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设计模式-结构型模式-适配器模式

article 2025/1/12 8:57:31

适配器模式介绍

适配器模式(adapter pattern )的原始定义是：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。

如果去欧洲国家去旅游的话，他们的插座如下图最左边，是欧洲标准。而我们使用的插头如下图最右边的。因此我们的笔记本电脑，手机在当地不能直接充电。所以就需要一个插座转换器，转换器第1面插入当地的插座，第2面供我们充电，这样使得我们的插头在当地能使用。生活中这样的例子很多，手机充电器（将220v转换为5v的电压），读卡器等，其实就是使用到了适配器模式。

适配器模式是用来做适配，它将不兼容的接口转换为可兼容的接口，让原本由于接口不兼容而不能一起工作的类可以一起工作。适配器模式有两种实现方式：类适配器和对象适配器。其中，类适配器使用继承关系来实现，对象适配器使用组合关系来实现。

类适配器模式的耦合度比后者高，且要求程序员了解现有组件库中的相关组件的内部结构，所以应用相对较少些。

适配器模式原理

适配器模式（Adapter）包含以下主要角色：

目标（Target）接口：当前系统业务所期待的接口，它可以是抽象类或接口。
适配者（Adaptee）类：适配者即被适配的角色,它是被访问和适配的现存组件库中的组件接口。
适配器（Adapter）类：它是一个转换器，通过继承或引用适配者的对象，把适配者接口转换成目标接口，让客户按目标接口的格式访问适配者。

适配器模式应用实例

类适配器模式

假设现有一台电脑目前只能读取SD卡的信息，这时我们想要使用电脑读取TF卡的内容, 就需要将TF卡加上卡套，转换成SD卡!

创建一个读卡器，将TF卡中的内容读取出来。

类图如下：

代码如下:

/**
 * SD卡接口
 **/
public interface SDCard {

    //读取SD卡方法
    String readSD();
    //写入SD卡功能
    void writeSD(String msg);
}

/**
 * SD卡实现类
 **/
public class SDCardImpl implements SDCard {
    @Override
    public String readSD() {
        String msg = "sd card reading data";
        return msg;
    }

    @Override
    public void writeSD(String msg) {
        System.out.println("sd card write data : " + msg);
    }
}

/**
 * TF卡接口
 **/
public interface TFCard {

    //读取TF卡方法
    String readTF();
    //写入TF卡功能
    void writeTF(String msg);
}

/**
 * TF卡实现类
 **/
public class TFCardImpl implements TFCard {

    @Override
    public String readTF() {

        String msg = "tf card reading data";
        return msg;
    }

    @Override
    public void writeTF(String msg) {
        System.out.println("tf card write data : " + msg);
    }
}

/**
 * 定义适配器类(SD兼容TF)
 * 
 * @date 2022/9/28
 **/
public class SDAdapterTF extends  TFCardImpl implements SDCard{

    @Override
    public String readSD() {
        System.out.println("adapter read tf card ");
        return readTF();
    }

    @Override
    public void writeSD(String msg) {
        System.out.println("adapter write tf card");
        writeTF(msg);
    }
}

public class Client {

    public static void main(String[] args) {

        Computer computer = new Computer();
        SDCard sdCard = new SDCardImpl();
        System.out.println(computer.read(sdCard));

        System.out.println("========================");
        SDAdapterTF adapterTF = new SDAdapterTF();
        System.out.println(computer.read(adapterTF));
    }
}

对象适配器模式

实现方式：对象适配器模式可釆用将现有组件库中已经实现的组件引入适配器类中，该类同时实现当前系统的业务接口。

代码如下：

类适配器模式的代码，我们只需要修改适配器类（SDAdapterTF）和测试类。

public class SDAdapterTF implements SDCard{

    private TFCard tfCard;

    public SDAdapterTF(TFCard tfCard) {
        this.tfCard = tfCard;
    }

    @Override
    public String readSD() {
        System.out.println("adapter read tf card ");
        return tfCard.readTF();
    }

    @Override
    public void writeSD(String msg) {
        System.out.println("adapter write tf card");
        tfCard.writeTF(msg);
    }
}


public class Client {

    public static void main(String[] args) {

        Computer computer = new Computer();
        SDCard sdCard = new SDCardImpl();
        System.out.println(computer.read(sdCard));

        System.out.println("========================");
        TFCard tfCard = new TFCardImpl();
        SDAdapterTF adapterTF = new SDAdapterTF(tfCard);
        System.out.println(computer.read(adapterTF));
    }
}

适配器模式总结

适配器模式的优点

将目标类和适配者类解耦,通过引入一个适配器类来重用现有的适配者类,无序修改原有结构
增加了类的透明性和复用性,将具体业务实现过程封装在适配者类中,对于客户端类而言是透明的,而且提高了适配者的复用性,同一个适配者类可以在多个不同的系统中复用.
灵活性和扩展性都非常好,通过使用配置文件可以很方便的更换适配器,也可以在不修改原有代码的基础上增加新的适配器类,符合开闭原则.

适配器模式的缺点

类适配器的缺点
1. 对于Java等不支持多重继承的语言,一次最多只能适配一个适配者类,不能同时适配多个适配者
2. 适配者类不能为最终类
对象适配器的缺点
1. 与类适配器模式相比较,在该模式下要在适配器中置换适配者类的某些方法比较麻烦.

适配器模式适用的场景

统一多个类的接口设计时

某个功能的（或者说类）。通过适配器模式，将它们的接口适配为统一的接口定义
需要依赖外部系统时

当我们把项目中依赖的一个外部系统替换为另一个外部系统的时候，利用适配器模式，可以减少对代码的改动
原有接口无法修改时或者原有接口功能太老旧但又需要兼容；

JDK1.0 Enumeration 到 Iterator 的替换,适用适配器模式保留 Enumeration 类，并将其实现替换为直接调用 Itertor.
适配不同数据格式时；

Slf4j 日志框架,定义打印日志的统一接口,提供针对不同日志框架的适配器