DocumentBuilderFactory.newInstance();
            DocumentBuilder builder=dFactory.newDocumentBuilder();
            Document doc;                           
            doc=builder.parse(new File("src/adapter/config.xml"));
            NodeList nl=doc.getElementsByTagName("className");
            Node classNode=nl.item(0).getFirstChild();
            String cName="adapter."+classNode.getNodeValue();
            Class<?> c=Class.forName(cName);
              Object obj=c.newInstance();
            return obj;
            
         } catch(Exception e) {
             e.printStackTrace();
             return null;
         }
    }
}

程序的运行结果如下：

适配器模式测试：
电能发动机驱动汽车！

注意：如果将配置文件中的 ElectricAdapter 改为 OpticalAdapter，则运行结果如下：

适配器模式测试：
光能发动机驱动汽车！

五、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，其结构图如下图所示：

image.png

package adapter;

//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！

本文绝大部分内容转载自：c.biancheng.net/view/1361.h…

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