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设计模式之适配器模式：软件世界的桥梁建筑师

article 2024/11/13 11:07:58

一、什么是适配器模式

适配器模式（Adapter Pattern）是一种结构型设计模式（Structural Pattern），通过将类的接口转换为客户期望的另一个接口，适配器可以让不兼容的两个类一起协同工作。其核心思想是通过一个中间的“适配器”类，将一个类的接口转换成客户端所期待的另一种接口形式，从而使得原本因接口不兼容而不能一起工作的类能够协同工作。就像是在现实生活中，国际旅行中常用的电源转换器，就是将不同国家的插座标准转换为你的电子设备所支持的充电接口，使设备得以顺利充电。

二、适配器模式的结构

适配器模式通常包含以下几个主要角色：

目标接口（Target）：这是客户端所期待的接口，即客户端通过此接口来调用所需的业务逻辑。

适配者（Adaptee）：需要适配的类或接口，通常其现有的接口与客户端所需的接口不兼容。

适配器（Adapter）：这是适配器模式的核心，它继承适配者或者持有一个适配者的引用，并通过实现目标接口，将适配者的接口转换为客户端所期望的接口。

三、适配器模式的分类

根据适配器如何适配适配者，适配器模式可以分为两种类型：类适配器模式和对象适配器模式。

1. 类适配器模式

类适配器通过实现目标接口的同时继承适配者的方式，来实现在内部使用适配者的方法来实现目标接口的的方法：

2. 对象适配器模式

对象适配器模式则是通过组合的方式来实现接口的适配。适配器类持有一个适配者的引用，并通过该引用来调用源角色的方法，从而实现目标接口的方法。

四、适配器模式的应用场景

适配器模式广泛应用于各种软件开发场景中，尤其是当面临不同系统、不同库或不同版本之间的接口不兼容问题时，适配器模式往往能够提供优雅的解决方案。以下是一些典型的应用场景：

旧系统迁移：在将旧系统迁移到新系统时，新系统可能不支持旧系统的某些接口或方法。此时，可以通过适配器模式将旧系统的接口适配为新系统所需的接口，从而保持旧系统功能的可用性。

第三方库集成：在集成第三方库时，如果该库的接口与我们的系统接口不兼容，可以通过适配器模式来封装第三方库的接口，使其符合我们的系统架构和接口规范。

接口升级：在软件系统的演进过程中，有时需要对接口进行升级或重构，但升级后的接口可能与旧客户端不兼容。此时，可以通过适配器模式为旧客户端提供一个兼容层，使它们能够继续访问系统而不必立即进行更新。

多平台支持：在开发跨平台应用程序时，不同平台可能提供不同的API接口。通过适配器模式，可以将各个平台的API适配为统一的接口，从而简化开发工作和代码维护。

五、适配器模式示例

为了更直观地理解适配器模式，以下通过一个简单的示例来说明其实现过程。

假设我们有一个音频播放器系统，该系统支持多种音频格式的播放，但现在我们需要接入一个新的音频设备，该设备只支持MP3格式的音频。然而，我们的音频库中存在一些非MP3格式的音频文件（如WAV格式），我们需要将这些非MP3格式的音频文件转换为MP3格式后才能在该设备上播放。

1. 定义目标接口

首先，假设存在一个目标接口AudioPlayer，表示音频播放器的功能接口。

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

2. 定义适配者

另外，存在一个适配者Mp3Player，它代表了一个只支持MP3格式的播放器。

public class Mp3Player {
    public void playMp3(String fileName) {
        System.out.println("Playing mp3 file. Name: " + fileName);
    }
}

注意：这里Mp3Player并没有直接提供play方法，而是提供了针对特定格式的播放方法，如playMp3。

3. 创建适配器类

现在，我们需要创建一个适配器类AudioAdapter，它实现了AudioPlayer接口，并持有一个Mp3Player的实例，以便将非MP3格式的音频文件转换为MP3格式（在这个例子中，为了简化，我们假设转换逻辑已经内置在AudioAdapter中，实际上可能需要外部转换工具或服务）。

然而，为了保持示例的简洁性和集中讨论适配器模式的核心思想，我们将省略实际的转换逻辑，而是直接调用相应的播放方法，并输出一个假设的转换过程。

public class AudioAdapter implements AudioPlayer {
    private final Mp3Player mp3Player;

    public AudioAdapter(Mp3Player mp3Player) {
        this.mp3Player = mp3Player;
    }

    @Override
    public void play(String audioType, String fileName) {
        if ("wma".equalsIgnoreCase(audioType)) {
            // 假设这里进行了wma到MP3的转换
            System.out.println("Converting wma to mp3 format...");
        } else if ("wav".equalsIgnoreCase(audioType)) {
            // 假设这里进行了wav到MP3的转换
            System.out.println("Converting wav to mp3 format...");
        }
        mp3Player.playMp3(fileName);
    }
}

请注意，上述代码中的play方法通过检查audioType参数来确定要播放的音频格式，并假设进行了一些格式转换。这里的关键点是适配器类AudioAdapter如何将一个不直接支持的接口（在这个例子中是play方法，其期望接收音频类型和文件名）适配为另一个接口（Mp3Player中的playMp3方法）。

4. 使用适配器

最后，我们可以创建一个测试类来模拟使用这个适配器。

public class AudioPlayerTest {
    public static void main(String[] args) {
        AudioPlayer audioPlayer = new AudioAdapter(new Mp3Player());
        audioPlayer.play("mp3", "music.mp3");
        audioPlayer.play("wma", "music.wma");
        audioPlayer.play("wav", "music.wav");
    }
}

5. 运行结果

在上面的例子中，我们创建了一个AudioPlayer类型的对象，但实际上它是一个AudioAdapter的实例，该实例内部封装了一个Mp3Player对象。通过AudioAdapter，我们能够以AudioPlayer接口期望的方式（即调用play方法并传入音频类型和文件名）来播放非MP3格式的音频文件，尽管AdvancedAudioPlayer本身并不支持这种调用方式。

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