设计模式（9）结构型模式 - 适配器模式

前言

已经完成了创建型模式：简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、原型模式、建造者模式的学习
接下来是结构型模式 - 适配器模式

结构型模式

结构型模式(Structural Pattern)描述如何将类或者对象结合在一起形成更大的结构，就像搭积木，可以通过简单积木的组合形成复杂的、功能更为强大的结构

可以分成两种：

类结构型模式
类结构型模式关心类的组合，由多个类可以组合成一个更大的系统，在类结构型模式中一般只存在继承关系和实现关系。
对象结构型模式
对象结构型模式关心类与对象的组合，通过关联关系使得在一个类中定义另一个类的实例对象，然后通过该对象调用其方法。根据“合成复用原则”，在系统中尽量使用关联关系来替代继承关系，因此大部分结构型模式都是对象结构型模式

结构型模式有7种模式：适配器模式(Adapter)、桥接模式(Bridge)、组合模式(Composite)、装饰模式(Decorator)
、外观模式(Facade) 、享元模式(Flyweight)、代理模式(Proxy)

适配器模式

现实中的适配器：
在这里插入图片描述
程序中：
客户端可以通过目标类的接口访问它所提供的服务。有时，现有的类可以满足客户类的功能需要，但是它所提供的接口不一定是客户类所期望的，这可能是因为现有类中方法名与目标类中定义的方法名不一致等原因所导致的

现有的接口需要转化为客户类期望的接口，这样保证了对现有类的重用，适配器模式就可以实现

概念

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，适配器模式使接口不兼容的那些类可以一起工作，其别名为包装器(Wrapper)

适配器模式可以分为三种：类适配器、对象适配器、接口适配器

结构

适配器模式包含四个角色：

Target：目标类/接口，当前系统业务所期待的接口，它可以是抽象类或接口
Adapter：适配器类，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
Adaptee：适配者类，它是被访问和适配的现存组件库中的组件接口
Client：客户类

类适配器：
在这里插入图片描述
对象适配器：

在这里插入图片描述

类适配器

现实中存在的适配器：充电器，它将220V的电压降到我们手机可以充电的电压在这里插入图片描述

package com.company.Structural.ClassAdapter;
//类适配器

//被适配类
class Voltage220{
    public int IVoltage220(){
        int voltage=220;
        System.out.println("输出电压220V");
        return voltage;
    }
}
//适配器接口
interface Voltage5{
    public int IVoltage5();
}
//适配器
class VoltageAdapter extends Voltage220 implements Voltage5{

    @Override
    public int IVoltage5() {
        int src=IVoltage220();
        int dst=src/44;
        return dst;
    }
}
class Phone{
    public void Charging(Voltage5 voltage5){
        if(voltage5.IVoltage5()==5){
            System.out.println("电压="+5+",充电中");
        }
        else
            System.out.println("电压不适合充电");
    }
}


public class ClassAdapter {
    public static void main(String[] args) {
        Phone phone = new Phone();
        phone.Charging(new VoltageAdapter());
    }
}

在这里插入图片描述

类适配器中：适配器通过继承适配者类，实现目标接口

对象适配器

类适配器通过继承完成的，继承耦合度高，而根据“合成复用原则”，尽量通过关联关系替代继承关系
对象适配器与类适配器差别在与适配器类不继承适配者类，而是通过聚合关系

修改上面的例子：

在这里插入图片描述

package com.company.Structural.ObjectAdapter;


//对象适配器

//被适配类
class Voltage220{
    public int IVoltage220(){
        int voltage=220;
        System.out.println("输出电压220V");
        return voltage;
    }
}
//适配器接口
interface Voltage5{
    public int IVoltage5();
}
//适配器
//合成复用原则：聚合关系
class VoltageAdapter  implements Voltage5 {
    private Voltage220 voltage220;
    public VoltageAdapter(Voltage220 voltage220){
        this.voltage220=voltage220;
    }

    @Override
    public int IVoltage5() {
        int dst=0;
        if (voltage220!=null) {
            int src = voltage220.IVoltage220();
            dst = src / 44;
            System.out.println("适配器适配降压");
        }
        return dst;
    }
}
class Phone{
    public void Charging(Voltage5 voltage5){
        if(voltage5.IVoltage5()==5){
            System.out.println("电压="+5+",充电中");
        }
        else
            System.out.println("电压不适合充电");
    }
}

public class ObjectAdapet {
    public static void main(String[] args) {
        new Phone().Charging(new VoltageAdapter(new Voltage220()));
    }
}

在这里插入图片描述

接口适配器

当不需要全部实现接口提供的方法时，可先设计一个抽象类实现接口，并为该接口中每个方法提供一个默认实现（空方法），那么该抽象类的子类可有选择地覆盖父类的某些方法来实现需求，它适用于一个接口不想使用其所有的方法的情况。因此称为接口适配器模式或者缺省适配器模式

package com.company.Structural.InterfaceAdapter;
//接口适配器

//存在3个方法的接口
interface ItfAfapter{
    public void method1();
    public void method2();
    public void method3();
}
//抽象类实现接口，3个方法都是空方法
abstract class Achieve implements ItfAfapter{
    public void method1(){

    }
    public void method2(){

    }
    public void method3(){

    }
}
//抽象类子类，选择method1实现
public class InterfaceAdapet extends Achieve {
    public void method1(){
        System.out.println("实现方法1");
    }

    public static void main(String[] args) {
        new InterfaceAdapet().method1();
    }
}

在这里插入图片描述

适配器优缺点

适配器的优点：

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，而无须修改原有代码。
增加了类的透明性和复用性，将具体的实现封装在适配者类中，对于客户端类来说是透明的，而且提高了适配者的复用性。
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

类适配器模式的优点：
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：
对于Java、C#等不支持多重继承的语言，一次最多只能适配一个适配者类；而适配器继承适配者，不符合“合成复用原则”，子类会得知父类的信息，且耦合度高

对象适配器

对象适配器模式的优点：
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
对象适配器模式的缺点：
与类适配器模式相比，要想置换适配者类的方法就不容易。如果一定要置换掉适配者类的一个或多个方法，就只好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

模式应用

JDBC
JDBC给出一个客户端通用的抽象接口，每一个具体数据库引擎（如SQL Server、Oracle、MySQL等）的JDBC驱动软件都是一个介于JDBC接口和数据库引擎接口之间的适配器软件
抽象的JDBC接口和各个数据库引擎API之间都需要相应的适配器软件，这就是为各个不同数据库引擎准备的驱动程序
Spring AOP
BeforeAdvice、AfterAdvice、ThrowsAdvice三种通知类型借助适配器模式来实现
SpringMVC中HandleAdapter

JavaEE中的内容，需要仔细分析

常用场景

系统需要使用现有的类，而这些类的接口不符合系统的需要
想要建立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一起工作

总结

结构型模式描述将类或对象结合组成更复杂的类
适配器模式是为了将一个接口转换成客户需要的接口
适配器模式有三种：类适配器模式、对象适配器模式、接口适配器模式；对象适配器模式最常用
适配器的优点：将目标类和适配者类解耦；增加了类的透明性和复用性；灵活性和拓展性好
类适配器的的优点：灵活性、拓展性高，因为子类可以重写父类；类适配器的缺点：Java等一些语言只能继承一个类，即对多个适配者无法处理，继承不符合“合成复用原则”，耦合高
对象适配器的优点：可以把多个适配者放入一个适配器；对象适配器的缺点：置换适配者方法困难
应用场景：类的接口不符合系统需要；想要建立可重复的类于与一些彼此之间没有太大关联的一些类一起工作

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