图解设计模式（2）Adapter 模式——加个“适配器”以便于复用

桃扇骨 2023-01-16 14:26 109阅读 0赞

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## 1、Adapter 模式 ##

适配器的角色  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDA5NjM1Mw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

在程序世界中，经常会存在现有的程序无法直接使用，需要做适当的变换之后才能使用的情况。这种用于填补“现有的程序”和“所需的程序”之间差异的设计模式就是 Adapter 模式。

Adapter 模式也被称为 Wrapper 模式。Wrapper 有“包装器”的意思，就像用精美的包装纸将普通商品包装成礼物那样，替我们把某样东西包起来，使其能够用于其他用途的东西就被称为“包装器”或是“适配器”。

Adapter 模式有以下两种。

*  **类适配器模式（使用继承的适配器）**
 *  **对象适配器模式（使用委托的适配器）**

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## 2.2 示例程序（1）（使用继承的适配器） ##

首先，让我们来看一段使用继承的适配器的示例程序。这里的示例程序是一段会将输入的字符串显示为 (Hello) 或是 \* Hello \* 的简单程序。

目前在 Banner 类中，有将字符串用括号括起来的 showWithParen 方法，和将字符串用 \* 号括起来的 showWithAster 方法。我们假设这个 Banner 类是类似前文中的“交流 100 伏特电压”的“实际情况”。

假设 Print 接口中声明了两种方法，即弱化字符串显示（加括号）的 printWeak（weak 有弱化的意思）方法，和强调字符串显示（加 \* 号）的 printStrong（strong 有强化的意思）方法。我们假设这个接口是类似于前文中的“直流 12 伏特电压”的“需求”。

现在要做的事情是使用 Banner 类编写一个实现了 Print 接口的类，也就是说要做一个将“交流 100 伏特电压”转换成“直流 12 伏特电压”的适配器。

扮演适配器角色的是 PrintBanner 类。该类继承了 Banner 类并实现了“需求”——Print 接口。PrintBanner 类使用 showWithParen 方法实现了 printWeak，使用 showWithAster 方法实现了 printStrong。这样，PrintBanner 类就具有适配器的功能了。

电源的比喻和示例程序的对应关系：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th></th> 
   <th>电源的比喻</th> 
   <th>示例程序</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>实际情况</td> 
   <td>交流100伏特</td> 
   <td>Banner 类（showWithParen、showWithAster）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>变换装置</td> 
   <td>适配器</td> 
   <td>PrintBanner 类</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>需求</td> 
   <td>直流12伏特</td> 
   <td>Print 接口（printWeak、printStrong）</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

使用了“类适配器模式”的示例程序的类图（使用继承）：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDA5NjM1Mw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]  
**代码实现：**

**Banner 类：**

public class Banner { 
        private String string;
        public Banner(String string) { 
            this.string = string;
        }
        public void showWithParen() { 
            System.out.println("(" + string + ")");
        }
        public void showWithAster() { 
            System.out.println("*" + string + "*");
        }
    }

**Print 接口**

public interface Print { 
        public abstract void printWeak();
        public abstract void printStrong();
    }

**PrintBanner 类**

public class PrintBanner extends Banner implements Print { 
        public PrintBanner(String string) { 
            super(string);
        }
        public void printWeak() { 
            showWithParen();
        }
        public void printStrong() { 
            showWithAster();
        }
    }

PrintBanner 类扮演适配器的角色。它继承了 Banner 类，继承了 showWithParen 方法和 showWithAster 方法。同时，它又实现了 Print 接口，实现了 printWeak 方法和 printStrong 方法。

**Main 类**

public class Main { 
        public static void main(String[] args) { 
            Print p = new PrintBanner("Hello");
            p.printWeak();
            p.printStrong();
        }
    }

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## 2.3 示例程序（2）（使用委托的示例程序） ##

之前的示例程序展示了类适配器模式。下面我们再来看看对象适配器模式。在之前的示例程序中，我们使用“继承”实现适配，而这次我们要使用“委托”来实现适配。

Main 类和 Banner 类与示例程序（1）中的内容完全相同，不过这里我们假设 Print 不是接口而是类（代码清单 2-5）。

也就是说，我们打算利用 Banner 类实现一个类，该类的方法和 Print 类的方法相同。由于在 Java 中无法同时继承两个类（只能是单一继承），因此我们无法将 PrintBanner 类分别定义为 Print 类和 Banner 类的子类。

PrintBanner 类（代码清单 2-6）的 banner 字段中保存了 Banner 类的实例。该实例是在 PrintBanner 类的构造函数中生成的。然后，printWeak 方法和 printStrong 方法会通过 banner 字段调用 Banner 类的 showWithParen 和 showWithAster 方法。

与之前的示例代码中调用了从父类中继承的 showWithParen 方法和 showWithAster 方法不同，这次我们通过字段来调用这两个方法。

这样就形成了一种委托关系（图 2-4）。当 PrintBanner 类的 printWeak 被调用的时候，并不是 PrintBanner 类自己进行处理，而是将处理交给了其他实例（Banner 类的实例）的 showWithParen 方法。

使用了“对象适配器模式”的示例程序的类图（使用委托）:  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDA5NjM1Mw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]  
**2-5　Print 类**

public abstract class Print { 
        public abstract void printWeak();
        public abstract void printStrong();
    }

**2-6 PrintBanner 类**

public class PrintBanner extends Print { 
        private Banner banner;
        public PrintBanner(String string) { 
            this.banner = new Banner(string);
        }
        public void printWeak() { 
            banner.showWithParen();
        }
        public void printStrong() { 
            banner.showWithAster();
        }
    }

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## 2.4 Adapter 模式中的登场角色 ##

*  **Target（对象）**

> 该角色负责定义所需的方法。以本章开头的例子来说，即让笔记本电脑正常工作所需的直流 12 伏特电源。在示例程序中，由 Print 接口（使用继承时）和 Print 类（使用委托时）扮演此角色。

*  **Client（请求者）**

> 该角色负责使用 Target 角色所定义的方法进行具体处理。以本章开头的例子来说，即直流 12 伏特电源所驱动的笔记本电脑。在示例程序中，由 Main 类扮演此角色。

*  **Adaptee（被适配）**

> 注意不是 Adapt-er（适配）角色，而是 Adapt-ee（被适配）角色。Adaptee 是一个持有既定方法的角色。以本章开头的例子来说，即交流 100 伏特电源。在示例程序中，由 Banner 类扮演此角色。
> 
> 如果 Adaptee 角色中的方法与 Target 角色的方法相同（也就是说家庭使用的电压就是 12 伏特直流电压），就不需要接下来的 Adapter 角色了。

*  **Adapter（适配）**

> Adapter 模式的主人公。使用 Adaptee 角色的方法来满足 Target 角色的需求，这是 Adapter 模式的目的，也是 Adapter 角色的作用。以本章开头的例子来说，Adapter 角色就是将交流 100 伏特电压转换为直流 12 伏特电压的适配器。在示例程序中，由 PrintBanner 类扮演这个角色。  
> 在类适配器模式中，Adapter 角色通过继承来使用 Adaptee 角色，而在对象适配器模式中，Adapter 角色通过委托来使用 Adaptee 角色。

类适配器模式的类图（使用继承）  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDA5NjM1Mw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 3]  
　对象适配器模式的类图（使用委托）  
　![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDA5NjM1Mw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 4]

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## 2.5 拓展思路的要点 ##

什么时候使用 Adapter 模式？

一定会有读者认为“如果某个方法就是我们所需要的方法，那么直接在程序中使用不就可以了吗？为什么还要考虑使用 Adapter 模式呢？”那么，究竟应当在什么时候使用 Adapter 模式呢？

很多时候，我们并非从零开始编程，经常会用到现有的类。特别是当现有的类已经被充分测试过了，Bug 很少，而且已经被用于其他软件之中时，我们更愿意将这些类作为组件重复利用。

Adapter 模式会对现有的类进行适配，生成新的类。通过该模式可以很方便地创建我们需要的方法群。当出现 Bug 时，由于我们很明确地知道 Bug 不在现有的类（Adaptee 角色）中，所以只需调查扮演 Adapter 角色的类即可。这样一来，代码问题的排查就会变得非常简单。

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