适配器模式

设计模式

1 什么是适配器模式

• 适配器模式(Adapter Pattern)：将一个接口转换成客户希望的另一个接口，使接口不兼容的那些类可以一起工作

2 模式的结构

在适配器模式中，我们通过增加一个新的适配器类来解决接口不兼容的问题，使得原本没有任何关系的类可以协同工作。
根据适配器类与适配者类的关系不同，适配器模式可分为对象适配器和类适配器两种，在对象适配器模式中，适配器与适配者之间是关联关系；在类适配器模式中，适配器与适配者之间是继承（或实现）关系。

2.1 对象适配器模式UML

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在对象适配器模式结构图中包含如下几个角色：

• 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。
• 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（或者说继承）并关联一个Adaptee对象使二者产生联系。
• 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。

根据对象适配器模式结构图，在对象适配器中，客户端需要调用request()方法，而适配者类Adaptee没有该方法，但是它所提供的specificRequest()方法却是客户端所需要的。

为了使客户端能够使用适配者类，需要提供一个包装类Adapter，即适配器类。这个包装类包装了一个适配者的实例，从而将客户端与适配者衔接起来，在适配器的request()方法中调用适配者的specificRequest()方法。

因为适配器类与适配者类是关联关系（也可称之为委派关系），所以这种适配器模式称为对象适配器模式。

典型的对象适配器代码

public interface Target {
    void request();
}

public class Adaptee {
    public void specificRequest() {
        System.out.println("specificRequest");
    }
}

public class Adapter implements Target {

    private Adaptee adaptee;

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

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

}

2.2类适配器模式UML

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类适配器模式结构和对象适配器模式结构相差不大，只是不是通过组合的方式，而是通过继承的方式来实现，在这里Adapter继承Adaptee。

public class Adapter extends Adaptee implements Target {

    public Adapter() {
    }

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

3 代码示例

假设有一个MediaPlayer接口和一个实现了MediaPlayer接口的实体类AudioPlayer。默认情况下，AudioPlayer可以播放mp3格式的音频文件。

我们还有另一个接口AdvancedMediaPlayer和实现了AdvancedMediaPlayer接口的实体类。该类可以播放vlc和mp4等格式的文件。

现在想要让AudioPlayer播放其他格式的音频文件。为了实现这个功能，可以使用适配器模式来复用AdvancedMediaPlayer中已有的功能。

3.1 两个目标接口

public interface MediaPlayer {
    public void play(String audioType, String fileName);
}

public interface AdvancedMediaPlayer {
    public void playVlc(String fileName);

    public void playMp4(String fileName);
}

3.2 AdvancedMediaPlayer接口的实体类

VlcPlayer

public class VlcPlayer implements AdvancedMediaPlayer {
    @Override
    public void playVlc(String fileName) {
        System.out.println("Playing vlc file. Name: " + fileName);
    }

    @Override
    public void playMp4(String fileName) {
    }
}

Mp4Player

public class Mp4Player implements AdvancedMediaPlayer {

    @Override
    public void playVlc(String fileName) {
    }

    @Override
    public void playMp4(String fileName) {
        System.out.println("Playing mp4 file. Name: " + fileName);
    }
}

3.3 MediaPlayer接口的适配器类

public class MediaAdapter implements MediaPlayer {

    AdvancedMediaPlayer advancedMusicPlayer;

    public MediaAdapter(String audioType) {
        if (audioType.equalsIgnoreCase("vlc")) {
            advancedMusicPlayer = new VlcPlayer();
        } else if (audioType.equalsIgnoreCase("mp4")) {
            advancedMusicPlayer = new Mp4Player();
        }
    }

    @Override
    public void play(String audioType, String fileName) {
        if (audioType.equalsIgnoreCase("vlc")) {
            advancedMusicPlayer.playVlc(fileName);
        } else if (audioType.equalsIgnoreCase("mp4")) {
            advancedMusicPlayer.playMp4(fileName);
        }
    }
}

3.4 MediaPlayer接口的实体类

public class AudioPlayer implements MediaPlayer {
    MediaAdapter mediaAdapter;

    @Override
    public void play(String audioType, String fileName) {

        // 播放 mp3 音乐文件
        if (audioType.equalsIgnoreCase("mp3")) {
            System.out.println("Playing mp3 file. Name: " + fileName);
        }
        // mediaAdapter 提供了播放其他文件格式的支持
        else if (audioType.equalsIgnoreCase("vlc") || audioType.equalsIgnoreCase("mp4")) {
            mediaAdapter = new MediaAdapter(audioType);
            mediaAdapter.play(audioType, fileName);
        } else {
            System.out.println("Invalid media. " + audioType + " format not supported");
        }
    }
}

3.5 AudioPlayer播放不同类型的音频格式

public class AdapterPatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        AudioPlayer audioPlayer = new AudioPlayer();

        audioPlayer.play("mp3", "尽头.mp3");
        audioPlayer.play("mp4", "战狼2.mp4");
        audioPlayer.play("vlc", "高等教育.vlc");
        audioPlayer.play("avi", "羞羞的铁拳.avi");
    }
}

4 优点和缺点

4.1 优点

• 将目标类和适配者类解耦，通过引入一个适配器类来重用现有的适配者类，而无须修改原有代码。

• 增加了类的透明性和复用性，将具体的实现封装在适配者类中，对于客户端类来说是透明的，而且提高了适配者的复用性

• 灵活性和扩展性都非常好，通过使用配置文件，可以很方便地更换适配器，也可以在不修改原有代码的基础上增加新的适配器类，完全符合“开闭原则”。

类适配器模式还具有如下优点：

• 由于适配器类是适配者类的子类，因此可以在适配器类中置换一些适配者的方法，使得适配器的灵活性更强。
  对象适配器模式还具有如下优点：
• 一个对象适配器可以把多个不同的适配者适配到同一个目标，也就是说，同一个适配器可以把适配者类和它的子类都适配到目标接口。

4.2

类适配器模式的缺点如下：

• 对于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抽象类，不能为具体类，其使用有一定的局限性，不能将一个适配者类和它的子类都适配到目标接口。

对象适配器模式的缺点如下：

• 与类适配器模式相比，要想置换适配者类的方法就不容易。如果一定要置换掉适配者类的一个或多个方法，就只好先做一个适配者类的子类，将适配者类的方法置换掉，然后再把适配者类的子类当做真正的适配者进行适配，实现过程较为复杂。

5 适用环境

在以下情况下可以使用适配器模式：

• 系统需要使用现有的类，而这些类的接口不符合系统的需要。
• 想要建立一个可以重复使用的类，用于与一些彼此之间没有太大关联的一些类，包括一些可能在将来引进的类一起工作。

6 模式扩展

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，它适用于一个接口不想使用其所有的方法的情况。因此也称为单接口适配器模式。

参考

设计模式--适配器模式