一文搞懂设计模式—适配器模式

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发布于 2024-02-29 13:50:41

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适配器模式（Adapter Pattern）属于结构型模式，用于将一个类的接口转换成客户端所期望的另一个接口。它允许不兼容的类之间进行合作，使得原本因接口不匹配而无法工作的类能够协同工作。

使用场景

适配器模式在以下情况下特别有用：

当你想使用一个已经存在的类，但其接口与你的需求不匹配时。
当你想创建一个可复用的类，该类与其他不相关的类或不可预见的类进行交互。
当我们有动机地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。

实现方式

适配器模式的实现通常涉及三个角色：目标接口、适配器和被适配者。

目标接口：定义了客户端需要使用的方法，是客户端期望的接口。
适配器：实现了目标接口，并包含一个对被适配者的引用。通过对被适配者的调用来完成客户端请求。
被适配者：已经存在的类或接口，与目标接口不兼容。

在 Java 中，一个常见的使用适配器模式的例子是InputStreamReader类。该类是Java I/O库中用于将字节流（InputStream）适配成字符流（Reader）的适配器。

FileInputStream fis = new FileInputStream("hello world");
InputStreamReader adapter = new InputStreamReader(fis);
BufferedReader bfr = new BufferedReader(adapter);

在这个示例中，客户需要使用BufferedReader来读取文件字符流。然而，现有的接口只能提供字节流，例如FileInputStream。为了满足客户的需求，我们需要对现有的接口进行适配。

InputStreamReader充当了适配器的角色。它持有一个FileInputStream对象，并通过适配将其转换为所需的字符流接口。可以将InputStreamReader视为适配器模式的具体实现之一。

通过使用适配器模式，我们成功地将字节流接口适配成了字符流接口，使得BufferedReader能够以字符方式读取文件内容，从而满足了客户的需求。

适配器模式有两种比较常见的实现方式：

类适配器模式（使用继承）
对象适配器模式（使用组合）

类适配器实现

类适配器通过继承来实现适配器功能

// 目标接口
public interface Target {
    void request();
}

// 被适配者
public class Adaptee {
    public void specificRequest() {
        System.out.println("Adaptee: specificRequest");
    }
}

// 适配器
public class Adapter extends Adaptee implements Target {
    /**
     * 采用继承的方式实现转换功能
     */
    @Override
    public void request() {
        super.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(); // 通过适配器调用被适配者方法
    }
}

对象适配器实现

对象适配器通过组合来实现适配器功能

以下是一个简单的示例代码：

// 目标接口
public interface Target {
    void request();
}

// 被适配者
public class Adaptee {
    public void specificRequest() {
        System.out.println("Adaptee: specificRequest");
    }
}

// 适配器
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(); // 通过适配器调用被适配者方法
    }
}

对象适配器和类适配器的区别是：类适配器是类间继承，对象适配器是对象的合成关系，也可以说是类的关联关系，这是两者的根本区别。

一般而言，由于对象适配器是通过类间的关联关系进行耦合的，因此在设计时就可以做到比较灵活，可以适配不同的被适配类，并且允许动态替换被适配对象。另外，对象适配器不受被适配类的限制。

类适配器通过继承现有接口类并实现目标接口，这样的话会使得现有接口类完全对适配器暴露，使得适配器具有现有接口类的全部功能，破坏了封装性，会引入一些设计上的限制。此外从逻辑上来说，这也是不符合常理的，适配器要做的是扩展现有接口类的功能而不是替代，类适配器只有在特定条件下会被使用。

对象适配器持有现有接口类一个实例，并扩展其功能，实现目标接口。这是推荐的方式，优先采用组合而不是继承，会使得代码更利于维护。