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设计模式-- 适配性模式

林贤钦
2020-05-08 / 0 评论 / 9 点赞 / 714 阅读 / 0 字
温馨提示:
本文最后更新于 2020-05-09,若内容或图片失效,请留言反馈。部分素材来自网络,若不小心影响到您的利益,请联系我们删除。

适配性模式(Adapter Pattern)

1. 介绍

1.1 模式说明

定义一个包装类,用于包装不兼容接口的对象

包装类 = 适配器Adapter

被包装对象 = 适配者Adaptee = 被适配的类

1.2 主要作用

把一个类的接口变换成客户端所期待的另一种接口,从而使原本接口不匹配而无法一起工作的两个类能够在一起工作。

适配器模式的形式分为:类的适配器模式 & 对象的适配器模式& 接口适配器模式

1.3 解决的问题

原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些类可以在一起工作


2. 类的适配器模式

类的适配器模式是把适配的类的API转换成为目标类的API。

2.1 UML类图 & 组成

2.2 实例讲解

a. 实例概况

以生活中充电器的例子来讲解适配器,充电器本身相当于 Adapter,220V 交流电相当于 src(即被适配者),我们的目 dst(即 目标)是 5V 直流电

b. 使用步骤

步骤1: 创建Target接口: 适配接口提供5V输出电压

public interface  IVoltage5V {
    public int output5V();
}

步骤2: 创建源类:插座输出电压220V

public class Voltage220V {
    //输出 220V 的电压
    public int output220V() { 
        int src = 220;
        System.out.println("电压=" + src + "伏");
        return src;
    }
}

步骤3:创建适配器类 :充电器将220V转成5V

public class VoltageAdapter  extends Voltage220V implements IVoltage5V{
    @Override
    public int output5V() {
        //获取到 220V 电压
        int srcV = output220V();
        int dstV = srcV / 44 ; //转成 5v
         return dstV;
    }
}

步骤4:定义具体使用目标类: 使用📱手机来充电

public class Phone {
    //充电
    public void charging(IVoltage5V iVoltage5V) {
        if (iVoltage5V.output5V() == 5) {
            System.out.println("电压为 5V, 可以充电~~");
        } else if (iVoltage5V.output5V() > 5) {
            System.out.println("电压大于 5V, 不能充电~~");
        }
    }
}

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(" === 类适配器模式 ====");
        Phone phone = new Phone();
        phone.charging(new VoltageAdapter());
    }
}

结果:

=== 类适配器模式 ====
电压=220伏
电压为 5V, 可以充电~~

2.3 类适配器模式注意事项和细节

  1. Java 是单继承机制,所以类适配器需要继承 src 类这一点算是一个缺点, 因为这要求 dst 必须是接口,有一定局限性;
  2. src 类的方法在 Adapter 中都会暴露出来,也增加了使用的成本。
  3. 由于其继承了 src 类,所以它可以根据需求重写 src 类的方法,使得 Adapter 的灵活性增强了。

3. 对象的适配器模式

与类的适配器模式相同,对象的适配器模式也是把适配的类的API转换成为目标类的API。

3.1 UML类图 & 组成

3.2 实例讲解

a. 实例概况 (和类的适配器实例一样)

以生活中充电器的例子来讲解适配器,充电器本身相当于 Adapter,220V 交流电相当于 src (即被适配者),我们的目 dst(即 目标)是 5V 直流电

b. 使用步骤

步骤1 2 4 与 类的适配器一样,只需要改变步骤3适配器类和客户端的调用方法

步骤3:创建适配器类 : 充电器将220V转成5V 不使用继承,使用关联关系-聚合

public class VoltageAdapter implements IVoltage5V {
    private Voltage220V voltage220V; // 关联关系-聚合
    //通过构造器,传入一个 Voltage220V 实例
    public VoltageAdapter(Voltage220V voltage220v) {
        this.voltage220V = voltage220v;
    }

    @Override
    public int output5V() {
        int dst = 0;
        if (null != voltage220V) {
            int src = voltage220V.output220V();//获取 220V 电压
            System.out.println("使用对象适配器,进行适配~~");
            dst = src / 44;
            System.out.println("适配完成,输出的电压为=" + dst);
        }
        return dst;
    }
}

步骤4: 手机类还是一样,修改调用方法

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(" === 对象适配器模式 ====");
        Phone phone = new Phone();
        phone.charging(new VoltageAdapter(new Voltage220V()));
    }
}

结果

=== 对象适配器模式 ====
电压=220伏
使用对象适配器,进行适配~~
适配完成,输出的电压为=5
电压为 5V, 可以充电~~

3.3对象适配器模式注意事项和细节

  1. 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, 所以它解决了类适配器必须继承 src 的局限性问题,也不再要求 dst必须是接口。

  1. 使用成本更低,更灵活。

4. 接口适配器模式

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

4.1 UML类图 & 组成

3.2 实例讲解

a. 实例概况

Interface4 有4个方法,但只需要其中的一个方法

b. 使用步骤

步骤一:创建Target接口:

public interface Interface4 {
    public void m1();

    public void m2();

    public void m3();

    public void m4();
}

步骤二: 适配器抽象类空方法实现接口

public abstract  class AbsAdapter implements Interface4{
    @Override
    public void m1() {
    }

    @Override
    public void m2() {
    }

    @Override
    public void m3() {
    }

    @Override
    public void m4() {
    }
}

步骤三:客户端直接调用父类,并实现需要的方法,或者创建一个子类继承AbsAdapter实现m1方法

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        AbsAdapter absAdapter = new AbsAdapter() {
            //只需要去覆盖我们 需要使用 接口方法
            @Override
            public void m1() {
                System.out.println("使用了 m1 的方法");
            }
        };
        absAdapter.m1();
    }
}

结果

使用了 m1 的方法

5. 优缺点

5.1 适配器模式

优点

  • 更好的复用性

    系统需要使用现有的类,而此类的接口不符合系统的需要。那么通过适配器模式就可以让这些功能得到更好的复用。

  • 透明、简单

    客户端可以调用同一接口,因而对客户端来说是透明的。这样做更简单 & 更直接

  • 更好的扩展性

    在实现适配器功能的时候,可以调用自己开发的功能,从而自然地扩展系统的功能。

  • 解耦性

    将目标类和适配者类解耦,通过引入一个适配器类重用现有的适配者类,而无需修改原有代码

  • 符合开放-关闭原则

    同一个适配器可以把适配者类和它的子类都适配到目标接口;可以为不同的目标接口实现不同的适配器,而不需要修改待适配类

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


5.2 类的适配器模式

优点

  • 使用方便,代码简化

    仅仅引入一个对象,并不需要额外的字段来引用Adaptee实例

缺点

  • 高耦合,灵活性低

    使用对象继承的方式,是静态的定义方式


5.3 对象的适配器模式

优点

  • 灵活性高、低耦合

    采用 “对象组合”的方式,是动态组合方式

缺点

  • 使用复杂

    需要引入对象实例

特别是需要重新定义Adaptee行为时需要重新定义Adaptee的子类,并将适配器组合适配


6. 应用场景

6.1 适配器的使用场景

系统需要复用现有类,而该类的接口不符合系统的需求,可以使用适配器模式使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些类可以一起工作

多个组件功能类似,但接口不统一且可能会经常切换时,可使用适配器模式,使得客户端可以以统一的接口使用它们

6.2 类和对象适配器模式的使用场景

  1. 灵活使用时:选择对象的适配器模式

    类适配器使用对象继承的方式,是静态的定义方式;而对象适配器使用对象组合的方式,是动态组合的方式。

  2. 需要同时配源类和其子类:选择对象的适配器

    对于类适配器,由于适配器直接继承了src(即被适配者),使得适配器不能和src(即被适配者)的子类一起工作,因为继承是静态的关系,当适配器继承了src(即被适配者)后,就不可能再去处理 src(即被适配者)的子类了;

    对于对象适配器,一个适配器可以把多种不同的源适配到同一个目标。换言之,同一个适配器可以把源类和它的子类都适配到目标接口。因为对象适配器采用的是对象组合的关系,只要对象类型正确,是不是子类都无所谓。

  3. 需要重新定义src(即被适配者)的部分行为:选择类适配器

    对于类适配器,适配器可以重定义src(即被适配者)的部分行为,相当于子类覆盖父类的部分实现方法。

    对于对象适配器,要重定义src(即被适配者)的行为比较困难,这种情况下,需要定义Adaptee的子类来实现重定义,然后让适配器组合子类。虽然重定义src(即被适配者)的行为比较困难,但是想要增加一些新的行为则方便的很,而且新增加的行为可同时适用于所有的源。

  4. 仅仅希望使用方便时:选择类适配器

    对于类适配器,仅仅引入了一个对象,并不需要额外的引用来间接得到src(即被适配者)。

    对于对象适配器,需要额外的引用来间接得到src(即被适配者)。

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