簡說設計模式——適配器模式

一、什么是適配器模式

　　適配器這個詞我們應該很熟悉，天天都在使用，手機充電時，電源線頭頭就叫電源適配器，干什么用的呢？把220V電壓轉換為手機充電時使用的電壓，那適配器模式是不是很好理解了，下面看一下定義。

       適配器模式（Adapter），將一個類的接口轉換成客戶希望的另外一個接口。使原本由於接口不兼容而不能一起工作的那些類可以一起工作。

       適配器模式有“類適配器”和“對象適配器”兩種不同的形式。

    1. 類適配器

       通過繼承進行適配（類間繼承）。UML結構圖如下：

    (1) Target

       Target目標角色，該角色定義把其他類轉換為何種接口，也就是期望接口，通常情況下是一個接口或一個抽象類，一般不會是實現類。

public interface Target {
    
    public void request();
    
}

    (2) Adaptee

       Adaptee源角色，想把誰轉換為目標角色，這個“誰”就是源角色，它是已經存在的、運行良好的類或對象。

public class Adaptee {

    public void specificRequest() {
        System.out.println("特殊請求");
    }
    
}

    (3) Adapter

       Adapter適配器角色，是適配器模式的核心角色，它的職責是通過繼承或是類關聯的方式把源角色轉換為目標角色。

public class Adapter extends Adaptee implements Target {

    @Override
    public void request() {
        super.specificRequest();
    }

}

    (4) ConcreteTarget

       目標角色的實現類。

public class ConcreteTarget implements Target {

    @Override
    public void request() {
        System.out.println("普通請求");
    }

}

    (5) Client

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        //原有業務邏輯
        Target target = new ConcreteTarget();
        target.request();
        
        //增加適配器后的業務邏輯
        Target target2 = new Adapter();
        target2.request();
    }
    
}

       此時原有業務邏輯輸出“普通請求”，增加適配器后的業務邏輯輸出“特殊請求”，下同。

    2. 對象適配器

       通過對象層次的關聯關系進行委托（對象的合成關系/關聯關系）。UML結構圖如下：

    (1) Target

       客戶所期待的接口。目標可以是具體的或抽象的類，也可以是接口。

public class Target {

    public void request() {
        System.out.println("普通請求");
    }
    
}

    (2) Adaptee

       需要適配的類。

public class Adaptee {

    public void specificRequest() {
        System.out.println("特殊請求");
    }
    
}

    (3) Adapter

       通過在內部包裝一個Adaptee對象，把源接口轉換成目標接口。

public class Adapter extends Target {

    private Adaptee adaptee = new Adaptee();
    
    @Override
    public void request() {
        adaptee.specificRequest();
    }
}

    (4) Client

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        Target target = new Adapter();
        target.request();
    }
    
}

二、適配器模式的應用

    1. 何時使用

• 系統需要使用現有的類，而此類的接口不符合系統的需要。
• 想建立一個可以重復使用的類，用於一些彼此之間沒有太大關聯的一些類。
• 通過接口轉換，將一個類插入另一個類系中。

    2. 方法

• 繼承或依賴。

    3. 優點

• 可以讓任何兩個沒有關聯的類一起運行。
• 增加了類的透明性。我們訪問Target目標角色，但具體實現都委托給了源角色，而這些對高層模塊是透明的，也是不需要關心的。
• 提高了類的復用度。源角色在原有的系統中還是可以正常使用，而在目標角色中也可以充當新的演員。
• 靈活性非常好。什么時候不想要適配器了，直接刪掉就可以了，基本上就類似一個靈活的構件，想用就用，不想用就卸載。

    4. 缺點

• 過多使用適配器，會使系統非常零亂。
• 由於Java至多繼承一個類，所以至多只能適配一個適配者類，而且目標類必須是抽象類。

    5. 使用場景

• 有動機地修改一個正常運行的系統的接口。

    6. 應用實例

• 電源適配器。
• 在Linux上運行Windows程序。
• Java中的JDBC。
• 翻譯官。

    7. 注意事項

• 只有碰到無法改變原有設計和代碼的情況下，才考慮適配器模式。

三、適配器模式的實現

    下面我們以翻譯官為例，姚明剛去美國時，不懂英文，專門為他配備了翻譯，特別是在比賽場上，教練、隊員與他的對話全部都通過翻譯來溝通，這里翻譯就是適配器。現在編寫一個適配器模式的例子，火箭隊比賽，教練叫暫停時給后衛、中鋒、前鋒分配進攻和防守任務。UML圖如下：

    1. Player類

       抽象球員類，有進攻和防守兩種方法。

public abstract class Player {

    protected String name;
    
    public Player(String name) {
        this.name = name;
    }

    public abstract void attack();    //進攻
    public abstract void defense();    //防守
}

    2. 前鋒、中鋒、后衛類

       這里以前鋒為例，其余的就不過多贅述了。重寫了Player類中的進攻和防守兩個方法，此時是英文的，尚未翻譯。

public class Forwards extends Player {

    public Forwards(String name) {
        super(name);
    }
    
    @Override
    public void attack() {
        System.out.println("Forward " + name + " attack");
    }

    @Override
    public void defense() {
        System.out.println("Forward " + name + " defense");
    }

}

    3. ForeignCenters類

       外籍中鋒類。只能聽懂中文。

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("中鋒 " + name + " 進攻");
    }

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

    4. Translator類

       翻譯者類，也就是適配器。對英文的進攻和防守進行翻譯。

public class Translator extends Player {
    
    private ForeignCenters foreignCenter = new ForeignCenters();

    public Translator(String name) {
        super(name);
        foreignCenter.setName(name);
    }

    @Override
    public void attack() {
        foreignCenter.attackChi();
    }

    @Override
    public void defense() {
        foreignCenter.defenseChi();
    }

}

    5. Client

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        Player bPlayer = new Forwards("巴蒂爾");
        bPlayer.attack();
        
        Player mPlayer = new Guards("麥克格雷迪");
        mPlayer.attack();
        
        Player yPlayer = new Translator("姚明");
        yPlayer.attack();
        yPlayer.defense();
    }
    
}

       運行結果如下：

       從運行結果可以看到，“attack”和“defense”命令在姚明這里被翻譯成了“進攻”和“防守”。

四、類適配器和對象適配器的區別

       從上面的內容可以看出來，類適配器是類間繼承，對象適配器是對象的合成關系，也可以說是類的關聯關系，這是兩者的根本區別。

       由於對象適配器是通過類間的關聯關系進行耦合的，因此在設計時就可以做到比較靈活，而類適配器就只能通過覆寫源角色的方法進行擴展。

       在實際項目中，對象適配器使用到的場景較多。

 

       源碼地址：https://gitee.com/adamjiangwh/GoF