小侃设计模式（六）-适配器模式

1.概述

适配器（Adapter Pattern）将某个类的接口转换成客户端期望的另一个接口表示，主要目的是兼容性，让原本因接口不匹配不能一起工作的两个类可以协同工作，别名又叫包装器。它是结构型模式的一种，主要分为类适配器模式、对象适配器模式、接口适配器模式。本文将讲述适配器模式的基本原理及使用方式。

2.原理

2.1 工作原理

原理如下图所示：

适配器的原理就是将一个类的接口转换成另一个接口，让原本接口不兼容的类可以兼容。用户是无法看到被适配者，它只会和适配接口交互，也就是目标接口交互。

2.2 适配器使用

2.2.1 类适配器模式

1.定义
类适配器通过继承源src类，实现dst接口，从而完成src->dst的适配。类图如下所示：

2.案例
有一个手机充电器，需要将220v的输入电压转换成5v的输出电压，供给手机充电，利用适配器代码如下：

public class Voltage220V {

    public int output220V() {
        int src = 220;
        System.out.println("输出220v电压");
        return src;
    }
}

public class Voltage5V extends Voltage220V implements Adapter {

    @Override
    public int output5V() {
        int i = output220V();
        int det = i / 44;
        System.out.println("输出5v电压");
        return des;
    }
}

public interface Adapter {
    int output5V();
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Voltage5V voltage5V = new Voltage5V();
        int det = voltage5V.output5V();
        System.out.println("转换后电压：" + des);
    }
}

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运行结果如下：

3.注意事项

1.JAVA是单继承机制，所以类适配器需要继承src类这一点算是一个缺点，因为要求dst必须是接口，有一定局限性；
2.src类的方法在Adapter中都会暴露出来，也增加了使用成本；
3.由于其继承了src类，所以它可以根据需求重写src类的方法，使得Adapter的灵活性增强了。

2.2.2 对象适配器模式

1.定义
基本思路和类的适配器模式相同，区别只是不是继承src类，而是持有src类的实例，以解决兼容性问题。即持有src类，实现target接口，完成src->target的适配。类继承方式在一定程度上违背合成复用原则，而对象适配器则满足合成复用原则，因此JAVA适配器模式大都采用对象适配器模式。
2.案例
还是上述电压转换案例，使用对象适配器模式，修改如下：

代码如下：

public class Voltage5V {

    private Voltage220V voltage220V;

    public Voltage5V(Voltage220V voltage220V) {
        this.voltage220V = voltage220V;
    }

    public int output5V() {
        int i = voltage220V.output220V();
        int des = i / 44;
        System.out.println("输出5v电压");
        return des;
    }
}

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        Voltage220V voltage220V = new Voltage220V();
        Voltage5V v = new Voltage5V(voltage220V);
        int output5V = v.output5V();
        System.out.println("输出电压：" + output5V);
    }
}

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运行结果如下：

3.注意事项

1.对象适配器和类适配器其实算是同一种思想，只不过实现方式不同；
2.根据合成复用原则，使用组合来代替继承，所以它解决了类适配器必须继承src的局限性问题，也不再要求target必须是接口；
3.使用成本更低，更灵活。

2.2.3 接口适配器模式

1.定义
接口适配器又叫缺省适配器模式，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以有选择地覆盖父类的某些方法来实现需求。适用于一个接口不想使用其所有的方法的情况。
2.案例
接口适配器类图如下:

代码如下：

public interface Target {
    
    void method1();

    void method2();

    void method3();

    void method4();
    
}

//默认实现类Target接口中的所有操作
public abstract class SimpleAbsClass implements Target {

    public void method1() {
    }

    public void method2() {
    }

    public void method3() {

    }

    public void method4() {

    }
}

//操作类如下
public class Operator {
    private Target target;

    public Operator(Target target) {
        this.target = target;
    }

    public void operation1() {
        target.method1();
    }

    public void operation2() {
        target.method2();
        System.out.println("operation2......");
    }

    public void operation3() {
        target.method3();
    }

    public void operation4() {
        target.method4();
    }

}



public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        Operator operator = new Operator(new SimpleAbsClass() {
            @Override
            public void method1() {
                super.method1();
            }

            @Override
            public void method2() {
                super.method2();
            }
        });

        operator.operation1();
    }
}

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适配器模式的根本目的是为了使不兼容的接口转换成所需要的接口，适配器模式在程序设计一开始是不应该被考虑进来的，因为它的应用场景就是为了使不兼容转换成所需要兼容的接口，过多使用适配器会增加系统的复杂性。

3.小结

1.类适配器模式：实现方式是继承现有类并实现目标接口；
2.对象适配器模式：通过聚合对象实例进行转换；
3.接口适配器模式：通过实现接口的方式进行转换。

4.参考文献

1.《设计模式-可复用面向对象软件的基础》-Erich Gamma、Richard Helm、Ralph Johnson、John Vlissides
2.《可复用物联网Web3D框架的设计与实现》-程亮（知网）
3.https://www.bilibili.com/video/BV1G4411c7N4-尚硅谷设计模式