java设计模式七 适配器

适配器模式（Adapter Pattern）是一种结构型设计模式，它的核心思想是将一个接口转换成客户端期望的另一个接口，使得原本不兼容的接口可以协同工作。在Java中，适配器模式可以通过类继承或对象组合的方式来实现。

### Java源码中的适配器模式

Java标准库中的一个典型适配器模式应用是在事件处理机制中。比如，`java.awt.event.MouseAdapter` 类就是一个典型的适配器类，它实现了 `MouseListener` 接口，但所有的方法都是空实现。这样，当开发者想要处理鼠标事件时，不需要实现 `MouseListener` 接口的所有方法，而只需要继承 `MouseAdapter` 并覆盖关心的方法即可。

### 案例说明

假设我们有一个 `Target` 接口，表示目标接口，以及一个已经存在的 `Adaptee` 类，它有一个方法，但我们希望它能像 `Target` 接口那样工作。为了实现这一目的，我们可以创建一个适配器类 `Adapter`。

```java

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

// 需要被适配的类
class Adaptee {
    public void specificRequest() {
        System.out.println("Adaptee's specific request.");
    }
}

// 适配器类
class Adapter implements Target {
    private Adaptee adaptee;

    public Adapter(Adaptee adaptee) {
        this.adaptee = adaptee;
    }

    @Override
    public void request() {
        // 调用Adaptee中的方法，以符合Target接口的需求
        adaptee.specificRequest();
    }
}

// 客户端代码
public class AdapterPatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建Adaptee对象
        Adaptee adaptee = new Adaptee();
        // 创建Adapter对象，传入Adaptee实例
        Target target = new Adapter(adaptee);
        
        // 通过Target接口调用请求
        target.request();  // 输出: Adaptee's specific request.
    }
}

```

在这个例子中，`Adapter` 类扮演了适配器的角色，它持有一个 `Adaptee` 对象的引用，并通过实现 `Target` 接口，将 `Adaptee` 的 `specificRequest` 方法转换为 `request` 方法，从而让 `Adaptee` 类能够满足 `Target` 接口的需求，实现了接口的适配。

深入探讨适配器模式，我们可以从其两种主要实现方式、适用场景、优缺点及与其他设计模式的关系等方面来展开。

 

### 两种实现方式

 

1. **类适配器（Class Adapter）**：通过继承来实现。类适配器直接继承自需要适配的类（Adaptee），并实现目标接口（Target）。这种方式的局限性在于Java不支持多重继承，因此如果Adaptee本身是一个类而非接口，且你需要适配多个接口时，类适配器就显得不够灵活。

 

2. **对象适配器（Object Adapter）**：通过对象组合来实现。对象适配器包含一个Adaptee对象的实例作为其成员变量，并通过委托调用Adaptee的方法来实现目标接口。这是Java中最常用的适配器实现方式，因为它更加灵活，支持多个适配，并遵循了“组合优于继承”的原则。

 

### 适用场景

 

- 当你想使用一个已经存在的类，而它的接口不符合你的需求时。

- 你想创建一个可重用的类，该类可以与其他不相关的类协同工作，而不需要修改这些类。

- 需要使用一些已经存在的子类，但是不可能对每一个都进行子类化以匹配它们的接口，对象适配器可以提供解决方案。

 

### 优点

 

- 提高了系统的灵活性和可扩展性。

- 符合开闭原则，可以在不修改原有代码的情况下，通过添加新的适配器类来支持更多类型的适配。

- 使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的类可以协同工作。

 

### 缺点

 

- 过多的适配器类可能会增加系统的复杂度。

- 使用适配器模式需要引入额外的类，这会增加系统的体积。

 

### 与其他设计模式的关系

 

- **装饰器模式**：两者都可以动态地给对象添加职责，但目的不同。适配器模式是为了使两个接口不兼容的类协同工作，而装饰器模式是为了在不修改原有对象的基础上，动态地给对象添加功能。

- **代理模式**：适配器和代理都可以包装对象，但代理模式主要是为了控制访问或增加一些功能，而适配器模式是为了改变接口。

 

适配器模式在很多框架和库中都有广泛应用，理解其原理和应用场景对于提升代码设计能力大有裨益。

 

适配器模式除了在软件设计中起到接口适配的作用外，还经常用于将一个类的接口转换成另一个接口，以满足不同场景下的需求。下面我将通过一个更具体的案例来进一步说明适配器模式的用途。

### 案例：音频播放设备

假设我们有一个音频播放设备，它能够播放MP3格式的音频文件。现在，我们希望扩展这个设备的功能，使其能够播放WAV格式的音频文件。然而，现有的播放设备并没有直接支持WAV格式的能力，我们可以通过适配器模式来实现这一点。

#### 1. 定义目标接口

首先，我们定义一个播放设备的接口，这个接口将包含播放音频的方法。

```java

interface MediaPlayer {
    void play(String audioType, String fileName);
}

```

#### 2. 实现MP3播放器

我们有一个现成的MP3播放器实现，它只能播放MP3格式的音频文件。

```java

class MP3Player implements MediaPlayer {
    @Override
    public void play(String audioType, String fileName) {
        if ("mp3".equalsIgnoreCase(audioType)) {
            System.out.println("Playing " + audioType + " file: " + fileName);
            // 播放MP3文件的逻辑
        } else {
            System.out.println("Invalid audio format: " + audioType);
        }
    }
}

```

#### 3. 创建WAV音频播放适配器

现在，我们创建一个适配器，使得WAV播放器能够通过我们的播放设备接口进行播放。

```java

class MediaAdapter implements MediaPlayer {
    private AdvancedMediaPlayer advancedMusicPlayer;

    // 根据需要播放的文件类型，创建相应的播放器实例
    public MediaAdapter(String audioType) {
        if ("vlc".equalsIgnoreCase(audioType)) {
            advancedMusicPlayer = new VlcPlayer(); // 假设VlcPlayer能播放WAV
        } else {
            advancedMusicPlayer = null;
        }
    }

    @Override
    public void play(String audioType, String fileName) {
        if (advancedMusicPlayer != null) {
            advancedMusicPlayer.playVlc(fileName);
        } else {
            System.out.println("Unsupported audio type: " + audioType);
        }
    }
}

// 假设这是一个能够播放WAV文件的类
class VlcPlayer extends AdvancedMediaPlayer {
    @Override
    public void playVlc(String fileName) {
        System.out.println("Playing VLC file: " + fileName);
        // 播放WAV文件的逻辑
    }
}

abstract class AdvancedMediaPlayer {
    abstract void playVlc(String fileName);
}

```

#### 4. 客户端使用

最后，客户端代码可以这样使用我们的播放设备和适配器：

```java

public class MediaPlayerTestDrive {
    public static void main(String[] args) {
        MediaPlayer mediaPlayer = new MP3Player();
        mediaPlayer.play("mp3", "beyond_the_horizon.mp3");

        MediaPlayer myPlayer = new MediaAdapter("vlc");
        myPlayer.play("vlc", "favorite_song.wav");
    }
}

```

在这个案例中，`MediaAdapter`充当了适配器的角色，它实现了`MediaPlayer`接口，并且内部维护了一个`VlcPlayer`对象。当客户端调用`MediaAdapter`的`play`方法时，实际上是调用了`VlcPlayer`的`playVlc`方法，从而实现了WAV格式音频的播放。

通过这个案例，我们可以看到适配器模式如何帮助我们在不修改现有类的情况下，扩展其功能以适应新的接口需求。这种方式提高了代码的灵活性和可扩展性。