软件设计模式 | 结构型之适配器模式（类适配器与对象适配器）

女爷i 2023-10-11 15:14 42阅读 0赞

#### 目录 ####

*   *  一、 模式介绍
     *  二、模式结构
     *   *  2.1 类适配器
         *  2.2 对象适配器
         *  2.3 区别
     *  三、模式实现
     *   *  3.1 类适配器实现
         *  3.2 对象适配器实现
     *  四、 模式优缺点
     *  五、模式总结

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### 一、 模式介绍 ###

适配器模式（Adapter Pattern）是作为两个不兼容的接口之间的桥梁。这种类型的设计模式属于结构型模式，它结合了两个独立接口的功能，使得原本由于接口不兼容而不能在一起工作的类可以在一起工作。

这种模式涉及到一个单一的类，该类负责加入独立的或不兼容的接口功能。举个真实的例子，读卡器是作为内存卡和笔记本之间的适配器。您将内存卡插入读卡器，再将读卡器插入笔记本，这样就可以通过笔记本来读取内存卡。

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### 二、模式结构 ###

模式结构应从 **类适配器** 与 **对象适配器** 进行区分：

#### 2.1 类适配器 ####

Adapter 类继承Adaptee （被适配类），同时实现Target 接口（因为 Java 不支持多继承，所以只能通过接口的方法来实现多继承），在 Client 类中我们可以根据需要选择并创建任一种符合需求的子类，来实现具体功能。模板类图如下：  
![在这里插入图片描述][20210104153231915.png_pic_center]  
**适配器模式主要包含如下几个角色：**

**1. Target（目标抽象类）：** 目标抽象类定义客户所需接口，可以是一个抽象类或接口，也可以是具体类。

**2. Adapter（适配器类）：** 适配器可以调用另一个接口，作为一个转换器，对 Adaptee 和 Target 进行适配，适配器类是适配器模式的核心，在对象适配器中，它通过实现 Target 并继承一个 Adaptee 对象使二者产生联系。

**3. Adaptee（适配者类）：** 适配者即被适配的角色，它定义了一个已经存在的接口，这个接口需要适配，适配者类一般是一个具体类，包含了客户希望使用的业务方法，在某些情况下可能没有适配者类的源代码。

**代码如下：**

// 目标接口，或称为标准接口
    interface Target {
        
        public void request();
    }
    
    // 已存在的、具有特殊功能、但不符合我们既有的标准接口的类
    class Adaptee {
        
        public void specificRequest() {
        
            System.out.println("被适配类 具有特殊功能...");
        }
    }
    
    // 适配器类，继承了被适配类，同时实现标准接口
    class Adapter extends Adaptee implements Target{
        
        public void request() {
        
            super.specificRequest();
        }
    }
    
    // 测试类
    public class Client {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            Target adapter = new Adapter();
            adapter.request();
        }
    }

**运行结果：**  
被适配类 具有特殊功能…

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#### 2.2 对象适配器 ####

不使用多继承或继承的方式，而是使用直接关联，或者称为委托的方式。  
![在这里插入图片描述][2021010420234997.png_pic_center]  
  适配器模式主要包含如角色与类适配器的角色一样，只是在 Adapter(适配器类) 中是实现 Target 并直接关联一个 Adaptee 对象使二者产生联系。

**代码如下：**

// 目标接口，或称为标准接口
    interface Target {
        
        public void request();
    }
    
    // 已存在的、具有特殊功能、但不符合我们既有的标准接口的类
    class Adaptee {
        
        public void specificRequest() {
        
            System.out.println("被适配类 具有特殊功能...");
        }
    }
    
    // 适配器类，直接关联被适配类，同时实现标准接口
    class Adapter implements Target {
        
        private Adaptee adaptee;// 直接关联被适配类
        
        public Adapter (Adaptee adaptee) {
        // 可以通过构造函数传入具体需要适配的被适配类对象
            this.adaptee = adaptee;
        }
    
        public void request() {
        
            this.adaptee.specificRequest();// 这里是使用委托的方式完成特殊功能
        }
    }
    
    // 测试类
    public class Client {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            Target adapter = new Adapter(new Adaptee());// 需要先创建一个被适配类的对象作为参数
            adapter.request();
        }
    }

**运行结果：**  
被适配类 具有特殊功能…

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#### 2.3 区别 ####

**类适配器的重点在于类**，是通过构造一个继承Adaptee类来实现适配器的功能；  
  **对象适配器的重点在于对象**，是通过在直接包含Adaptee类来实现的，当需要调用特殊功能的时候直接使用Adapter中包含的那个Adaptee对象来调用特殊功能的方法即可。

[类适配器与对象适配器的区别参考博客：https://blog.csdn.net/qq\_36982160/article/details/79965027][https_blog.csdn.net_qq_36982160_article_details_79965027]

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### 三、模式实现 ###

使用适配器模式设计一个仿生机器人：要求机器人可以模拟各种动物行为，在机器人中定义了一系列方法，如机器人发声方法talk(),机器人移动方法move()等。如果希望在不改变已有Bird类代码的基础上，使得机器人能够像鸟一样喳喳叫cry(),像鸟一样自由飞翔fly()，使用适配器模式进行系统设计。绘制类图并编程模拟实现。

接下来分别以类适配器与对象适配器实现本道例题：

#### 3.1 类适配器实现 ####

**类图如下：**  
![在这里插入图片描述][20210104162507106.png_pic_center]  
**代码如下：**

**Robot : 机器人目标类**

public interface Robot {
        
        public void talk();
        public void move();
    }

**Bird : 鸟类被适配的类，即适配者类**

public class Bird {
        
        public void cry(){
        
            System.out.println("鸟叫");
        }
        public void fly(){
        
            System.out.println("鸟飞");
        }
    }

**Adapter : 适配器类**

public class Adapter extends Bird implements Robot {
        
        @Override
        public void talk() {
        
            System.out.print("仿生机器人：");
            cry();
        }
        @Override
        public void move() {
        
            System.out.print("仿生机器人：");
            fly();
        }
    }

**演示：客户端代码**

public class Client {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            Robot robot = new Adapter();
            robot.talk();
            robot.move();
        }
    }

**运行结果：**

仿生机器人：鸟叫  
仿生机器人：鸟飞

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#### 3.2 对象适配器实现 ####

**类图如下：**  
![在这里插入图片描述][20210104163239417.png_pic_center]  
**代码只在 Adapter 做区分，其他部分都是一样的：**

public class Adapter implements Robot {
        
        private Bird bird;
        public Adapter(Bird bird){
        
            this.bird = bird;
        }
    
        @Override
        public void talk() {
        
            System.out.print("仿生机器人：");
            bird.cry();
        }
        @Override
        public void move() {
        
            System.out.print("仿生机器人：");
            bird.fly();
        }
    }

**演示：客户端代码**

public class Client {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            Robot robot = new Adapter(new Bird());
            robot.talk();
            robot.move();
        }
    }

**运行结果：**

仿生机器人：鸟叫  
仿生机器人：鸟飞

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### 四、 模式优缺点 ###

**优点：**

1.  复用性：系统需要使用已经存在的类，功能符合系统要求，但这个类的接口不符合系统的需求，通过适配器模式解决不兼容的问题，使这些功能类得到复用。
2.  扩展性：适配器使得系统多了一个方式扩展系统的功能
3.  耦合性：一定程度上的解耦

**缺点：**  
 过多地使用适配器，增加系统理解难度。

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### 五、模式总结 ###

本文主要介绍了适配器模式的工作原理，以及二种适配器模式结构的区别和相应例题，本质为将现有的不兼容的接口转换为需要的接口。  
 类适配器模式，以继承现有类的方式转换。  
 对象适配器模式，以关联现有类实例其对象的方式转换。

[20210104153231915.png_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/20210104153231915.png?#pic_center
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[https_blog.csdn.net_qq_36982160_article_details_79965027]: https://blog.csdn.net/qq_36982160/article/details/79965027
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