适配器模式

1. 概述

• 适配器模式（Adapter Design Pattern）。这个模式就是用来做适配的，将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口，使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些类能一起工作。（例如，现在有些手机只有一个Type-C接口，不能直接插入圆孔的有线耳机，这个时候就需要一个转接头将手机和耳机相连接，而适配器就相当于转接头）
• 适配器模式的分类：
  • 类适配器：类适配器使用继承关系来实现，所以耦合度相对高一点。且要求程序员了解现有组件库中的相关组件的内部结构，所以应用相对较少些
  • 对象适配器：对象适配器使用组合关系来实现。
  • 接口适配器：接口适配器适用于不需要实现接口中所有方法的情况

2. 结构

• 适配器模式包含以下主要角色：
  • 目标（Target）接口：当前系统业务所期待的接口，它可以是抽象类或接口。
  • 适配者（Adaptee）类：它是被访问和适配的现存组件库中的组件接口。
  • 适配器（Adapter）类：它是一个转换器，通过继承或引用适配者的对象，把适配者接口转换成目标接口，让客户按目标接口的格式访问适配者。

3. 类适配器模式

案例：手机，手机的Type-C接口，圆孔耳机，转接头

• 适配者类 adaptee：手机的Type-C接口

  public class TypeC {
      public TypeC(){
          System.out.println("转接头已通过Type-C连接手机");
      }
  }
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• 目标接口 target：圆孔耳机

  public interface Earphone {
      void connectEarphone();
  }
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• 适配器 adapter：转接头

  public class Adapter extends TypeC implements Earphone{
  
      @Override
      public void connectEarphone() {
          System.out.println("转接头已连接耳机");
      }
  }
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• 手机

  public class Phone {
      public void listenMusicWithoutEarphone(){
          System.out.println("外放音乐");
      }
  
      public void listenMusicWhitEarphone(Adapter adapter){
          System.out.println("带上耳机听音乐");
      }
  }
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• 测试方法

  public class Test {
      public static void main(String[] args) {
  
          Phone phone = new Phone();//创建一个手机
          phone.listenMusicWithoutEarphone();//外放音乐
          System.out.println("=================");
          Adapter adapter = new Adapter();//创建一个转接头（转接头已自动连接手机）
          adapter.connectEarphone();//转接头连接耳机
          phone.listenMusicWhitEarphone(adapter);
      }
  }
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• 输出结果

  

  类适配器模式违背了合成复用原则。因为Java的单继承性，所以类适配器模式只适用于客户类有一个接口规范的情况下，反之不可用。

4. 对象适配器模式

• 与上述案例中，只有适配器类有区别

  public class Adapter implements Earphone {
  
      private TypeC typeC;
  
      public Adapter(TypeC typeC){
          this.typeC = typeC;
      }
  
      @Override
      public void connectEarphone() { System.out.println("转接头已连接耳机"); }
  }
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• 测试方法

  public class Test {
      public static void main(String[] args) {
          Phone phone = new Phone();
          phone.listenMusicWithoutEarphone();
          System.out.println("==================");
  
          Adapter adapter = new Adapter(new TypeC());
          adapter.connectEarphone();
          phone.listenMusicWhitEarphone(adapter);
      }
  }
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• 输出结果

  

5. 接口适配器模式

• 当不需要全部实现接口提供的方法时，这时我们可以使用一个抽象类作为中间件，即适配器，用这个抽象类实现接口，而在抽象类中所有的方法都进行置空，那么我们再创建抽象类的继承类，而且重写我们需要使用的那几个方法即可。（如多头充电器）

• target接口

  public interface Cable {
      //安卓充电线
      void android();
  
      //苹果充电线
      void apple();
  
      //Type-C充电线
      void typeC();
  
  }
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• adapter抽象适配器

  public abstract class Adapter implements Cable {
  
      @Override
      public void android() {
  
      }
  
      @Override
      public void apple() {
  
      }
  
      @Override
      public void typeC() {
  
      }
  }
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• AndroidAdapter继承抽象适配器

  public class AndroidAdapter extends Adapter {
      private Current220V current220V;
  
      public AndroidAdapter(Current220V current220V){
          this.current220V = current220V;
      }
  
      @Override
      public void android() {
          System.out.println("安卓充电线线");
      }
  }
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• 测试方法

  public class Test {
      public static void main(String[] args) {
          Current220V current220V = new Current220V();
  
          AndroidAdapter adapter = new AndroidAdapter(current220V);
          adapter.android();
      }
  }
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6. 优点与缺点

• 优点：
  • 能提高类的透明性和复用，现有的类复用但不需要改变。
  • 目标类和适配器类解耦，提高程序的扩展性。
  • 在很多业务场景中符合开闭原则。
• 缺点：
  • 适配器编写过程需要全面考虑，可能会增加系统的复杂性。
  • 增加代码阅读难度，降低代码可读性，过多使用适配器会使系统代码变得凌乱。

7. 使用场景

1. Reader（字符流）、InputStream（字节流）的适配使用的是InputStreamReader。
2. Spring框架

8. 适配器模式与装饰模式的比较