设计模式- 适配器模式（Adapter Pattern）结构|原理|优缺点|场景|示例

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适配器模式（Adapter Pattern）是一种结构型设计模式，它允许将一个接口转换为客户期望的另一个接口，从而使原本不兼容的类能够协同工作。适配器模式的主要目的是解决接口不匹配的问题，它通过创建一个适配器类，将源接口转换为目标接口，使得原本无法直接交互的类能够通过适配器进行通信。

模式结构

适配器模式通常包含以下角色：

1. 目标接口（Target）：定义客户端期望的接口，可以是一个接口或抽象类。目标接口是客户程序需要使用的接口。

2. 源接口（Adaptee）：需要被适配的接口，通常是第三方提供的接口或者遗留系统中的接口。

3. 适配器（Adapter）：适配器类实现了目标接口，并持有源接口的一个实例。适配器类通过将源接口的方法映射到目标接口的方法，使得客户端可以像使用目标接口一样使用源接口。

工作原理

• 客户端：调用适配器对象的目标接口方法，与源接口无关。
• 适配器：实现目标接口，内部持有源接口对象的引用。适配器在实现目标接口方法时，调用源接口对象的相关方法，将源接口的接口转换为客户端期望的目标接口。

适配器模式的两种形式

1. 类适配器：适配器类通过继承源接口（Adaptee）并实现目标接口（Target）来实现适配。这种方式要求源接口必须是具体类，且目标接口和源接口之间要有一定的继承关系或共同父类。

2. 对象适配器：适配器类通过组合（持有源接口对象的引用）而非继承来实现适配。适配器类实现目标接口，并在其方法中调用源接口对象的方法。这种方式更灵活，不要求源接口必须是具体类，也不要求源接口与目标接口之间有继承关系。

优缺点

优点

• 复用现存类：适配器模式允许在不修改现有代码的情况下，将一个类的接口转换为另一个接口，使得现有类可以被复用。
• 兼容性：通过适配器模式，可以使原本不兼容的接口之间能够协同工作，提高了系统的兼容性。
• 灵活性：对象适配器模式可以将一个接口转换成多个接口，而类适配器模式由于Java的单继承限制，只能一对一地适配。

缺点

• 过多的适配器：如果系统中存在大量的适配器类，可能会增加系统的复杂性，不易管理。
• 过多的类：在使用类适配器时，可能会增加类的数量，特别是当系统中存在大量需要适配的类时。

适用场景

• 需要使用一个已经存在的类，但它的接口不符合需求：可以通过适配器模式创建一个适配器类，将已有类的接口转换为期望的接口。
• 想要创建一个可以复用的类，该类可以与其他不相关的类或不可预见的类协同工作：适配器模式可以将目标接口与源接口解耦，使得适配器类可以适应更多的源接口。
• 需要使用几个具有类似功能但接口不兼容的类：通过适配器模式可以创建统一的接口，简化客户端代码。

代码示例（以Java为例，展示对象适配器）

// 目标接口
public interface Target {
    void request();
}
 
// 源接口（被适配的接口）
public class Adaptee {
    public void specificRequest() {
        System.out.println("Adaptee-specific request");
    }
}
 
// 适配器类
public class Adapter implements Target {
    private Adaptee adaptee;
 
    public Adapter(Adaptee adaptee) {
        this.adaptee = adaptee;
    }
 
    @Override
    public void request() {
        adaptee.specificRequest();
    }
}
 
// 客户端代码
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Adaptee adaptee = new Adaptee();
        Target target = new Adapter(adaptee);
        target.request();  // 输出：Adaptee-specific request
    }
}

在这个Java示例中：

• Target接口代表客户端期望的接口。
• Adaptee类是需要被适配的源接口。
• Adapter类实现了Target接口，并持有一个Adaptee对象的引用。在request()方法中，调用了adaptee.specificRequest()，实现了接口的适配。
• 客户端代码创建Adaptee对象，然后通过Adapter将其包装成Target接口，并调用request()方法，实现了源接口与目标接口之间的转换。

 代码示例（以Python为例）

# 目标接口
class Target:
    def request(self):
        raise NotImplementedError("Subclasses must implement this method")
 
# 源接口（被适配的接口）
class Adaptee:
    def specific_request(self):
        print("Adaptee-specific request")
 
# 适配器类
class Adapter(Target):
    def __init__(self, adaptee: Adaptee):
        self._adaptee = adaptee
 
    def request(self):
        self._adaptee.specific_request()
 
# 客户端代码
def main():
    adaptee = Adaptee()
    adapter = Adapter(adaptee)
    adapter.request()  # 输出：Adaptee-specific request
 
if __name__ == "__main__":
    main()

在这个Python示例中：

• Target类作为目标接口，定义了request()方法，要求子类必须实现。
• Adaptee类是需要被适配的源接口，提供了specific_request()方法。
• Adapter类继承自Target，实现了request()方法。在该方法中，调用了_adaptee.specific_request()，将源接口的方法映射到目标接口的方法上，实现了接口的适配。
• 客户端代码创建Adaptee对象，然后通过Adapter将其包装成Target接口，并调用request()方法，实现了源接口与目标接口之间的转换。