设计模式之适配器模式

1. 什么是适配器模式？

适配器模式（Adapter Pattern）是一种设计模式，用于将一个类的接口转换成客户端希望的另一个接口，使得原本由于接口不兼容而不能在一起工作的类可以一起工作。这种模式可以被认为是两个不兼容的接口之间的中间层。

• 适配器模式通常用于以下情况：

  系统已存在的类需要与其他不兼容的接口进行交互： 当你有一个现有类，但它的接口与你需要的接口不匹配时，可以使用适配器模式来解决这个问题。

  需要在系统中复用一些类，但其接口不符合系统的其他部分： 有时候你可能需要在一个系统中使用已存在的类，但其接口并不符合系统的其他部分，适配器模式可以让这些类可以在系统中共存。

• 适配器模式通常涉及以下几个角色：

  目标接口（Target）： 客户端期待的接口，适配器会实现这个接口。

  适配器（Adapter）： 适配器是一个实现了目标接口并持有原始类实例的类。它充当连接目标接口和原始类的桥梁。

  被适配者（Adaptee）： 需要被适配的已存在的类。它是适配器所要适配的对象。

• 适配器模式可以分为两种类型：

  类适配器模式： 使用继承来实现适配器。适配器继承原始类，并实现目标接口。

  对象适配器模式： 使用组合来实现适配器。适配器持有原始类的实例，并实现目标接口。

适配器模式使得原有类和新类可以协同工作，同时不破坏现有的设计。它提供了一种解耦的方式，允许新的功能与现有的功能无缝衔接，提供更好的可扩展性和灵活性。

2. 适配器模式的应用

2.1 场景一

假设有一个老式音频播放器的类OldAudioPlayer，它有一个playOldFormat方法用于播放老式音频格式。现在有一个新的音频播放器接口NewAudioPlayer，其方法名为play用于播放新格式的音频文件。

我们可以使用适配器模式来适配这两个接口，让OldAudioPlayer适配到NewAudioPlayer接口上。以下是Java代码示例：

// 老式音频播放器类
class OldAudioPlayer {
    public void playOldFormat() {
        System.out.println("Playing old audio format...");
    }
}

// 新式音频播放器接口
interface NewAudioPlayer {
    void play();
}

// 适配器，将OldAudioPlayer适配为NewAudioPlayer接口
class AudioPlayerAdapter extends OldAudioPlayer implements NewAudioPlayer {
    @Override
    public void play() {
        playOldFormat(); // 使用OldAudioPlayer的playOldFormat方法
    }
}

// 测试适配器模式
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 使用适配器将OldAudioPlayer适配为NewAudioPlayer接口
        NewAudioPlayer newPlayer = new AudioPlayerAdapter();

        // 调用新的播放方法
        newPlayer.play();
    }
}

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在这个例子中，OldAudioPlayer是老式的音频播放器类，它的playOldFormat方法对应老式的播放功能。NewAudioPlayer是新式的音频播放器接口，有一个play方法对应新格式的播放功能。

AudioPlayerAdapter是适配器类，它继承了OldAudioPlayer并实现了NewAudioPlayer接口。通过适配器，OldAudioPlayer的playOldFormat方法被转换成了符合NewAudioPlayer接口的play方法。

在Main类的main方法中，创建了适配器对象，将其当做NewAudioPlayer接口来使用，最终调用了适配后的play方法，实际上执行了OldAudioPlayer的playOldFormat方法。

2.2 场景二

当你需要连接不同的数据库，比如MySQL和MongoDB，并希望使用统一的数据库操作接口时，适配器模式就非常有用。

假设你有一个数据库操作的接口Database：

// 数据库操作接口
interface Database {
    void connect();
    void query(String query);
    void disconnect();
}

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现在，你有一个MySQL数据库连接器MySQLConnector，它实现了针对MySQL的连接、查询和断开连接的操作：

// MySQL数据库连接器
class MySQLConnector {
    public void connectMySQL() {
        System.out.println("Connecting to MySQL database...");
    }

    public void queryMySQL(String query) {
        System.out.println("Executing query in MySQL: " + query);
    }

    public void disconnectMySQL() {
        System.out.println("Disconnecting from MySQL database...");
    }
}

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接下来，你有一个MongoDB数据库连接器MongoDBConnector，它也有对应的连接、查询和断开连接的操作：

// MongoDB数据库连接器
class MongoDBConnector {
    public void connectMongoDB() {
        System.out.println("Connecting to MongoDB...");
    }

    public void queryMongoDB(String query) {
        System.out.println("Executing query in MongoDB: " + query);
    }

    public void disconnectMongoDB() {
        System.out.println("Disconnecting from MongoDB...");
    }
}

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现在，你可以创建一个适配器，将MySQL和MongoDB的连接器适配为统一的Database接口：

// 适配器类
class DatabaseAdapter implements Database {
    private MySQLConnector mysqlConnector;
    private MongoDBConnector mongoDBConnector;

    public DatabaseAdapter(MySQLConnector mysqlConnector) {
        this.mysqlConnector = mysqlConnector;
    }

    public DatabaseAdapter(MongoDBConnector mongoDBConnector) {
        this.mongoDBConnector = mongoDBConnector;
    }

    @Override
    public void connect() {
        if (mysqlConnector != null) {
            mysqlConnector.connectMySQL();
        } else if (mongoDBConnector != null) {
            mongoDBConnector.connectMongoDB();
        }
    }

    @Override
    public void query(String query) {
        if (mysqlConnector != null) {
            mysqlConnector.queryMySQL(query);
        } else if (mongoDBConnector != null) {
            mongoDBConnector.queryMongoDB(query);
        }
    }

    @Override
    public void disconnect() {
        if (mysqlConnector != null) {
            mysqlConnector.disconnectMySQL();
        } else if (mongoDBConnector != null) {
            mongoDBConnector.disconnectMongoDB();
        }
    }
}

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在这个例子中，DatabaseAdapter是一个适配器类，它将MySQL和MongoDB的不同接口适配为实现了相同的Database接口。这使得无论是MySQL连接器还是MongoDB连接器，都可以通过统一的Database接口来连接、查询和断开连接数据库。

通过使用适配器模式，可以使得不同的数据库连接器拥有了相同的数据库操作接口，从而提供了一种更加统一和通用的数据库操作方式。

3. 总结

适配器模式是一种结构性设计模式，用于将一个类的接口转换成另一个接口，以便让不兼容的类能够一起工作。它通过创建一个适配器，使得原本由于接口不兼容而不能在一起工作的类可以进行交互。适配器模式涉及三个主要角色：目标接口定义了客户端期待的接口，被适配者是需要被适配的类，而适配器则实现了目标接口并持有被适配者的实例。适配器模式使得不同接口的类能够协同工作，提高了系统的灵活性和可扩展性，同时也允许已存在的类在新环境下得到复用。