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我们生活中很熟悉的转换插头,因为全球有几种不同的插座接口标准,国内使用的插头不一定适用于国外一些国家的插座,这时候,就需要用到转换插头了。我手中的这个就是德标转国标的。

 

你看,这不就类似我们设计模式中的适配器模式嘛?


将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口,使得原来由于接口不兼容而不能一起工作的那些类可以一起工作。

文字描述不容易理解没关系,通过下图,应该会有一个更直观的认识。

 

需求总是会不断地变化,现在我们需要从旧厂商类切换到新厂商类,由于现有的系统与新厂商类彼此不兼容,修改某一个类以兼容另外一个类,都不是件轻松的事。这时候,就需要适配器模式来“救场”了。你看,只需要增加一个适配器的代码,就可以了,很轻松。

有了直观的认识之后,我们就来好好地认识一下适配器模式。

 

  • Target目标角色:该角色定义把其他类转换为何种接口,也就是我们的期望接口。

  • Adaptee源角色:你想把谁转换成目标角色,这个“谁”就是源角色,它是已经存在的,运行良好的类或对象,经过适配器角色的包装,它会成为一个崭新的角色。

  • Adapter适配器角色: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:就是把源角色转换为目标角色。

适配器模式有两种实现方式:类适配器对象适配器。其中,类适配器使用继承关系来实现,对象适配器使用组合关系来实现。

类适配器

类适配器的重点在于类,是通过构造一个继承Adaptee类来实现适配器的功能。

Adaptee:小明进入NBA了,但是他只会用中文沟通,

 1 // 已存在的,但是不符合我们既有的标准接口的类
 2 public class XiaoMing {
 3     private int Num;
 4     private String name;
 5     
 6     // 只会用中文沟通
 7     public void Chinese() {
 8         System.out.println("用中文沟通");
 9     }
10 }

Target:但是球队教练是法国人,只会法语和英语,不用用中文。

1 // 目标接口,或称为标准接口
2 public interface Coach {
3     void English();
4     void French();
5 }

Adapter:球队给小明安排了一位翻译。

 1 // 适配器类:继承了被适配类,同时实现了标准接口
 2 public class Interpreter extends XiaoMing implements Coach {
 3     
 4     @Override 
 5     public void English() {
 6         // 和球员小明用中文沟通
 7         super.Chinese();
 8         System.out.println("和教练用英语沟通");
 9     }
10     
11     @Override 
12     public void French() {
13         // 和球员小明用中文沟通
14         super.Chinese();
15         System.out.println("和教练用法语沟通");
16     }
17 }

客户端

 1 public class Demo {
 2     public static void main(String[] args) {
 3         Coach interpreter = new Interpreter();
 4         
 5         // 翻译是双方沟通的桥梁
 6         interpreter.Chinese();
 7         interpreter.English();
 8         interpreter.French();
 9     }
10 }

但是,由于Java中不支持多继承,所以这个适配器(翻译)只能服务于所继承的被适配者(小明)。如果球队里有很多不会讲英语和法语的球员,每个球员都安排一位翻译的话,那成本就会很大,那有什么办法解决呢?

这个对象适配器就派上用场了。

对象适配

对象适配器的重点在于对象,是通过在直接组合Adaptee类来实现的,而不需要继承被适配的类。而是通过在适配器的构造函数中将需要被适配的类传递进来,从而进行适配。

Adapter代码如下,Target和Adaptee的代码同上。

 1 public class Interpreter implements Coach {
 2     // 与类适配器不同的是,对象适配器可以适配多个源到目标
 3     private Xiaoming xiaoming;
 4     // 比如,还可以组合其他Adaptee
 5     // private Tony tony;   // 讲俄语
 6     
 7     // 在构造函数中将Adaptee类Xiaoming传递进来
 8     public Interpreter(Xiaoming xiaoming) {
 9         this.xiaoming = xiaoming;
10     }
11     
12     // 实现接口中的方法
13     @Override
14     public void English() {
15         // 和球员小明用中文沟通
16         this.xiaoming.Chinese();
17         // 和教练用英语沟通
18         System.out.println("用英语沟通");
19     }
20     
21     @Override 
22     public void French() {
23         // 和球员小明用中文沟通
24         this.xiaoming.Chinese();
25         // 和教练用法语沟通
26         System.out.println("用法语沟通");
27     }
28 }

客户端

1 public class Demo {
2     public static void main(String[] args) {
3         Coach interpreter = new Interpreter(new XiaoMing());
4         
5         interpreter.English();
6         interpreter.French();
7     } 
8 }

两种方式应该如何选择?

判断的标准主要有两个,一个是Adaptee接口的个数,另一个是Adaptee和Target的契合程度。

  • 如果Adaptee接口并不多,那两种实现方式是都可以;

  • 如果Adaptee接口很多,而且Adaptee和Target接口定义大部分都相同,那我们推荐使用类适配器,因为Adapter复用父类Adaptee的接口,比起对象适配器的实现方式,Adapter的代码量要少一些。

  • 如果Adaptee接口很多,而且Adaptee和Target接口定义大部分都不相同,那我们推荐使用对象适配器,因为组合结构相对于继承更加灵活。

适配器模式的优点

  • 适配器模式可以让两个没有关系的类在一起运行,只要适配器这个角色能够搞定他们就可以。

  • 增加了类的透明性

    想想看,我们访问的Target目标角色,但是具体的实现都委托给了源角色,而这些对高层次模块是透明的,也是它不需要关心的。

  • 提高了类的复用度

    源角色在原有的系统中还是可以正常使用的,而在目标角色中也可以充当新的演员。

  • 灵活性非常好

    如果突然不想要适配器,没有问题,删除掉这个适配器就可以了,其他的代码都不用修改,基本上就类似一个灵活的构件,想用就用,不用就卸载。

适配器模式的缺点

  • 对于类适配器来说,由于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,而且目标抽象类只能为接口,不能为类,其使用有一定的局限性,不能将一个适配者类和它的子类同时适配到目标接口。

  • 对于对象适配器来说,与类适配器模式相比,要想置换适配者类的方法就不容易。

  • 过多地使用适配器,会让系统非常凌乱,不容易整体进行把握。

    比如,明明看到调用的是A接口,其实内部被适配成了B接口来实现,一个系统如果出现太多这种情况,无异于一场灾难。

适配器模式的应用场景

一般来说,适配器模式可以看作是一种“补偿模式”,用来补救设计上的缺陷。应用这种模式算是“无奈之举”。如果在设计初期,就能协调规避接口不兼容的问题,那么,适配器模式就没有应用的机会了。

  1. 封装有缺陷的接口设计

    如果我们依赖的外部系统在接口设计方面有缺陷(比如包含大量静态方法),引入之后会影响到我们自身代码的可测试性。为了隔离设计上的缺陷,我们希望对外部系统提供的接口进行二次封装,抽象出更好的接口设计,这个时候就可以使用适配器模式了。

  2. 统一多个类的接口设计

    某个功能的实现依赖多个外部系统(或者说类)。通过适配器模式,将它们的接口适配为统一的接口定义,然后我们就可以使用多态的特性来复用代码逻辑。

  3. 替换依赖的外部系统

    当我们把项目中依赖的一个外部系统替换为另一个外部系统的时候,利用适配器模式,可以减少对代码的改动。

  4. 兼容老版本接口

    在做版本升级的时候,对于一些要废弃的接口,我们不直接将其删除,而是暂时保留,并且标注为deprecated,并将内部实现逻辑委托为新的接口实现。这样做的好处是,让使用它的项目有个过渡期,而不是强制进行代码修改。这也可以粗略地看做适配器模式的一个应用场景。

  5. 适配不同格式的数据

    适配器模式主要用于接口的适配,实际上,它还可以用在不同格式的数据之间的适配。比如,把从不同征信系统拉取的不同格式的征信数据,统一为相同的格式,以方便存储和使用。再比如,Java中的Arrays.asList()也可以看作一种数据适配器,将数据类型的数据转化为集合容器类型。

总结

适配器模式主要应用于希望复用一些现存的类,但是接口又与复用环境要求不一致的情况。

参考

《设计模式之禅》

极客时间专栏《设计模式之美》

《Head First 设计模式》

https://www.jb51.net/article/100146.htm

 

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