设计模式之---适配器模式

- 日理万妓 2022-06-08 00:15 215阅读 0赞

**适配器模式**  
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。适配器模式是一种常用设计模式，适配器模式是对类的增强，例如[在Spring AOP中使用适配器模式将通知封装为对应的方法拦截器。][Spring AOP]

适配器模式有类适配器模式和对象的适配器模式两种不同的形式。如下图所示，左边是的类的适配器模式（继承），右边是对象的适配器模式（引用）。  
![这里写图片描述][SouthEast]

两种适配器模式中，对象适配器更为灵活，对象适配器可以根据给定的源（adaptee）灵活的适配多个对象，而类适配器适配的对象则是固定的，不利于扩。针对不同的使用场景，两者各有优点。

**类的适配器模式**

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类的适配器模式把被适配的类的API转换成目标类的API，其静态结构图如下所示。

![这里写图片描述][SouthEast 1]

在上图中可以看出，Adaptee类并没有simpleOperation2()方法，而客户端则期待这个方法。为使客户端能够使用Adaptee类，提供一个中间环节，即类Adapter，把Adaptee的API与Target类的API衔接起来。Adapter与Adaptee是继承关系，这决定了这个适配器模式是类的。

模式所涉及的角色有：

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。
    源（Adaptee）角色：现有需要配置的接口。
    适配器（Adapter）角色：适配器类是本模式的核心。适配器把源接口转换成目标接口。显然，这一叫色不可以是接口，而必须是具体类。

**对象的适配器模式**

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与类的适配器模式一样，对象的适配器模式把被适配的类的API转换成目标类的API，与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连接到Adaptee类，而是使用委派关系连接到Adaptee类。对象的适配器模式的静态结构如下图所示。

![这里写图片描述][SouthEast 2]

从上图中可以看出，Adaptee类并没有simpleOperation2()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（Wrapper）类Adapter。这个包装类包装了一个Adaptee的实例，从而此包装类能够把Adaptee的API与Target类的API衔接起来。Adapter与Adaptee是委派关系，这决定了这个适配器模式是对象的。  
从上图可以看出，模式所涉及的角色有：

> 目标（Target）角色：这就是所期待的接口，目标可以是具体的或抽象的类。  
> 源（Adaptee）角色：现有需要适配的接口。  
> 适配器（Adapter）角色：适配器类是本模式的核心。适配器把源接口转换成目标接口，显然，这一角色必须是具体类。

***代码示例***

类的适配器模式代码

public interface Target { 
        /** * 这是源类也有的方法simpleOperation1 */
        void simpleOperation1();
    
        /** * 这是源类没有的方法simpleOperation2 */
        void simpleOperation2();
    
    }

上面给出的是目标角色的源代码，这个角色是以一个Java接口的形式实现的。可以看出，这个接口声明了两个方法：simpleOperation1()和simpleOperation2()。而**源角色Adatpee是一个具体类**，它有一个simpleOperation1()方法，但是没有simpleOperation2()方法，如下面代码清单所示。

public class Adaptee { 
        /** * 源类含有方法simpleOperation1 */
        public void simpleOperation1(){};
    }

适配器角色Adapter扩展了Adaptee,同时又实现了目标接口。由于Adaptee没有提供simpleOperation2()方法，而目标接口又要求这个方法，因此适配器角色Adatper实现了这个方法，如下面代码清单所示。

public class Adapter extends Adaptee implements Target { 
    
        /** * 由于源类没有方法simpleOperation2 * 因此适配器类补充上这个方法 */
        @Override
        public void simpleOperation2() {
    
        }
    }

类的适配器模式的效果：

缺点: 使用一个具体类把源（Adaptee）适配到目标（Target）中。这样一来，如果源以及源的子  
类都使用此类适配，就行不通了。  
由于适配器类是源的子类，因此可以适配器类中之换掉（Override）源的一些方法。  
由于只引进了一个适配器类，因此只有一个路线到目标类，使问题得到简化。

**对象的适配器模式代码**

上面给出的是目标角色的源代码，这个角色是以一个Java接口的形式实现的。可以看出，这个接口声明了两个方法：simpleOperation1()和simpleOperation2()。而源角色Adapatee是一个具体类，它有一个simpleOperation1()方法，但是没有simpleOperation2()方法，如下面带入清单所示。

public class Adaptee { 
        /** * 源类含有方法simpleOperation1 */
        public void simpleOperation1(){};
    }

适配器类的源代码如下面代码清单所示。

public class Adapter implements Target { 
    
    
        private Adaptee adaptee;
    
    
        public Adapter(Adaptee adaptee) {
            super();
            this.adaptee = adaptee;
        }
    
    
        /** * 源类有方法simpleOperation1 * 因此适配器类直接委派即可 */
        @Override
        public void simpleOperation1() {
            adaptee.simpleOperation1();
        }
    
    
        /** * 源类没有方法simpleOperation2 * 因此适配器类补充上这个方法 */
        @Override
        public void simpleOperation2() {
            //write you code here
        }
    }

对象的适配器模式的效果：

**一个适配器可以把多种不同的源适配到同一个目标。换言之，同一个适配器可以把源类和它的子类都适配到目标接口。**

与类的适配器模式相比，要想置换源类的方法就不容易。如果一定要置换掉源类的一个或多个方法，就只好先做一个源类的子类，将源类的方法置换掉，然后再把源类的子类当作真正的源进行适配。
    虽然想要置换源类的方法不容易，但是要想增加一些新的方法则方便得很，而且新增加的方法可同时适用于所有的源。

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：

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。
    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。
    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：

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；
    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。

1.  主要缺点  
    类适配器模式的缺点如下：
    
    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；  
    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；  
    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。

1.  适用场景  
    在以下情况下可以考虑使用适配器模式：
    
    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。  
    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。  
    （对对象的适配器模式而言）在设计里，需要改变多个已有的子类的接口，如果使用类的适配器模式，就要针对每一个子类做一个适配器类，而这不太实际。

整理的适配器模式思维导图

![这里写图片描述][SouthEast 3]

[Spring AOP]: http://blog.csdn.net/adoocoke/article/details/8286902
[SouthEast]: /images/20220608/e496ea04078d49feb7916adf1334b545.png
[SouthEast 1]: /images/20220608/ea15be4280f241ab851b64ffdfa4c1cd.png
[SouthEast 2]: /images/20220608/abe3b6f328ca43c08a7854c53100229d.png
[SouthEast 3]: /images/20220608/94115c1fa9054e5886defd1dca4a82c2.png