设计模式之适配器模式

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1 概述

适配器模式: 将一个类的接口转换成需求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.

分类

  • 类适配器模式 类的耦合度较高
  • 对象适配器模式

2 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。

3 类适配器模式

需求目标:

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.

以电脑读取SD卡为了, 而想要读取新推出的TF卡,就可以使用此模式.

电脑类

public class Computer {

    public String readSD(SDCard sdCard) {
        if(sdCard == null) {
            throw new NullPointerException("sd card null");
        }
        return sdCard.readSD();
    }
}

SD卡接口

public interface SDCard {
    // 读取SD卡方法
    String readSD();
    // 写入SD卡功能
    void writeSD(String msg);
}

SD卡实现类

public class SDCardImpl implements SDCard {
    public String readSD() {
        String msg = "read SDCard";
        return msg;
    }

    public void writeSD(String msg) {
        System.out.println("write msg : " + msg);
    }
}

TF卡接口

public interface TFCard {
    // 读取TF卡方法
    String readTF();
    // 写入TF卡功能
    void writeTF(String msg);
}

TF实现类

public class TFCardImpl implements TFCard {

    public String readTF() {
        String msg ="read TFCard";
        return msg;
    }

    public void writeTF(String msg) {
        System.out.println("write msg : " + msg);
    }
}

适配器类

public class SDAdapterTF extends TFCardImpl implements SDCard {

    public String readSD() {
        System.out.println("adapter read tf card ");
        return readTF();
    }

    public void writeSD(String msg) {
        System.out.println("adapter write tf card");
        writeTF(msg);
    }
}

测试类

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Computer computer = new Computer();
        SDCard sdCard = new SDCardImpl();
        System.out.println(computer.readSD(sdCard));

        System.out.println("------------");

        SDAdapterTF adapter = new SDAdapterTF();
        System.out.println(computer.readSD(adapter));
    }
}

/*
运行结果:
read SDCard
------------
adapter read tf card 
read TFCard
*/

上述, 类适配器模式违背了合成复用原则。类适配器是客户类有一个接口规范的情况下可用, 反之不可用.

4 对象适配器模式

需求目标:

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.

改造适配器类.

适配器类

public class SDAdapterTF  implements SDCard {

    private TFCard tfCard;

    public SDAdapterTF(TFCard tfCard) {
        this.tfCard = tfCard;
    }

    public String readSD() {
        System.out.println("adapter read tf card ");
        return tfCard.readTF();
    }

    public void writeSD(String msg) {
        System.out.println("adapter write tf card");
        tfCard.writeTF(msg);
    }
}

测试类

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Computer computer = new Computer();
        SDCard sdCard = new SDCardImpl();
        System.out.println(computer.readSD(sdCard));

        System.out.println("------------");

        TFCard tfCard = new TFCardImpl();
        SDAdapterTF adapter = new SDAdapterTF(tfCard);
        System.out.println(computer.readSD(adapter));
    }
}

/*
运行结果:
read SDCard
------------
adapter read tf card 
read TFCard

*/

此外,还有一个适配器模式是接口适配器模式。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Adapter ,实现所有方法。而此时我们只需要继承该抽象类即可.

接口适配器模式

A接口

public interface A {
    
    String read();
    
    void write();
    
    String listen();
}

抽象类B

public abstract class B implements A {

    @Override
    public String read() {
        System.out.println("读取到数据");
        return null;
    }

    @Override
    public void write() {

    }

    @Override
    public String listen() {
        return null;
    }
}

实现类C

public class C extends B {
    @Override
    public String read() {
        return super.read();
    }
}

5 使用场景

  • 以前开发的系统存在满足新系统功能需求的类,但其接口同新系统的接口不一致。
  • 使用第三方提供的组件,但组件接口定义和自己要求的接口定义不同。

6 JDK源码解析

Reader(字符流)、InputStream(字节流)的适配使用的是InputStreamReader, InputStreamReader继承自java.io包中的Reader,对其中的抽象的未实现的方法给出实现.

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从代码可知:

  • InputStreamReader是对同样实现了Reader的StreamDecoder的封装。
  • StreamDecoder不是Java SE API中的内容,是Sun JDK给出的自身实现。但我们知道他们对构造方法中的字节流类(InputStream)进行封装,并通过该类进行了字节流和字符流之间的解码转换.

InputStreamReader做了InputStream字节流类到Reader字符流之间的转换。而从如上Sun JDK中的实现类关系结构中可以看出,是StreamDecoder的设计实现在实际上采用了适配器模式.