我们生活中很熟悉的转换插头,因为全球有几种不同的插座接口标准,国内使用的插头不一定适用于国外一些国家的插座,这时候,就需要用到转换插头了。我手中的这个就是德标转国标的。
你看,这不就类似我们设计模式中的适配器模式嘛?
文字描述不容易理解没关系,通过下图,应该会有一个更直观的认识。
需求总是会不断地变化,现在我们需要从旧厂商类切换到新厂商类,由于现有的系统与新厂商类彼此不兼容,修改某一个类以兼容另外一个类,都不是件轻松的事。这时候,就需要适配器模式来“救场”了。你看,只需要增加一个适配器的代码,就可以了,很轻松。
有了直观的认识之后,我们就来好好地认识一下适配器模式。
Target目标角色:该角色定义把其他类转换为何种接口,也就是我们的期望接口。
Adaptee源角色:你想把谁转换成目标角色,这个“谁”就是源角色,它是已经存在的,运行良好的类或对象,经过适配器角色的包装,它会成为一个崭新的角色。
Adapter适配器角色:适配器模式的核心角色,其他两个角色都是已经存在的角色,而适配器角色是需要新建立的,它的职责非常简单:就是把源角色转换为目标角色。
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
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。
Adaptee:小明进入NBA了,但是他只会用中文沟通,
1 // 已存在的,但是不符合我们既有的标准接口的类 2 public class XiaoMing { 3 private int Num; 4 private String name; 5 6 // 只会用中文沟通 7 public void Chinese() { 8 System.out.println("用中文沟通"); 9 } 10 }
Target:但是球队教练是法国人,只会法语和英语,不用用中文。
1 // 目标接口,或称为标准接口 2 public interface Coach { 3 void English(); 4 void French(); 5 }
Adapter:球队给小明安排了一位翻译。
1 // 适配器类:继承了被适配类,同时实现了标准接口 2 public class Interpreter extends XiaoMing implements Coach { 3 4 @Override 5 public void English() { 6 // 和球员小明用中文沟通 7 super.Chinese(); 8 System.out.println("和教练用英语沟通"); 9 } 10 11 @Override 12 public void French() { 13 // 和球员小明用中文沟通 14 super.Chinese(); 15 System.out.println("和教练用法语沟通"); 16 } 17 }
客户端
1 public class Demo { 2 public static void main(String[] args) { 3 Coach interpreter = new Interpreter(); 4 5 // 翻译是双方沟通的桥梁 6 interpreter.Chinese(); 7 interpreter.English(); 8 interpreter.French(); 9 } 10 }
但是,由于Java中不支持多继承,所以这个适配器(翻译)只能服务于所继承的被适配者(小明)。如果球队里有很多不会讲英语和法语的球员,每个球员都安排一位翻译的话,那成本就会很大,那有什么办法解决呢?
这个对象适配器就派上用场了。
对象适配
对象适配器的重点在于对象,是通过在直接组合Adaptee类来实现的,而不需要继承被适配的类。而是通过在适配器的构造函数中将需要被适配的类传递进来,从而进行适配。
Adapter代码如下,Target和Adaptee的代码同上。
1 public class Interpreter implements Coach { 2 // 与类适配器不同的是,对象适配器可以适配多个源到目标 3 private Xiaoming xiaoming; 4 // 比如,还可以组合其他Adaptee 5 // private Tony tony; // 讲俄语 6 7 // 在构造函数中将Adaptee类Xiaoming传递进来 8 public Interpreter(Xiaoming xiaoming) { 9 this.xiaoming = xiaoming; 10 } 11 12 // 实现接口中的方法 13 @Override 14 public void English() { 15 // 和球员小明用中文沟通 16 this.xiaoming.Chinese(); 17 // 和教练用英语沟通 18 System.out.println("用英语沟通"); 19 } 20 21 @Override 22 public void French() { 23 // 和球员小明用中文沟通 24 this.xiaoming.Chinese(); 25 // 和教练用法语沟通 26 System.out.println("用法语沟通"); 27 } 28 }
客户端
1 public class Demo { 2 public static void main(String[] args) { 3 Coach interpreter = new Interpreter(new XiaoMing()); 4 5 interpreter.English(); 6 interpreter.French(); 7 } 8 }
两种方式应该如何选择?
判断的标准主要有两个,一个是Adaptee接口的个数,另一个是Adaptee和Target的契合程度。
如果Adaptee接口并不多,那两种实现方式是都可以;
如果Adaptee接口很多,而且Adaptee和Target接口定义大部分都相同,那我们推荐使用类适配器,因为Adapter复用父类Adaptee的接口,比起对象适配器的实现方式,Adapter的代码量要少一些。
如果Adaptee接口很多,而且Adaptee和Target接口定义大部分都不相同,那我们推荐使用对象适配器,因为组合结构相对于继承更加灵活。
适配器模式的优点
适配器模式可以让两个没有关系的类在一起运行,只要适配器这个角色能够搞定他们就可以。
增加了类的透明性
想想看,我们访问的Target目标角色,但是具体的实现都委托给了源角色,而这些对高层次模块是透明的,也是它不需要关心的。
提高了类的复用度
源角色在原有的系统中还是可以正常使用的,而在目标角色中也可以充当新的演员。
灵活性非常好
如果突然不想要适配器,没有问题,删除掉这个适配器就可以了,其他的代码都不用修改,基本上就类似一个灵活的构件,想用就用,不用就卸载。
适配器模式的缺点
对于类适配器来说,由于Java、C#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,而且目标抽象类只能为接口,不能为类,其使用有一定的局限性,不能将一个适配者类和它的子类同时适配到目标接口。
对于对象适配器来说,与类适配器模式相比,要想置换适配者类的方法就不容易。
过多地使用适配器,会让系统非常凌乱,不容易整体进行把握。
比如,明明看到调用的是A接口,其实内部被适配成了B接口来实现,一个系统如果出现太多这种情况,无异于一场灾难。
适配器模式的应用场景
一般来说,适配器模式可以看作是一种“补偿模式”,用来补救设计上的缺陷。应用这种模式算是“无奈之举”。如果在设计初期,就能协调规避接口不兼容的问题,那么,适配器模式就没有应用的机会了。
封装有缺陷的接口设计
如果我们依赖的外部系统在接口设计方面有缺陷(比如包含大量静态方法),引入之后会影响到我们自身代码的可测试性。为了隔离设计上的缺陷,我们希望对外部系统提供的接口进行二次封装,抽象出更好的接口设计,这个时候就可以使用适配器模式了。
统一多个类的接口设计
某个功能的实现依赖多个外部系统(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,然后我们就可以使用多态的特性来复用代码逻辑。
替换依赖的外部系统
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。
兼容老版本接口
在做版本升级的时候,对于一些要废弃的接口,我们不直接将其删除,而是暂时保留,并且标注为deprecated,并将内部实现逻辑委托为新的接口实现。这样做的好处是,让使用它的项目有个过渡期,而不是强制进行代码修改。这也可以粗略地看做适配器模式的一个应用场景。
适配不同格式的数据
适配器模式主要用于接口的适配,实际上,它还可以用在不同格式的数据之间的适配。比如,把从不同征信系统拉取的不同格式的征信数据,统一为相同的格式,以方便存储和使用。再比如,Java中的Arrays.asList()也可以看作一种数据适配器,将数据类型的数据转化为集合容器类型。
总结
适配器模式主要应用于希望复用一些现存的类,但是接口又与复用环境要求不一致的情况。
参考
《设计模式之禅》
极客时间专栏《设计模式之美》
《Head First 设计模式》