适配器模式(Adapter Pattern)
基本介绍
适配器模式(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,主的目的是兼容性,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。其别名为包装器(Wrapper)。
分类
- 类适配器模式
- 对象适配器模式
- 接口适配器模式
工作原理
- 适配器模式:将一个类的接口转换成另一种接口.让原本接口不兼容的类可以兼容
- 从用户的角度看不到被适配者,是解耦的
- 用户调用适配器转化出来的目标接口方法,适配器再调用被适配者的相关接口方法
适配器模式中的角色
- 目标接口(Target):客户所期待的接口。目标可以是具体的或抽象的类,也可以是接口。
- 需要适配的类(Adaptee):需要适配的类或适配者类。
- 适配器(Adapter):通过包装一个需要适配的对象,把原接口转换成目标接口。
实例演示
现有220V的电压,电压对象只能输出220V的电压,需要给手机充电,但是手机只需要5V的电压。
传统方式
代码实现
220V电压
public class Voltage220V {
//220V的电压
int voltage = 220;
public int outPutVoltage () {
System.out.println("电压=" + voltage + "伏");
return voltage;
}
}
手机
public class Phone {
//充电
public void charging ( int voltage ) {
if (voltage == 5) {
System.out.println("电压为5V, 可以充电~~");
} else {
System.out.println("电压不符合标准, 不能充电~~");
}
}
}
如果使用传统方式满足手机充电的需求,那我们需要新建5V电压的类,然后调用5V电压的给手机充电
5V电压
public class Voltage5V {
//5V的电压
int voltage = 5;
public int outPut () {
System.out.println("电压=" + voltage + "伏");
return voltage;
}
}
客户端
public class Client {
public static void main ( String[] args ) {
Voltage5V voltage=new Voltage5V();
Phone phone=new Phone();
//手机充电
phone.charging(voltage.outPut());
}
}
UML类图
分析
传统方式实现手机充电,需要新建5V电压类,原有的220V电压类不能得到很好的复用(因为只能输出220电压),如果有更多不同的电压需求,还需要更多的类,不能达到很好的兼容性和复用性。
改进方案
可以加一个转换器,将220V的电压,随意适配就可以达到需求——>适配器模式
适配器模式
类适配器模式
代码实现
1.被适配的类(Adaptee)
220V电压
/**
* 被适配的类
* @author RenShiWei
*/
public class Voltage220V {
//220V的电压
int voltage = 220;
public int outPutVoltage () {
System.out.println("电压=" + voltage + "伏");
return voltage;
}
}
2.目标接口(Target)
充电器接口
public interface Charger {
/**
* 输出适配后电压
* @param handle 降压倍数
* @return 降压后电压
*/
int adaptVoltage (int handle);
/**
* 得到适配后的电压
*/
int getVoltage();
}
3.适配器(Adapter)
电压适配器
//适配器类
public class VoltageAdapter extends Voltage220V implements Charger {
//适配后电压
int transformVoltage;
@Override
public int adaptVoltage ( int handle ) {
//获取220V 电压
int voltage = outPutVoltage();
System.out.println("使用类适配器,进行适配~~");
transformVoltage = voltage / handle;
System.out.println("适配完成,输出的电压为=" + transformVoltage);
return transformVoltage;
}
@Override
public int getVoltage () {
return transformVoltage;
}
}
使用方
手机
public class Phone {
//充电
public void charging( Charger charger) {
if(charger.getVoltage() == 5) {
System.out.println("电压为5V, 可以充电~~");
} else {
System.out.println("电压不符合标准, 不能充电~~");
}
}
}
客户端
public class Client {
public static void main ( String[] args ) {
VoltageAdapter voltageAdapter=new VoltageAdapter();
Phone phone=new Phone();
//适配电压(220/44=5)
voltageAdapter.adaptVoltage(44);
//手机充电
phone.charging(voltage);
}
}
分析
- Java 是单继承机制,所以类适配器需要继承
Adaptee
类这一点算是一个缺点, 因为这要求Target
必须是接口,有一定局限性; Adaptee
类的方法在Adapter
中都会暴露出来,也增加了使用的成本。- 由于其继承了
Adaptee
类,所以它可以根据需求重写Adaptee
类的方法,使得Adapter
的灵活性增强了。
对象适配器模式
对象适配器模式与类适配器模式,即为类似,只是Adapter
类不在使用继承,而改为私有对象的形式调用方法。
UML类图
代码实现
public class VoltageAdapter implements Charger {
// 关联关系-聚合
private Voltage220V voltage220V;
int transformVoltage;
//通过构造器,传入一个 Voltage220V 实例
public VoltageAdapter ( Voltage220V voltage220v) {
this.voltage220V = voltage220v;
}
@Override
public int adaptVoltage ( int handle ) {
if(null != voltage220V) {
//获取220V 电压
int voltage = voltage220V.outPutVoltage();
System.out.println("使用类适配器,进行适配~~");
transformVoltage = voltage / handle;
System.out.println("适配完成,输出的电压为=" + transformVoltage);
}
return transformVoltage;
}
@Override
public int getVoltage () {
return transformVoltage;
}
}
public class Client {
public static void main ( String[] args ) {
//传入被适配的对象
VoltageAdapter voltageAdapter=new VoltageAdapter(new Voltage220V());
Phone phone=new Phone();
//适配电压(220/44=5)
voltageAdapter.adaptVoltage(44);
//手机充电
phone.charging(voltageAdapter);
}
}
分析
-
基本思路和类的适配器模式相同,只是将 Adapter 类作修改,不是继承
Adaptee
类,而是持有Adaptee
类的实例,以解决兼容性的问题。 即:持有Adaptee
类,实现Target
类接口,完成 适配 -
根据“合成复用原则”,在系统中尽量使用关联关系(聚合)来替代继承关系。
-
对象适配器模式是适配器模式常用的一种
-
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。根据合成复用原则,使用组合替代继承。
-
使用成本更低,更灵活。
接口适配器模式
基本介绍
- 一些书籍称为:适配器模式(Default Adapter Pattern)或缺省适配器模式。
- 核心思路: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。
实例
还以充电为例,不过这次我们改造一下上面的实例。
UML类图
代码实现
1.目标接口(Target)&被适配的类(Adaptee)
public interface ICharger {
int phoneCharge();
int tvCharge();
int computerCharge();
}
2.适配器
默认空实现接口的所有方法,等待调用方重写方法
public abstract class AbstractChargeAdapter implements ICharger{
@Override
public int phoneCharge () {
return 0;
}
@Override
public int tvCharge () {
return 0;
}
@Override
public int computerCharge () {
return 0;
}
}
3.调用方
public class Phone {
AbstractChargeAdapter abstractChargeAdapter = new AbstractChargeAdapter() {
@Override
public int phoneCharge () {
System.out.println("手机正在充电,电压为5V");
return 5;
}
};
}
客户端
public class Client {
public static void main ( String[] args ) {
Phone phone = new Phone();
//手机充电,返回电压
int phoneVoltage = phone.abstractChargeAdapter.phoneCharge();
System.out.println("手机充电电压:" + phoneVoltage + "V");
System.out.println("------------");
Computer computer = new Computer();
//电脑充电,返回电压
int computerVoltage = computer.abstractChargeAdapter.computerCharge();
System.out.println("电脑充电电压" + computerVoltage + "V");
}
}
分析
采用接口适配器模式,可以让类按需实现接口,而不必再实现全部的接口方法。
适配器模式的注意事项和细节
- 三种命名方式,是根据
Adaptee
是以怎样的形式给到Adapter
(在 Adapter 里的形式)来命名的。 - 三种适配器的特点
- 类适配器:以类给到,在 Adapter 里,就是将
Adaptee
当做类,继承 - 对象适配器:以对象给到,在
Adapter
里,将Adaptee
作为一个对象,持有 - 接口适配器:以接口给到,在
Adapte
r 里,将Adaptee
作为一个接口,实现
- Adapter 模式最大的作用还是将原本不兼容的接口融合在一起工作。
- 实际开发中,实现起来不拘泥于我们讲解的三种经典形式
适配器模式运用场景
修改一个正常运行的系统的接口,这时应该考虑使用适配器模式。
- 想使用一个已经存在的类,而它的接口不符合要求。
- 想创建一个可以用的类,该类可以与其他不相关的类或不可预见的类(即那些接口可能不一定兼容的类)协同工作。
- 想使用一个已存在的子类,但是不可能对每一个都进行子类化以匹配它们的接口。对象适配器可以适配它们的父接口(仅适用对象Adapter)。
优缺点
优点:可以让任何两个没有关联类一起运行。提高了类的复用。
缺点:过多的使用适配器,会让系统非常零乱,不易整体进行把握。比如,明明看到调用的是A接口,其实内部被适配成了B接口的实现,一个系统如果太多出现这种情况,无异于一场灾难。因此如果不是很有必要,可以不使用适配器,而是直接对系统进行重构。