適配器模式（Adapter模式）詳解

在現(xiàn)實(shí)生活中，經(jīng)常出現(xiàn)兩個(gè)對(duì)象因接口不兼容而不能在一起工作的實(shí)例，這時(shí)需要第三者進(jìn)行適配。

• 例如，講中文的人同講英文的人對(duì)話時(shí)需要一個(gè)翻譯，用直流電的筆記本電腦接交流電源時(shí)需要一個(gè)電源適配器，用計(jì)算機(jī)訪問照相機(jī)的 SD 內(nèi)存卡時(shí)需要一個(gè)讀卡器等。

在軟件設(shè)計(jì)中也可能出現(xiàn)：需要開發(fā)的具有某種業(yè)務(wù)功能的組件在現(xiàn)有的組件庫中已經(jīng)存在，但它們與當(dāng)前系統(tǒng)的接口規(guī)范不兼容，如果重新開發(fā)這些組件成本又很高，這時(shí)用適配器模式能很好地解決這些問題。

模式的定義與特點(diǎn)

適配器模式（Adapter）的定義如下：將一個(gè)類的接口轉(zhuǎn)換成客戶希望的另外一個(gè)接口，使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些類能一起工作。適配器模式分為類結(jié)構(gòu)型模式和對(duì)象結(jié)構(gòu)型模式兩種，前者類之間的耦合度比后者高，且要求程序員了解現(xiàn)有組件庫中的相關(guān)組件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，所以應(yīng)用相對(duì)較少些。

該模式的主要優(yōu)點(diǎn)如下。

• 客戶端通過適配器可以透明地調(diào)用目標(biāo)接口。
• 復(fù)用了現(xiàn)存的類，程序員不需要修改原有代碼而重用現(xiàn)有的適配者類。
• 將目標(biāo)類和適配者類解耦，解決了目標(biāo)類和適配者類接口不一致的問題。

其缺點(diǎn)是：對(duì)類適配器來說，更換適配器的實(shí)現(xiàn)過程比較復(fù)雜。

模式的結(jié)構(gòu)與實(shí)現(xiàn)

類適配器模式可采用多重繼承方式實(shí)現(xiàn)，如 C++ 可定義一個(gè)適配器類來同時(shí)繼承當(dāng)前系統(tǒng)的業(yè)務(wù)接口和現(xiàn)有組件庫中已經(jīng)存在的組件接口；Java 不支持多繼承，但可以定義一個(gè)適配器類來實(shí)現(xiàn)當(dāng)前系統(tǒng)的業(yè)務(wù)接口，同時(shí)又繼承現(xiàn)有組件庫中已經(jīng)存在的組件。

對(duì)象適配器模式可釆用將現(xiàn)有組件庫中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的組件引入適配器類中，該類同時(shí)實(shí)現(xiàn)當(dāng)前系統(tǒng)的業(yè)務(wù)接口?，F(xiàn)在來介紹它們的基本結(jié)構(gòu)。

1. 模式的結(jié)構(gòu)

適配器模式（Adapter）包含以下主要角色。

1. 目標(biāo)（Target）接口：當(dāng)前系統(tǒng)業(yè)務(wù)所期待的接口，它可以是抽象類或接口。
2. 適配者（Adaptee）類：它是被訪問和適配的現(xiàn)存組件庫中的組件接口。
3. 適配器（Adapter）類：它是一個(gè)轉(zhuǎn)換器，通過繼承或引用適配者的對(duì)象，把適配者接口轉(zhuǎn)換成目標(biāo)接口，讓客戶按目標(biāo)接口的格式訪問適配者。

類適配器模式的結(jié)構(gòu)圖如圖 1 所示。

類適配器模式的結(jié)構(gòu)圖

? 圖1 類適配器模式的結(jié)構(gòu)圖

? 對(duì)象適配器模式的結(jié)構(gòu)圖如圖 2 所示。

對(duì)象適配器模式的結(jié)構(gòu)圖

? 圖2 對(duì)象適配器模式的結(jié)構(gòu)圖

2. 模式的實(shí)現(xiàn)

(1) 類適配器模式的代碼如下。

package adapter;
//目標(biāo)接口
interface Target
{
    public void request();
}
//適配者接口
class Adaptee
{
    public void specificRequest()
    {       
        System.out.println("適配者中的業(yè)務(wù)代碼被調(diào)用！");
    }
}
//類適配器類
class ClassAdapter extends Adaptee implements Target
{
    public void request()
    {
        specificRequest();
    }
}
//客戶端代碼
public class ClassAdapterTest
{
    public static void main(String[] args)
    {
        System.out.println("類適配器模式測(cè)試：");
        Target target = new ClassAdapter();
        target.request();
    }
}

程序的運(yùn)行結(jié)果如下：

類適配器模式測(cè)試：
適配者中的業(yè)務(wù)代碼被調(diào)用！

(2)對(duì)象適配器模式的代碼如下。

package adapter;
//對(duì)象適配器類
class ObjectAdapter implements Target
{
    private Adaptee adaptee;
    public ObjectAdapter(Adaptee adaptee)
    {
        this.adaptee=adaptee;
    }
    public void request()
    {
        adaptee.specificRequest();
    }
}
//客戶端代碼
public class ObjectAdapterTest
{
    public static void main(String[] args)
    {
        System.out.println("對(duì)象適配器模式測(cè)試：");
        Adaptee adaptee = new Adaptee();
        Target target = new ObjectAdapter(adaptee);
        target.request();
    }
}

說明：對(duì)象適配器模式中的“目標(biāo)接口”和“適配者類”的代碼同類適配器模式一樣，只要修改適配器類和客戶端的代碼即可。

程序的運(yùn)行結(jié)果如下：

對(duì)象適配器模式測(cè)試：
適配者中的業(yè)務(wù)代碼被調(diào)用！

模式的應(yīng)用實(shí)例

用適配器模式（Adapter）模擬新能源汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)。

分析：新能源汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)有電能發(fā)動(dòng)機(jī)（Electric Motor）和光能發(fā)動(dòng)機(jī)（Optical Motor）等，各種發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)方法不同，

• 例如，電能發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)方法 electricDrive() 是用電能驅(qū)動(dòng)，而光能發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)方法 opticalDrive() 是用光能驅(qū)動(dòng)，它們是適配器模式中被訪問的適配者。

客戶端希望用統(tǒng)一的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方法 drive() 訪問這兩種發(fā)動(dòng)機(jī)，所以必須定義一個(gè)統(tǒng)一的目標(biāo)接口 Motor，然后再定義電能適配器（Electric Adapter）和光能適配器（Optical Adapter）去適配這兩種發(fā)動(dòng)機(jī)。

我們把客戶端想訪問的新能源發(fā)動(dòng)機(jī)的適配器的名稱放在 XML 配置文件中（點(diǎn)此下載 XML 文件），客戶端可以通過對(duì)象生成器類 ReadXML 去讀取。這樣，客戶端就可以通過 Motor 接口隨便使用任意一種新能源發(fā)動(dòng)機(jī)去驅(qū)動(dòng)汽車，圖 3 所示是其結(jié)構(gòu)圖。

發(fā)動(dòng)機(jī)適配器的結(jié)構(gòu)圖

? 圖3 發(fā)動(dòng)機(jī)適配器的結(jié)構(gòu)圖

程序代碼如下：

package adapter;
//目標(biāo)：發(fā)動(dòng)機(jī)
interface Motor
{
    public void drive();
}
//適配者1：電能發(fā)動(dòng)機(jī)
class ElectricMotor
{
    public void electricDrive()
    {
        System.out.println("電能發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車！");
    }
}
//適配者2：光能發(fā)動(dòng)機(jī)
class OpticalMotor
{
    public void opticalDrive()
    {
        System.out.println("光能發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車！");
    }
}
//電能適配器
class ElectricAdapter implements Motor
{
    private ElectricMotor emotor;
    public ElectricAdapter()
    {
        emotor=new ElectricMotor();
    }
    public void drive()
    {
        emotor.electricDrive();
    }
}
//光能適配器
class OpticalAdapter implements Motor
{
    private OpticalMotor omotor;
    public OpticalAdapter()
    {
        omotor=new OpticalMotor();
    }
    public void drive()
    {
        omotor.opticalDrive();
    }
}
//客戶端代碼
public class MotorAdapterTest
{
    public static void main(String[] args)
    {
        System.out.println("適配器模式測(cè)試：");
        Motor motor=(Motor)ReadXML.getObject();
        motor.drive();
    }
}

程序的運(yùn)行結(jié)果如下：

適配器模式測(cè)試：
電能發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車！

注意：如果將配置文件中的 ElectricAdapter 改為 OpticalAdapter，則運(yùn)行結(jié)果如下：

適配器模式測(cè)試：
光能發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車！

模式的應(yīng)用場(chǎng)景

適配器模式（Adapter）通常適用于以下場(chǎng)景。

• 以前開發(fā)的系統(tǒng)存在滿足新系統(tǒng)功能需求的類，但其接口同新系統(tǒng)的接口不一致。
• 使用第三方提供的組件，但組件接口定義和自己要求的接口定義不同。

模式的擴(kuò)展

適配器模式（Adapter）可擴(kuò)展為雙向適配器模式，雙向適配器類既可以把適配者接口轉(zhuǎn)換成目標(biāo)接口，也可以把目標(biāo)接口轉(zhuǎn)換成適配者接口，其結(jié)構(gòu)圖如圖 4 所示。

雙向適配器模式的結(jié)構(gòu)圖

圖4 雙向適配器模式的結(jié)構(gòu)圖

程序代碼如下：

package adapter;
//目標(biāo)接口
interface TwoWayTarget
{
    public void request();
}
//適配者接口
interface TwoWayAdaptee
{
    public void specificRequest();
}
//目標(biāo)實(shí)現(xiàn)
class TargetRealize implements TwoWayTarget
{
    public void request()
    {       
        System.out.println("目標(biāo)代碼被調(diào)用！");
    }
}
//適配者實(shí)現(xiàn)
class AdapteeRealize implements TwoWayAdaptee
{
    public void specificRequest()
    {       
        System.out.println("適配者代碼被調(diào)用！");
    }
}
//雙向適配器
class TwoWayAdapter  implements TwoWayTarget,TwoWayAdaptee
{
    private TwoWayTarget target;
    private TwoWayAdaptee adaptee;
    public TwoWayAdapter(TwoWayTarget target)
    {
        this.target=target;
    }
    public TwoWayAdapter(TwoWayAdaptee adaptee)
    {
        this.adaptee=adaptee;
    }
    public void request()
    {
        adaptee.specificRequest();
    }
    public void specificRequest()
    {       
        target.request();
    }
}
//客戶端代碼
public class TwoWayAdapterTest
{
    public static void main(String[] args)
    {
        System.out.println("目標(biāo)通過雙向適配器訪問適配者：");
        TwoWayAdaptee adaptee=new AdapteeRealize();
        TwoWayTarget target=new TwoWayAdapter(adaptee);
        target.request();
        System.out.println("-------------------");
        System.out.println("適配者通過雙向適配器訪問目標(biāo)：");
        target=new TargetRealize();
        adaptee=new TwoWayAdapter(target);
        adaptee.specificRequest();
    }
}

程序的運(yùn)行結(jié)果如下：

目標(biāo)通過雙向適配器訪問適配者：
適配者代碼被調(diào)用！
-------------------
適配者通過雙向適配器訪問目標(biāo)：
目標(biāo)代碼被調(diào)用！