设计模式(六)----适配器模式

概念

适配器模式(Adapter Pattern)，是作为两个不兼容的接口之间的桥梁。该设计模式属于结构型模式，它结合了两个独立接口的功能。
其别名为包装器(Wrapper)模式，它既可以作为类结构型模式，也可作为对象结构型模式。在适配器模式中提及的接口是指广义的接口，它可表示一个方法或方法的集合。
这种模式涉及到一个单一的类(适配器类)，该类负责整合独立的或不兼容的接口的功能。
实例：家用插座是220V电压，手机充电电压是5V，而充电器就充当了适配器的角色，将220V电压转换成5V电压。
主要解决：在软件系统中，常要将一些"现存的对象"放到新环境中，而新环境要求的功能是现有的对象不能满足的。
使用场景：有动机的修改一个正常运行的接口。系统需使用现有的类，而现有类的接口不完全符合系统需要。想要创建一个可重复使用的类，用于一些彼此之间没有太大关联的类，包括一些可能在将来的引进的类一起工作，这些源类不一定有一致的接口。
优点：让两个没有关联的类一起运行，提高了类的复用，增加了类的透明度，灵活性好。
缺点：过多使用适配器，会让系统非常杂乱，不易进行整体把控。比如，看到的是A接口，其实内部已被适配成了B接口的实现。若没有很大的必要，最好不使用适配器，直接对系统进行重构。

注：适配者不是在详细设计时添加的，而是解决正在服役的项目的问题。
适配器模式将类的接口转换成客户期望的另一个接口表示，主要目的是兼容性，让原本不能在一起工作的两个类能够协同工作。
适配器模式有三种：类适配器，对象适配器，接口适配器。

本文实例当中，需要被适配的类、接口或对象称为源src(source)；
最终需要的输出，称为目标des(destination)；
适配器称为Adapter。
一句话描述适配器模式就是：
src–>Adapter–>des，也就是src以某种形式给到Adapter里，最终转化为des。
适配就是"源"到"目标"的适配，而其中链接两者之间关系的就是适配器。它负责把"源"过渡到"目标"，实现"源"中原本没有的功能，又不破坏"源"本身的结构。

下面就以手机充电为例分别介绍三种适配器模式。

类适配器模式

单一的为某一个类实现适配。
Adapter类，通过继承src类，实现des接口，完成src–>des的适配。
现有的src类Voltage220V

public class Voltage220V {
	public int out220V() {
		System.out.println("插座输出电压：220V");
		return 220;
	}
}

想要的des接口

public interface Voltage5V {
	int out5V();
}

适配器类Adapter

public class Adapter extends Voltage220V implements Voltage5V {
	@Override
	public int out5V() {
		int src = out220V();
		//转换电压
		return src/44;
	}
}

Client类Mobile

public class Mobile {
	//充电方法，需5V电压参数
	public void charging(Voltage5V voltage5V) {
		System.out.println("当前充电电压：" + voltage5V.out5V() + "V");
	}
}

测试类AdaterTest

public class AdapterTest {
	public static void main(String[] args) {
		Mobile mobile = new Mobile();
		mobile.charging(new Adapter());
	}
}

打印结果
插座输出电压：220V
当前充电电压：5V

注：Java这种单继承机制，所有需要继承的都不建议优先使用。很显然，Adapter类继承了Voltage220V类，就不能再去继承其它类了，也就是说这个适配器只为Voltage220V这一个类服务，所以称之为类适配器模式。
类适配器要求des必须是接口，有一定局限性，且src中的方法在Adapter中都会暴露出来，增加了使用成本。但同样由于其继承了src类，所以它可根据需求重写src中的方法，增强了Adapter的灵活性。

对象适配器模式

对象适配器模式是把"源"作为一个对象聚合到适配器类中，把"源"作为一个构造函数参数传入适配器，然后执行接口所要求的方法。
这种模式可为多个"源"进行适配，弥补了类适配器模式的不足。
基本解决思路和类适配器相同，只是将Adapter类稍作修改，不让其继承src类，而是持有src类的实例，以解决兼容性的问题。
即：持有src实例，实现des接口，完成src–>des的适配。
根据"合成复用原则"，在系统中尽量使用关联关系代替继承关系，因此大部分结构型模式都是对象结构型模式。

在上面实例的基础上修改Adapter类

public class Adapter implements Voltage5V {
	private Voltage220V voltage220V;
	public Adapter(Voltage220V voltage220V) {
		this.voltage220V = voltage220V;
	}
	public int out5V() {
		if (voltage220V != null) {
			int src = voltage220V.out220V();
			//转换电压
			return src/44;
		}
		return 0;
	}
}

测试类代码修改为

Adapter adapter = new Adapter(new Voltage220V());
Mobile mobile = new Mobile();
mobile.charging(adapter);

打印结果为
插座输出电压：220V
当前充电电压：5V

注：对象适配器和类适配器其实是同一种思想，只不过实现方式不同。
根据合成复用原则，组合大于继承，所以它解决了类适配器必须继承src的局限性问题，也不再强制要求des必须是接口。同样，对象适配器的使用成本更低，也更加灵活。
类适配器模式用于单一源的适配，由于源的单一，代码的实现不用写选择逻辑，结构比较清晰；
而对象的适配器模式可用于多源的适配，弥补了类适配器模式的不足，但也由于源的数据可能较多，所以具体实现的分支较多，结构不太清晰。

和装饰器模式的区别是：装饰者是对src的装饰，使用者对src的装饰毫无所觉(使用者用法不变)。这里的对象适配之后，使用者的用法会改变。

接口适配器模式

接口适配器模式也被称之为默认适配器模式或缺省适配器模式。
当想实现一个接口，同时又不想实现接口中的所有方法，只想实现一部分方法时，就会用到接口适配器模式。
这种模式是在接口和具体实现类之间加一个抽象类，用抽象类为该接口的每一个方法提供一个默认的实现(空方法)，具体实现类(抽象类的子类)只需重写需要完成的方法即可，适用于不想使用一个接口中所有方法的情况。
示例代码
src接口

public interface Source {
	public abstract void A();
	public abstract void B();
	public abstract void C();
	public abstract void D();
	public abstract void E();
	public abstract void F();
}

抽象类(适配器)

public abstract class Adapter implements Source {
	public void A() {}
	public void B() {}
	public void C() {}
	public void D() {}
	public void E() {}
	public void F() {}
}

最终实现类

public class Destination extends Adapter {
	//重写方法A
	@Override
	public void A() {
		System.out.println("A方法。。。");
	}
	//重写方法E
	@Override
	public void E() {
		System.out.println("E方法。。。");
	}
}

总结

适配器就是一种适配中间件，存在于不匹配的二者之间，用于连接二者，将不匹配变得匹配。
三种命名方式可以这样理解：
以src以怎样的形式给到Adapter(在Adapter中的形式)来命名的
类适配器，以类给到，在Adapter中，将src作为一个类，被继承。
对象适配器，以对象给到，在Adapter中，将src作为一个对象，被持有。
接口适配器，以接口给到，在Adapter中，将src作为一个接口，被实现(间接实现)。
类适配器与对象适配器
想要使用一个已经存在的类，但它却不符合现有的接口规范，导致无法直接访问，创建一个适配器就能间接访问接口中的方法。
访问的方法不在合适的接口中。
需要一个统一的输出接口，而输入端类型不可预知。
接口适配器
想要使用接口中的部分方法，但接口中有过多的方法，使用时须实现接口并实现接口中的所有方法。这时可先用一个抽象类实现该接口，不实现该接口中的方法(实现方法置为空)，再继承该抽象类，重写想用的方法，该抽象类就是适配器。