适配器模式原来这么简单！

引言

我认为适配器模式应该是设计模式中最容易最简单的模式了，我只需要举一个例子，瞬间就能明白。

90后的同学一定知道SD卡，经常用它来存储音乐等，想添加音乐的话只能到电脑下载，但是电脑不能直接插SD卡，所以我们会使用读卡器，通过读卡器连接SD卡和电脑USB插口，就可以达到我们的目的。读卡器就是一个适配器，而这个模式就是适配器模式。

适配器模式

基本概念

适配器模式（Adapter Pattern）将某个类的接口转换成客户端期望的另一个接口表示，主要目的是兼容性，让原本因接口不匹配不能一起工作的两个类可以协同工作。它属于结构性模式。

适配器模式分为三类：

  • 类适配器模式
  • 对象适配器模式
  • 接口适配器模式

主要角色

  • 目标接口（Target）

    客户所期待的接口，它可以是抽象类或接口。

  • 适配者类（Adaptee）

    需要被适配的类

  • 适配器类（Adapter）

    通过包装一个需要适配的对象，把原接口转换成目标接口。

类适配器模式

基本介绍

适配器类通过继承适配者类，实现目标接口。

代码实现

  1. 创建一个SD卡类(适配者类)
public class SDCard {
    // SD卡中的数据
    public void data(){
        System.out.println("SD卡中的数据");
    }
}
  1. 创建一个USB接口
public interface IUSB {
    // 输出信息
    void outputInfo();
}
  1. 再创建一个电脑的对象，使用USB接口提供读取数据的功能
public class Computer {
    // 读取sd卡中的数据
    public void readDataInfo(IUSB usb) {
        usb.outputInfo();
    }
}

电脑和SD卡都有了，接下来就需要一个读卡器来连接SD卡和电脑。

  1. 创建一个适配器类，继承适配者类，实现目标接口
public class ReadCardAdapter extends SDCard implements IUSB {
    @Override
    public void outputInfo() {
        // 获取SD卡中的数据，输出usb信息
        super.data();
    }
}
  1. 客户端验证
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Computer computer = new Computer();
        // 电脑读取SD卡中的数据，需要接入读卡器
        computer.readDataInfo(new ReadCardAdapter());
    }
}

输出结果：

SD卡中的数据

可以看到，电脑并未直接与读卡器关联，却读取到了读卡器中的数据。

优缺点

优点：由于其继承了目标接口，所以它可以根据需求重写目标接口中的方法，使得Adapter的灵活性增强了。

缺点：

  • Java是单继承机制，由于类适配器需要继承被适配者类，所以要求目标类必须是接口，有一定局限性。
  • 被适配者类中的方法在Adapter中会暴露出来，也增加了使用的成本。

对象适配器模式

基本介绍

对象适配器模式的基本思路和类适配器模式相同，只是将Adapter类作修改，不是继承被适配者类，而是持有被适配者类的实例，以解决兼容性的问题。

对象适配器模式是适配器模式常用的一种。

根据“合成复用原则”，在系统中尽量使用关联关系来替代继承关系，因此大部分结构型模式都是对象结构型模式。

代码实现

根据上述概念，改造一下适配器类就完成了，非常简单！

  1. 修改适配器类
public class ReadCardAdapter implements IUSB {
    private SDCard sdCard;
  
    // 1.通过构造器传入SD卡对象，不再需要继承
    public ReadCardAdapter(SDCard sdCard) {
        this.sdCard = sdCard;
    }
  
    @Override
    public void outputInfo() {
        // 2. 修改获取SD卡数据的方法
        sdCard.data();
    }
}
  1. 客户端验证
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        // SD卡
        SDCard sdCard = new SDCard();
        // 读卡器
        ReadCardAdapter readCardAdapter = new ReadCardAdapter(sdCard);
        // 电脑接入
        Computer computer = new Computer();
        computer.readDataInfo(readCardAdapter);
    }
}

输出结果：

SD卡中的数据

电脑同样读到了读卡器中的数据。

小总结

对象适配器和类适配器其实算是同一种思想，只不过实现方式不同。

根据合成复用原则，使用组合替代继承，所以它解决了类适配器必须继承适配者类的局限性问题，也不再要求目标类必须是接口。使用成本更低，更灵活。

接口适配器模式

基本介绍

接口适配器模式也叫缺省适配器模式。当不需要全部实现接口提供的方法时，可先设计一个抽象类实现接口，并为该接口中每个方法提供一个默认实现（空方法），那么该抽象类的子类可有选择地覆盖父类的某些方法来实现需求。

代码实现

如果你觉得上述两种模式简单，那么这个更简单。

举个例子，假设一个接口中有四个方法，如果我想实现这个接口，那么就必须实现这个接口的所有方法，那么如果我只想使用其中一个方法，怎么做呢？

  1. 创建一个接口，包含四个方法
public interface Interface {
    void method1();
    void method2();
    void method3();
    void method4();
}
  1. 创建一个抽象类实现上述接口，不需要提供具体的实现（空方法）
public abstract class InterfaceAdapter implements Interface {
    @Override
    public void method1() {}

    @Override
    public void method2() {}

    @Override
    public void method3() {}

    @Override
    public void method4() {}
}
  1. 客户端使用
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        InterfaceAdapter interfaceAdapter = new InterfaceAdapter(){
            // 只需重写我们需要使用的接口方法
            @Override
            public void method1() {
                System.out.println("使用了m1的方法");
            }
        };
        interfaceAdapter.method1();
    }
}

输出结果：

使用了m1的方法

可以看到我们使用这种方式实现了仅调用所需方法的需求。

小细节

Q：为什么要使用抽象类实现目标接口，而不使用普通类？

A：因为虽然都能实现接口中的所有方法，但都是空方法，没有具体的实现，不能让用户直接实例化去使用类中的方法，使用抽象类可以强制用户去重写需要使用的方法。

如何做到一个类不被实例化或者不被轻易实例化？

  • 把一个类定义为抽象类
  • 构造方法私有化

有态度的总结

  1. 对象适配器和类适配器思想基本一致，唯一区别就是对象适配器使用组合替代继承；
  2. 对象适配器是常使用的适配器模式；
  3. 接口适配器主要用于一个接口不想使用其所有方法的情况。