把书读薄 | 《设计模式之美》设计模式与范式(结构型-适配器模式)

0x0、引言

?周末戒游失败,王者新赛季,?沉迷云缨,啃节《设计模式之美》压压精,本文对应设计模式与范式:结构型(51),适配器模式 (Adapter Pattern)。

了解定义,适用场景、类适配器和对象适配器就差不多了~

Tips:二手知识加工难免有所纰漏,感兴趣有时间的可自行查阅原文,谢谢。


0x1、定义

适配器,很好理解,比如手边的电脑电源适配器,它的作用就是将 220V的家用交流电 转换成 20V的直流电,又比如苹果笔记本电脑,只有 雷电接口,如果想用 USB接口的键鼠/网线,需要一个 扩展坞/转接头

将不兼容的接口转换为可兼容的接口,让原本由于接口不兼容而不能在一起工作的类可以一起工作,这就是适配器模式。

简单点说:

两个彼此间没有太大关联的类,想要交互完成某些事情,如果直接去改各自的接口,就显得有些繁琐了。可以加个 中间类,用它来协调两个类间的关系,完成相关业务。

适用场景

  • 封装有缺陷的接口设计 (如依赖的外部系统在接口设计方面有缺陷,隔离缺陷,对接口进行二次封装);
  • 统一多个类的接口设计 (某功能的实现依赖多个外部系统,接口适配为统一的接口定义,多态复用);
  • 替换依赖的外部系统
  • 兼容老版本接口 (要废弃的接口不直接删除,暂时保留标注为的deprecated,并将内部实现逻辑委托为新接口实现);
  • 适配不同格式的数据; (如Java中的Arrays.asList()将数组类型数据转换为集合类型);
  • 不同接口协议转换

0x2、类适配器

根据适配器类与适配器类的关系不同,分为 类适配器对象适配器 两种,前者使用 继承 关系 实现,后者使用 组合 关系实现。

写个简单的翻译转换例子~

// 需要适配的接口
public class English {
    void speakEnglish(String talk) {
        System.out.println("【英语】" + talk);
    }
}

// 目标接口
interface Chinese {
    void speakChinese(String talk);
}

// 适配器角色
public class ClassTranslator extends English implements Chinese {
    @Override
    public void speakChinese(String talk) {
        // 可调用父类方法或直接进行重写
        super.speakEnglish(talk);
        System.out.println("假装请求了翻译接口,输出翻译结果:【中文】玛卡巴卡");
    }
}

// 测试用例
public class AdapterTest {
    public static void main(String[] args) {
        Chinese translator = new ClassTranslator();
        translator.speakChinese("Ma ka ba ka");
    }
}
复制代码

运行输出结果如下

UML类图如下

角色如下:

  • Target (目标接口) → 客户所期待的接口,目标是接口;
  • Adaptee (需要适配的类) → 又称适配者类;
  • Adapter (适配器) → 并继承适配者类,实现目标接口,按需重写、调用方法;

0x3、对象适配器

还是上面的例子,改用对象适配器写一波,直接新建一个对象适配器类:

public class ObjectAdapter implements Chinese {
    private English english;

    public ObjectAdapter(English english) {
        this.english = english;
    }

    @Override
    public void speakChinese(String talk) {
        english.speakEnglish(talk);
        System.out.println("假装请求了翻译接口,输出翻译结果:【中文】玛卡巴卡");
    }
}

// 测试用例
public static void main(String[] args) {
    Chinese translator = new ObjectAdapter(new English());
    translator.speakChinese("Ma ka ba ka");
}
复制代码

运行输出结果同上,从代码不难看出两者的区别:

对象适配器支持传入被适配器对象,可以灵活地做到多种被适配接口的适配,而类适配器直接继承,无法动态修改(Java不支持多继承),所以对象适配器平时用得多一些。

UML类图如下

角色如下:

  • Target (目标接口) → 客户所期待的接口,可以是具体或抽象的类,也可以是接口;
  • Adaptee (需要适配的类) → 又称适配者类;
  • Adapter (适配器) → 包装一个需要适配的对象,把原接口转换成目标接口;

0x4、单接口适配器模式

又称 缺省适配器模式,就是目标接口有多个方法,用一个抽象类实现接口,重写每个方法提供默认实现(空方法),子类按需重写父类方法。

比如上面的例子,中文也有很多类型啊,普通话、广州话、潮汕话、客家话、上海话等,但现在只需要转成普通话:

interface ChineseTarget {
    void speakChinese(String talk); // 普通话
    void speakCantonese(String talk);   // 广州话
    void speakChiuchow(String talk);    // 潮汕话
    void speakHakka(String talk);   // 客家话
}

public abstract class BaseAdapter implements ChineseTarget {
    @Override public void speakChinese(String talk) { }
    @Override public void speakCantonese(String talk) { }
    @Override public void speakChiuchow(String talk) { }
    @Override public void speakHakka(String talk) { }
}

public class CantoneseTranslator extends BaseAdapter {
    private English english;

    public CantoneseTranslator(English english) { this.english = english; }

    @Override public void speakCantonese(String talk) {
        english.speakEnglish(talk);
        System.out.println("假装请求了翻译接口,输出翻译结果:【广州话】玛卡巴卡");
    }
}

// 测试用例
public static void main(String[] args) {
    BaseAdapter translator = new CantoneseTranslator(new English());
    translator.speakCantonese("Ma ka ba ka");
}
复制代码

运行输出结果如下:

最后说下适配器模式的有优缺点,先是优点

  • 目标类与适配者类解耦,引用适配器类来重用现有待适配者类,无需修改原有结构;
  • 增加了类的透明性和复用性,将具体业务实现封装在适配器类中,适配者类改动只影响适配器类;
  • 灵活性和扩展性非常好,可以方便地替换适配器类,可将多个不同的适配者类和子类匹配到同一个目标类上;
  • 符合开闭(OCP)原则和里氏替换原则(LSP);

缺点

  • 过度嵌套会导致接口臃肿,一个目标类功能下先,会影响整条适配链;
  • 目标接口依赖太多适配接口,修改目标接口会导致所有适配接口都要定制修改;
  • Java中,类适配器目标抽象类只能为接口,且适配者类不能为最终类(final,不能继承);

0x4、加餐:四种结构性设计模式对比

这四种模式的代码结构非常相似,笼统地来说,它们都可以称为 Wrapper模式,即通过Wrapper类二次封装原始类。但它们的用意完全不同(解决的问题、应用场景),下面简单地说下区别。

  • 代理模式:不改变原始类接口条件下,为其定义一个代理类,主要目的是控制访问,而非加强,与装饰器模式最大的不同。
  • 桥接模式:解决类继承因广度引起的类爆炸问题,将接口部分与实现部分分离,从而使得它们可以较为容易、相对独立的变化。
  • 装饰器模式:解决类继承因深度引起的类爆炸问题,在不改变原始类接口的情况下,进行功能增强,且支持多个装饰器嵌套使用。
  • 适配器模式:一种事后补救策略,实现不同接口功能间的转换。

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THE END
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