設(shè)計(jì)模式系列—適配器模式
前言
- 23種設(shè)計(jì)模式速記
- 單例（singleton）模式
- 工廠方法（factory method）模式
- 抽象工廠（abstract factory）模式
- 建造者/構(gòu)建器（builder）模式
- 原型（prototype）模式
- 享元（flyweight）模式
- 外觀（facade）模式
- 持續(xù)更新中......
23種設(shè)計(jì)模式快速記憶的請看上面第一篇，本篇和大家一起來學(xué)習(xí)適配器模式，適配器模式包含類的適配器模式和對象的適配器模式。
模式定義
將一個類的接口轉(zhuǎn)換成客戶端希望的另一個接口。Adapter模式使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些類可以一起工作。
適配器模式的形式分為：類的適配器模式 & 對象的適配器模式。
類的適配器模式
類的適配器模式是把適配的類的API轉(zhuǎn)換成為目標(biāo)類的API。
在上圖中可以看出：
- 沖突：Target期待調(diào)用operation方法，而Adaptee并沒有（這就是所謂的不兼容了）。
- 解決方案：為使Target能夠使用Adaptee類里的SpecificOperation方法，故提供一個中間環(huán)節(jié)Adapter類（繼承Adaptee & 實(shí)現(xiàn)Target接口），把Adaptee的API與Target的API銜接起來（適配）。
Adapter與Adaptee是繼承關(guān)系，這決定了這個適配器模式是類的
使用步驟（代碼解析）
步驟1： 創(chuàng)建Target接口；
- interface Target {
- //這是源類Adapteee沒有的方法
- void operation();
- }
步驟2： 創(chuàng)建源類（Adaptee）
- class Adaptee {
- public void SpecificOperation() {
- }
- }
步驟3： 創(chuàng)建適配器類（Adapter）
- //適配器Adapter繼承自Adaptee，同時又實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)(Target)接口。
- class Adapter extends Adaptee implements Target {
- //目標(biāo)接口要求調(diào)用operation()這個方法名，但源類Adaptee沒有方法operation()
- //因此適配器補(bǔ)充上這個方法名
- //但實(shí)際上operation()只是調(diào)用源類Adaptee的SpecificOpertaion()方法的內(nèi)容
- //所以適配器只是將SpecificOpertaion()方法作了一層封裝，封裝成Target可以調(diào)用的operation()而已
- @Override
- public void operation() {
- this.SpecificOperation();
- }
- }
步驟4：定義具體使用目標(biāo)類，并通過Adapter類調(diào)用所需要的方法從而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)
- public class AdapterPattern {
- public static void main(String[] args) {
- Target mAdapter = new Adapter();
- mAdapter.operation();
- }
- }
對象的適配器模式
與類的適配器模式相同，對象的適配器模式也是把適配的類的API轉(zhuǎn)換成為目標(biāo)類的API。
與類的適配器模式不同的是，對象的適配器模式不是使用繼承關(guān)系連接到Adaptee類，而是使用委派關(guān)系連接到Adaptee類。
在上圖中可以看出：
沖突：Target期待調(diào)用operation方法，而Adaptee并沒有（這就是所謂的不兼容了）。
解決方案：為使Target能夠使用Adaptee類里的SpecificOperation方法，故提供一個中間環(huán)節(jié)Adapter類（包裝了一個Adaptee的實(shí)例），把Adaptee的API與Target的API銜接起來（適配）。
Adapter與Adaptee是委派關(guān)系，這決定了適配器模式是對象的。
使用步驟（代碼解析）
步驟1： 創(chuàng)建Target接口；
- interface Target {
- //這是源類Adapteee沒有的方法
- void operation();
- }
步驟2： 創(chuàng)建源類（Adaptee）
- class Adaptee {
- public void SpecificOpertaion(){
- }
- }
步驟3： 創(chuàng)建適配器類（Adapter）（不適用繼承而是委派）
- class Adapter implements Target{
- // 直接關(guān)聯(lián)被適配類
- private Adaptee adaptee;
- // 可以通過構(gòu)造函數(shù)傳入具體需要適配的被適配類對象
- public Adapter (Adaptee adaptee) {
- this.adaptee = adaptee;
- }
- @Override
- public void operation() {
- // 這里是使用委托的方式完成特殊功能
- this.adaptee.SpecificOpertaion();
- }
- }
步驟4：定義具體使用目標(biāo)類，并通過Adapter類調(diào)用所需要的方法從而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)
- public class AdapterPattern {
- public static void main(String[] args) {
- // 步驟4：定義具體使用目標(biāo)類，并通過Adapter類調(diào)用所需要的方法從而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)
- //需要先創(chuàng)建一個被適配類的對象作為參數(shù)
- Target mAdapter = new Adapter(new Adaptee());
- mAdapter.operation();
- }
- }
兩種適配器比較
- 對象適配器: 使用組合的方式, 不僅能適配一個被適配者的類, 還可以適配它的任何一個子類;
- 類適配器: 只能適配一個特定的類, 但是它不需要重新實(shí)現(xiàn)整個被適配者的功能. 而且它還可以重寫被適配者的行為;
- 對象適配器: 使用的是組合而不是繼承, 通過多寫幾行代碼把事情委托給了被適配者. 這樣很靈活;
- 類適配器: 需要一個適配器和一個被適配者, 只需要一個類就行;
- 對象適配器: 對適配器添加的任何行為對被適配者和它的子類都起作用; ...
解決的問題
從模式的定義中，我們看到適配器模式就是用來轉(zhuǎn)換接口，解決不兼容問題的。想想我們現(xiàn)實(shí)生活中的適配器，最常用的就是手機(jī)充電器了，也叫做電源適配器，它把家用交流強(qiáng)電轉(zhuǎn)換為手機(jī)用的直流弱電。其中交流電就是被適配者，充電器是適配器，手機(jī)是用電客戶。
原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些類可以在一起工作。
模式組成
組成（角色）作用客戶（Client）只能調(diào)用目標(biāo)接口功能，不能直接使用被適配器，但可以通過適配器的接口轉(zhuǎn)換間接使用被適配器。目標(biāo)接口（Target）客戶看到的接口，適配器必須實(shí)現(xiàn)該接口才能被客戶使用。適配器（Adapter）適配器把被適配者接口轉(zhuǎn)換為目標(biāo)接口，提供給客戶使用。被適配者（Adaptee）被適配者接口與目標(biāo)接口不兼容，需要適配器轉(zhuǎn)換成目標(biāo)接口子類，才能被客戶使用。
實(shí)例說明
在這里使用類適配器模式進(jìn)行舉例，對象適配器模式只是在適配類實(shí)現(xiàn)時將“繼承”改成“在內(nèi)部委派Adaptee類”而已。
實(shí)例概況
背景：隔壁老王買了一個進(jìn)口的電視機(jī)
沖突：進(jìn)口電視機(jī)要求電壓（110V）與國內(nèi)插頭標(biāo)準(zhǔn)輸出電壓（220V）不兼容
解決方案：設(shè)置一個適配器將插頭輸出的220V轉(zhuǎn)變成110V
即適配器模式中的類的適配器模式
使用步驟
步驟1： 創(chuàng)建Target接口（期待得到的插頭）：能輸出110V（將220V轉(zhuǎn)換成110V）
- interface Target {
- //將220V轉(zhuǎn)換輸出110V（原有插頭（Adaptee）沒有的）
- void convert_110v();
步驟2： 創(chuàng)建源類（原有的插頭）
- class PowerPort220V{
- //原有插頭只能輸出220V
- public void output_220v(){
- }
- }
步驟3：創(chuàng)建適配器類（Adapter）
- class Adapter220V extends PowerPort220V implements Target{
- //期待的插頭要求調(diào)用convert_110v()，但原有插頭沒有
- //因此適配器補(bǔ)充上這個方法名
- //但實(shí)際上convert_110v()只是調(diào)用原有插頭的output_220v()方法的內(nèi)容
- //所以適配器只是將output_220v()作了一層封裝，封裝成Target可以調(diào)用的convert_110v()而已
- @Override
- public void convert_110v(){
- this.output_220v();
- }
- }
步驟4：定義具體使用目標(biāo)類，并通過Adapter類調(diào)用所需要的方法從而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)（不需要通過原有插頭)
- //進(jìn)口電視類
- class ImportedMachine {
- @Override
- public void Work() {
- System.out.println("進(jìn)口電視正常運(yùn)行");
- }
- }
- //通過Adapter類從而調(diào)用所需要的方法
- public class AdapterPattern {
- public static void main(String[] args) {
- Target mAdapter220V = new Adapter220V();
- ImportedMachine mImportedMachine = new ImportedMachine();
- //用戶拿著進(jìn)口電視插上適配器（調(diào)用Convert_110v()方法）
- //再將適配器插上原有插頭（Convert_110v()方法內(nèi)部調(diào)用Output_220v()方法輸出220V）
- //適配器只是個外殼，對外提供110V，但本質(zhì)還是220V進(jìn)行供電
- mAdapter220V.convert_110v();
- mImportedMachine.Work();
- }
- }
輸出結(jié)果
進(jìn)口電視正常運(yùn)行
優(yōu)點(diǎn)
- 轉(zhuǎn)換接口，適配器讓不兼容的接口變成兼容。
- 讓客戶和實(shí)現(xiàn)的接口解耦。有了適配器，客戶端每次調(diào)用不兼容的接口時，不用修改自己的代碼，只要調(diào)用適合的適配器就可以了。
- 使用了對象組合設(shè)計(jì)原則。以組合的方式包裝被適配者，被適配者的任何子類都可以搭配著同一個適配器使用。
- 體現(xiàn)了“開閉”原則。適配器模式把客戶和接口綁定起來，而不是和具體實(shí)現(xiàn)綁定，我們可以使用多個配適器來轉(zhuǎn)換多個后臺類，也可以很容易地增加新的適配器。
缺點(diǎn)
- 每個被適配者都需要一個適配器，當(dāng)適配器過多時會增加系統(tǒng)復(fù)雜度，降低運(yùn)行時的性能。
- 實(shí)現(xiàn)一個適配器可能需要下一番功夫，增加開發(fā)的難度。
應(yīng)用場景
- 當(dāng)要使用的兩個類所做的事情相同或者相似，但是具有不同的接口時考慮使用配適器模式。
- **當(dāng)需要統(tǒng)一客戶端調(diào)用接口的代碼，而所調(diào)用的接口具有不兼容問題時使用適配器模式。**這樣客戶端只有調(diào)用一個接口就行了，這樣可以更簡單、更直接、更緊湊。
建議盡量使用對象的適配器模式，多用合成/聚合、少用繼承。
當(dāng)然，具體問題具體分析，根據(jù)需要來選用合適的實(shí)現(xiàn)方式。
源碼中的應(yīng)用
- #JDK
- java.util.Arrays#asList()
- java.util.Collections#list()
- java.util.Collections#enumeration()
- java.io.InputStreamReader(InputStream) (returns a Reader)
- java.io.OutputStreamWriter(OutputStream) (returns a Writer)
- java.util.collections#enumeration(),從Iterator到Enumeration的適配。
- #Spring
- org.springframework.context.event.GenericApplicationListenerAdapter
Arrays.asList()
使用工具類 Arrays.asList()把數(shù)組轉(zhuǎn)換成集合時，不能使用其修改集合相關(guān)的方法，它的 add/remove/clear 方法會拋出 UnsupportedOperationException 異常。
說明: asList 的返回對象是一個 Arrays 內(nèi)部類，并沒有實(shí)現(xiàn)集合的修改方法。Arrays.asList 體現(xiàn)的是適配器模式，只是轉(zhuǎn)換接口，后臺的數(shù)據(jù)仍是數(shù)組。
GenericApplicationListenerAdapter
spring架構(gòu)體系中的事件模型，面向事件編程可以使你的應(yīng)用擴(kuò)展性更好，設(shè)計(jì)更優(yōu)美，更有設(shè)計(jì)感，也是解耦最常用的方式，首先看下類圖。
ApplicationListener 事件監(jiān)聽器接口，基于觀察者模式實(shí)現(xiàn)。
GenericApplicationListener 處理基于通用的事件監(jiān)聽器接口，提供了一種基于事件類型的監(jiān)測，如下：
- boolean supportsEventType(ResolvableType eventType);
是SmartApplicationListener的改良版本。
SmartApplicationListener 基于事件的監(jiān)聽器接口，如下：
- boolean supportsEventType(Class<? extends ApplicationEvent> eventType);
ApplicationListenerMethodAdapter GenericApplicationListener適配器實(shí)現(xiàn)，如下：
- public class ApplicationListenerMethodAdapter implements GenericApplicationListener
可以看到是通過實(shí)現(xiàn)接口這種方式的適配器模式實(shí)現(xiàn)。
為什么實(shí)現(xiàn)接口這種方式比繼承類這種實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展性更好，java是單繼承，用實(shí)現(xiàn)接口這種方式可以間接的實(shí)現(xiàn)的多繼承，擴(kuò)展性更好。
SourceFilteringListener 基于GenericApplicationListener,SmartApplicationListener的裝飾器模式實(shí)現(xiàn)，從指定的事件源篩選事件，調(diào)用它的委托偵聽器來匹配應(yīng)用程序事件對象。
GenericApplicationListenerAdapter GenericApplicationListener適配器模式實(shí)現(xiàn)。
PS：以上代碼提交在 Github ：
https://github.com/Niuh-Study/niuh-designpatterns.git
