一文搞懂设计模式—适配器模式

使用场景

适配器模式在以下情况下特别有用：

• 当你想使用一个已经存在的类，但其接口与你的需求不匹配时。
• 当你想创建一个可复用的类，该类与其他不相关的类或不可预见的类进行交互。
• 当我们有动机地修改一个正常运行的系统的接口，这时应该考虑使用适配器模式。

实现方式

适配器模式的实现通常涉及三个角色：目标接口、适配器和被适配者。

• 目标接口：定义了客户端需要使用的方法，是客户端期望的接口。
• 适配器：实现了目标接口，并包含一个对被适配者的引用。通过对被适配者的调用来完成客户端请求。
• 被适配者：已经存在的类或接口，与目标接口不兼容。

在 Java 中，一个常见的使用适配器模式的例子是InputStreamReader类。该类是Java I/O库中用于将字节流（InputStream）适配成字符流（Reader）的适配器。

FileInputStream fis = new FileInputStream("hello world");
InputStreamReader adapter = new InputStreamReader(fis);
BufferedReader bfr = new BufferedReader(adapter);

在这个示例中，客户需要使用BufferedReader来读取文件字符流。然而，现有的接口只能提供字节流，例如FileInputStream。为了满足客户的需求，我们需要对现有的接口进行适配。

InputStreamReader充当了适配器的角色。它持有一个FileInputStream对象，并通过适配将其转换为所需的字符流接口。可以将InputStreamReader视为适配器模式的具体实现之一。

通过使用适配器模式，我们成功地将字节流接口适配成了字符流接口，使得BufferedReader能够以字符方式读取文件内容，从而满足了客户的需求。

适配器模式有两种比较常见的实现方式：

• 类适配器模式（使用继承）
• 对象适配器模式（使用组合）

类适配器实现

类适配器通过继承来实现适配器功能

// 目标接口
public interface Target {
    void request();
}

// 被适配者
public class Adaptee {
    public void specificRequest() {
        System.out.println("Adaptee: specificRequest");
    }
}

// 适配器
public class Adapter extends Adaptee implements Target {
    
    @Override
    public void request() {
        super.specificRequest();
    }
}

// 客户端代码
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Adaptee adaptee = new Adaptee();
        Target target = new Adapter(adaptee);
        target.request(); // 通过适配器调用被适配者方法
    }
}

对象适配器实现

对象适配器通过组合来实现适配器功能

以下是一个简单的示例代码：

// 目标接口
public interface Target {
    void request();
}

// 被适配者
public class Adaptee {
    public void specificRequest() {
        System.out.println("Adaptee: specificRequest");
    }
}

// 适配器
public class Adapter implements Target {
    private Adaptee adaptee;

    public Adapter(Adaptee adaptee) {
        this.adaptee = adaptee;
    }

    @Override
    public void request() {
        adaptee.specificRequest();
    }
}

// 客户端代码
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Adaptee adaptee = new Adaptee();
        Target target = new Adapter(adaptee);
        target.request(); // 通过适配器调用被适配者方法
    }
}

对象适配器和类适配器的区别是：类适配器是类间继承，对象适配器是对象的合成关系，也可以说是类的关联关系，这是两者的根本区别。

一般而言，由于对象适配器是通过类间的关联关系进行耦合的，因此在设计时就可以做到比较灵活，可以适配不同的被适配类，并且允许动态替换被适配对象。另外，对象适配器不受被适配类的限制。

类适配器通过继承现有接口类并实现目标接口，这样的话会使得现有接口类完全对适配器暴露，使得适配器具有现有接口类的全部功能，破坏了封装性，会引入一些设计上的限制。此外从逻辑上来说，这也是不符合常理的，适配器要做的是扩展现有接口类的功能而不是替代，类适配器只有在特定条件下会被使用。

对象适配器持有现有接口类一个实例，并扩展其功能，实现目标接口。这是推荐的方式，优先采用组合而不是继承，会使得代码更利于维护。

优缺点

优点：

• 透明性：适配器模式可以使客户端对目标类和适配者类的使用变得透明。客户端只需要与目标接口进行交互，无需了解适配者类的内部实现细节。
• 重用性：通过适配器模式，可以复用已经存在的可复用类。适配器将这些类适配到目标接口中，使得它们可以在新的环境下被重用。
• 灵活性：适配器模式可以动态地适配不同的适配者类，从而满足不同的客户端需求。适配器模式允许在运行时更改适配器，以适应不同的情况和要求。

缺点：

• 过多的适配器类：如果系统中存在大量的适配器类，会让系统非常零乱，不易整体进行把握，可能会导致代码结构的复杂性增加。
• 可能引入额外的复杂性：适配器模式可能会导致系统中增加额外的类和对象，从而增加系统的复杂性。

总结

适配器模式通过将不兼容的接口转换为可协同工作的形式，实现了不同类之间的互操作。它可以提高代码的复用性和灵活性。但在使用过程中需要注意选择合适的适配器类型，并确保适配器能够正确地转换接口。