Java 设计模式之适配器模式

前言

港版的iphone 充电器的插头(需求方Target)很大,不能在国内的插口(适配者Adaptee)上使用,这时候需要加一个插头转换器(适配器Adapter),来做中间转换工作。引出,适配器模式。
 
适配器模式可以将一个类的接口和另一个类的接口匹配起来,而无须修改原来的适配者接口和抽象目标类接口。适配器模式定义如下:
适配器模式(Adapter Pattern):将一个接口转换成客户希望的另一个接口,使接口不兼容的那些类可以一起工作,其别名为包装器(Wrapper)。适配器模式既可以作为类结构型模式,也可以作为对象结构型模式。

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  

对象适配器模式

 
Target(目标抽象类):目标抽象类定义客户所需接口,可以是一个抽象类或接口,也可以是具体类。
public abstract class Player {
    private String name;

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

    public abstract void Attack();

    public abstract void Defense();

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

普通对象(正常情况下这样ok,不用翻译人员来进行翻译) 

public class Center extends Player {
    /**
     * @param name
     */
    public Center(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    public void Attack() {
        System.out.println("中锋:" + super.getName() + "进攻");
    }

    @Override
    public void Defense() {
        System.out.println("中锋:" + super.getName() + "防守");
    }
}
//-------------------------------------------------------------------
public class Forward extends Player {

    /**
     * @param name
     */
    public Forward(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    public void Attack() {
        System.out.println("前锋:" + super.getName() + "进攻");
    }

    @Override
    public void Defense() {
        System.out.println("前锋:" + super.getName() + "防守");
    }
}

Adaptee(适配者类,需要翻译人员):适配者即被适配的角色,它定义了一个已经存在的接口,这个接口需要适配,适配者类一般是一个具体类,包含了客户希望使用的业务方法,在某些情况下可能没有适配者类的源代码。

public class ForeignCenter {
    private String chineseName;

    public ForeignCenter(String chineseName) {
        this.chineseName = chineseName;
    }

    // 表明外籍中锋只懂中文
    public void 进攻() {
        System.out.println("外籍中锋:" + chineseName + "进攻");
    }

    public void 防守() {
        System.out.println("外籍中锋:" + chineseName + "防守");
    }

    public String getChineseName() {
        return chineseName;
    }

    public void setChineseName(String chineseName) {
        this.chineseName = chineseName;
    }
}

Adapter(适配器类):适配器可以调用另一个接口,作为一个转换器,对Adaptee和Target进行适配,适配器类是适配器模式的核心,在对象适配器中,它通过继承Target并关联一个Adaptee对象使二者产生联系。

public class Translator extends Player {
    /**
     * @param name
     */
    public Translator(String name) {
        // 父类中是有参构造,子类继承父类时必须调用父类的有参构造
        super(name);
    }

    // 声明并实例化一个内部私有的“外籍中锋”对象,表明翻译者与外籍球员有关联
    private ForeignCenter fc = new ForeignCenter(this.getName());

    @Override
    public void Attack() {
        // 翻译者将“Attack” 翻译成中文
        fc.进攻();
    }

    @Override
    public void Defense() {
        fc.防守();
    }
}

客户端

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Player forward = new Forward("梅西");
        Player center = new Center("C罗");
        Translator translator = new Translator("武磊");
        forward.Attack();
        forward.Defense();
        center.Attack();
        center.Defense();
        // 翻译者告诉武磊,让他进行进攻和防守
        translator.Attack();
        translator.Defense();
    }
}

结果

类适配器模式

类适配器模式和对象适配器模式最大的区别在于适配器和适配者之间的关系不同,对象适配器模式中适配器和适配者之间是关联关系,而类适配器模式中适配器和适配者是继承关系

根据类适配器模式结构图,适配器类实现了抽象目标类接口Target,并继承了适配者类,在适配器类的operation()方法中调用所继承的适配者类的specialOperation()方法,实现了适配。

总结

适配器模式将现有接口转化为客户类所期望的接口,实现了对现有类的复用,它是一种使用频率非常高的设计模式,在软件开发中得以广泛应用,在Spring等开源框架、驱动程序设计(如JDBC中的数据库驱动程序)中也使用了适配器模式。
       1. 主要优点
       无论是对象适配器模式还是类适配器模式都具有如下优点:
       (1) 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。
       (2) 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。
       (3) 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”。
      具体来说,类适配器模式还有如下优点:
      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。
      对象适配器模式还有如下优点:
      (1) 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;
      (2) 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。
 
      2. 主要缺点
     类适配器模式的缺点如下:
      (1) 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;
      (2) 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;
      (3) 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。
 
      3. 适用场景
      在以下情况下可以考虑使用适配器模式:
       (1) 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。
       (2) 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。
 
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