一天一个设计模式(五) - 适配器模式(Adapter)

前言

适配器模式把一个类的接口变换成客户端所期待的另一种接口,从而使原本因接口不匹配而无法在一起工作的两个类能够在一起工作。

适配器模式的用途

最经典的就是电器的例子,笔记本电脑的插头一般都是三相的,即除了阳极、阴极之外,还有一个地极。而有些地方的电源插座却只有两极,没有地极。电源插座与笔记本电脑的电源插头不匹配使得笔记本电脑无法使用。这时候一个三相到两相的转换器(适配器)就能解决此问题,而这正像是本模式所做的事情。

适配器模式的形式

适配器模式类的适配器模式对象的适配器模式两种不同的形式。

正文

类的适配器模式

类的适配器模式,简单来说,就是适配的类API转换成为目标接口API

image

从上图可以看出,Adaptee类并没有sampleOperation2()方法,而客户端则期待这个方法。

为了使客户端能够使用Adaptee类,提供一个中间环节,即类Adapter,把Adaptee类的APITarget接口的API衔接起来。AdapterAdaptee继承关系,这决定了这个适配器模式是类的适配器模式

相关角色

  1. 目标(Target)角色:这就是所期待得到的接口。注意:由于这里讨论的是类适配器模式,因此目标不可以是类。
  2. 源(Adaptee)角色:现在需要适配的到目标角色的类。
  3. 适配器(Adapter)角色:适配器是目标角色源角色之间的桥梁。适配器把源角色的类转换成目标接口的实现。

示例代码

Target.java

public interface Target {
    /**
     * 这是源类Adaptee中也有的方法
     */

    public void sampleOperation1();
    /**
     * 这是源类Adaptee中没有的方法
     */
    public void sampleOperation2();
}

上面给出的是目标角色的接口代码,这个角色是以一个接口的形式实现的。可以看出,这个接口声明了两个方法:sampleOperation1()sampleOperation2(),而源角色Adaptee是一个具体类,它有一个sampleOperation1()方法,但是没有sampleOperation2()方法。

Adaptee.java

public class Adaptee {
    public void sampleOperation1() {
       System.out.println("Operation 1st");
    }
}

适配器角色Adapter拓展了Adaptee,同时又实现了目标角色Target接口。由于Adaptee没有提供sampleOperation2()方法,而目标接口有要求这个方法,因此适配器角色Adapter实现了这个方法。

Adapter.java

public class Adapter extends Adaptee implements Target {
    @Override
    public void sampleOperation2() {
       System.out.println("Operation 2nd");
    }
}

对象的适配器模式

类的适配器模式一样,对象的适配器模式把被适配类API转换成为目标类API

类的适配器模式不同的是,对象的适配器模式不是使用继承关系链接到Adaptee类,而是使用委派关系连接到Adaptee类。

image

从上图可以看出,Adaptee类并没有sampleOperation2()方法,而客户端则期待这个方法。

为使客户端能够使用Adaptee类,需要提供一个包装WrapperAdapter。这个包装类包括了一个Adaptee的实例,从而此包装类能够把AdapteeAPITarget类的API衔接起来。Adapter类与Adaptee类是委派关系,这决定了适配器模式对象的。

相关角色

  1. 目标(Target)角色:这就是所期待得到的接口。注意:由于这里讨论的是类适配器模式,因此目标不可以是类。
  2. 源(Adaptee)角色:现在需要适配的到目标角色的类。
  3. 适配器(Adapter)角色:适配器是目标角色源角色之间的桥梁。适配器把源角色的类包装到目标接口的实现中。

示例代码

Target.java

public interface Target {
    /**
     * 这是源类Adaptee中也有的方法
     */

    public void sampleOperation1();
    /**
     * 这是源类Adaptee中没有的方法
     */
    public void sampleOperation2();
}

上面给出的是目标角色的接口代码,这个角色是以一个接口的形式实现的。可以看出,这个接口声明了两个方法:sampleOperation1()sampleOperation2(),而源角色Adaptee是一个具体类,它有一个sampleOperation1()方法,但是没有sampleOperation2()方法。

Adaptee.java

public class Adaptee {
    public void sampleOperation1() {
       System.out.println("Operation 1st");
    }
}

对象的适配器模式中,适配器角色中持有一个对源角色的引用,并在需要适配的方法中使用源角色的方法实现。

Adapter.java

public class Adapter {
    private Adaptee adaptee;

    public Adapter (Adaptee adaptee) {
        this.adaptee = adaptee;
    }

    /**
     * 源类Adaptee有方法sampleOperation1
     * 因此适配器可以直接进行委派
     */
    public void sampleOperation1() {
        this.adaptee.sampleOperation1();
    }

    /**
     * 源类Adaptee没有方法sampleOperation2
     * 因此适配器需要自己实现此方法
     */
    public void sampleOperation2() {
        System.out.println("Operation 2nd");
    }
}

两种适配器模式的对比

类的适配器模式

  1. 使用对象继承的方式,是静态的定义方式。
  2. 由于适配器直接继承了Adaptee,使得适配器不能和Adaptee的子类一起工作。因为继承是静态的关系,而适配器继承了Adaptee后,就不可能再去处理Adaptee子类了。
  3. 适配器可以重定义Adaptee的部分行为,相当于子类覆盖父类的部分实现方法。
  4. 不需要额外的引用过来间接得到Adaptee

对象的适配器模式

  1. 使用对象组合的方式,是动态的组合方式。
  2. 一个适配器可以把多种不同的适配源适配到同一个目标类上。换言之,同一个适配器可以把源类它的子类都适配到目标接口。因为对象适配器采用的是对象组合的关系,只要对象类型正确,是不是子类都无所谓。
  3. 要重定义Adaptee的行为比较困难,这种情况下,需要定义Adaptee的子类来实现重定义,然后让适配器组合子类。这样,虽然增加了一定的复杂性,也提供了一定的灵活性。
  4. 需要额外的引用来间接得到Adaptee

建议尽量使用对象适配器的实现方式,多用合成/聚合,少用继承。当然,具体问题还是需要具体分析,根据需要来选用实现方式,最适合的才是最好的。

总结

适配器模式的优点

  • 更好的复用性

系统需要使用现有的类,因此类的接口不符合系统的需要。那么通过适配器模式就可以让这些功能得到更好的复用。

  • 更好的拓展性

在实现适配器功能的时候,可以调用自己开发的功能,从而自然的拓展系统的功能。

适配器模式的缺点

过多的使用适配器,会让系统非常零乱,不易整体进行把握。比如,明明看到调用的是A接口,其实内部都被适配成了B接口的实现。一个系统如果太多的出现这种情况,无异于异常灾难。

因此如果不是很有必要,可以不是用适配器,而是直接对系统进行重构。


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