【面向对象设计模式】 适配器模式 (二)

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作者 :万境绝尘 

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适配器模式的意图 : 使用不同接口的类所提供的服务为客户端提供其所希望的接口;

-- 问题解决场景 : 在 类A 中实现了接口中的抽象方法, 客户端B 已经定义好了方法的调用, 但是调用的方法 与 类A 中的方法名不同, 这时我们就需要适配器模式了;

-- eg : 类A 实现了接口A1, 类B 实现了接口B1, 这里C调用 A 和 B 希望 A 和 B 能提供相同方法的接口, 这时我们需要使用适配器模式;

1. 接口适配

(1) 接口适配简介

接口适配 : 

-- 问题场景 : 客户端需要调用 客户端类接口 中提供的 requiredMethod()的方法, 但是工具类中只提供了一个 existMethod() 方法, 显然客户端接口 与 工具类中提供的方法名称不匹配;

-- 适配方案 :  创建一个 适配器类, 适配现有的代码 工具类,  该类实现客户端接口的 requiredMethod()抽象方法, 与客户端接口是实现关系, 同时该实现类继承 工具类, 可以调用工具类中的方法, 与工具类的关系是 继承关系;

-- 方法委托 : 通过接口适配, 就将 客户端类的requiredMethod() 方法 委派给了 existMethod()方法;

(2) 接口适配实例

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接口适配需求 : 

-- 客户端提供接口 : 需要研发一种M1坦克, 需要实现接口 getCaliber() 获取火炮口径, fire() 开火, run()移动 等方法; 

-- 现有接口 : 现有的坦克 有 getGunCaliber() 获取火炮口径, GunFire() 火炮开火, Move() 移动 等方法;

-- 适配要求 : 写一个适配类, 这个类实现 Panzer 接口, 继承 Tanker 类, 将Panzer接口的动作委托给 Tanker 类;

接口类 : 

package shuliang.han.displaytest;

public interface Panzer {

	public double getCaliber();
	public void fire();
	public void run();
	
}

实体类 : 

package shuliang.han.displaytest;


public class Tanker {

	private double caliber = 125.0;
	
	public double getGunCaliber() {
		return caliber;
	}
	
	public void gunFire() {
		System.out.println("Fire in the hole !!!");
	}
	
	public void move() {
		System.out.println("Move move !!");
	}
	
}

分析 : 

-- 名称不匹配 : Tanker类中的方法可以执行 Panzer 接口中需要的动作, 但是它们的方法名称不匹配;

-- 变量维护 : 如果创建一个 M1A2SEP 类, 需要在类中维护一个 Tank 对象, 在 Panzer 实现类中调用 对应的 Tank 对象方法;

M1A2SEP 类 : 

package shuliang.han.displaytest;

public class M1A2SEP extends Tanker implements Panzer  {

	@Override
	public double getCaliber() {
		return getGunCaliber();
	}

	@Override
	public void fire() {
		gunFire();
	}

	@Override
	public void run() {
		move();
	}

}

接口适配总结 : 

-- 客户端接口存在 : 如果客户端接口中定义了客户端所期待的行为, 可以运用适配器模式, 适配器继承现有类, 并实现客户端接口;

-- 客户端接口不存在 : 如果客户端没有定义接口, 可以使用对象适配器, 对象适配器相当于 子类适配器;

2. 对象适配

(1) 对象适配简介

类适配 : 上面的接口适配方式就是类适配, 适配器类需要 实现客户端接口, 继承 现有实体类;

对象适配 : 对象适配器采用了委派, 并非是继承; 创建一个对象适配器, 继承客户端类, 在类中维护一个现有类实例对象, 满足客户端类需求方法; 

-- 需要场景 : 如果适配的客户端方法没有被定义在接口中, 就需要对象适配;

对象适配的方法 : 

-- 适配器类继承客户端类 : 对象适配的适配器类 继承客户端类对象, 适配器类 的 实例 也是 客户端类的实例, 因为适配器类是客户端类的子类;  

-- 适配器类使用现有类 : 适配器类中定义一个 现有类对象作为成员变量, 通过调用 现有类对象中的方法 来实现客户端类方法的需求;

(2) 对象适配实例

客户端类 : 现在有客户端类 Panzer 装甲车, 提供 获取火炮口径方法 getCaliber(), 移动方法 run(), 开火方法 fire(); 

现有类 : 现有类 Tank 坦克, 提供 获取火炮口径方法 getGunCaliber(), 移动方法 move(), 开火方法 gunFire();

客户端类代码 : 客户端类代码中没有指定建模所需的接口;

package shuliang.han.adapter;

public class Panzer {

	public double getCaliber(){
		return 0;
	}
	
	public void fire(){
		//TODO
	}
	
	public void run(){
		//TODO
	}
}

现有类代码 : 

package shuliang.han.adapter;

public class Tank {

	private double caliber = 125.0;
	
	public double getGunCaliber(){
		return caliber;
	}
	
	public void gunFire() {
		System.out.println("Fire in the hole !!!");
	}
	
	public void move() {
		System.out.println("Move Move !!!");
	}
}

UML图 : 

适配器类 : 

package shuliang.han.adapter;

public class M1A2 extends Panzer {
	
	private Tank tank;
	
	public M1A2() {
		tank = new Tank();
	}
	
	@Override
	public double getCaliber() {
		return tank.getGunCaliber();
	}

	@Override
	public void fire() {
		super.fire();
		tank.gunFire();
	}
	
	@Override
	public void run() {
		super.run();
		tank.move();
	}
	
}

(3) 脆弱的对象适配

对象适配比类适配要脆弱 : 

-- 没有规范接口 : 对象适配的类中没有规范的接口, 如果客户端类出现了变化, 运行时可能出现错误;

-- 客户端类不可预知 : 对象适配类 继承客户端类, 首先客户端类需要将方法 和 变量声明为 protected, 即使这样, 这些类的方法也可能不符合子类意图;

3. Jtable 对数据适配

(1) Jtable 与 TableModel AbstractTableModel模型 

JTable适配数据方法 : JTable类可以将实现了TableModel抽象类的数据显示到图形界面中;

-- 数据不确定性 : Java中的Swing 提供了JTable控件用以显示列表, JTable不知道我们要显示什么数据; 

-- 适配器 : 将数据交给JTable控件并显示出来, 需要一个适配器, 这些数据要经过一个适配器接口, 这个接口是 TableModel 抽象类;

TableModel子类实现 : 

-- 抽象方法多 : Jtable定义了许多抽象方法, 其子类必须实现所有的抽象方法, 这样会很麻烦; 

-- TableModel的桩 : JDK中提供了另一个抽象类 AbstractTableModel 类, AbstractTableModel 继承了 TableModel 类, 并实现了绝大部分方法, 我们可以定义一个类 去 继承 AbstractTableModel 类, 并实现我们感兴趣的方法, 不必实现所有的方法了;

-- 数据封装 : 创建一个类 继承 AbstractTableModel 类, 然后呢实现感兴趣的接口;

(2) 实例

实现过程 : 使用JTable 绘制坦克相关数据, 需要创建一个TankTableModel类 继承 AbstractTableModel 类, 然后将 Tank 类封装在 TankTableModel 中, 当做其成员变量;

使用对象适配的原因 : 

-- AbstractTableModel 抽象类 : 该抽象类提供了适配器对象需要实现的接口 (抽象方法), 该抽象类又实现了客户端 JTable类 期待的接口, 适配器对象必须继承抽象类;

-- 组合第三对象 : 适配器对象还需要重用第三个对象, 重用对象的方法只能是 继承 和 组合, Java是单继承机制, 只能使用组合方式, 即将第三个对象当做适配器类的成员变量;

UML图 : 

Tank代码 : 

package shuliang.han.jtable;

public class Tank {

	private double caliber;
	private double speed;
	private String name;
	
	public Tank(double caliber, double speed, String name) {
		this.caliber = caliber;
		this.speed = speed;
		this.name = name;
	}

	public double getCaliber() {
		return caliber;
	}

	public double getSpeed() {
		return speed;
	}

	public String getName() {
		return name;
	}
	
	
}

TankTableModel代码 : 

package shuliang.han.jtable;

import javax.swing.table.AbstractTableModel;

public class TankTableModel extends AbstractTableModel {

	private Tank tanks[];
	private String names[];
	
	public TankTableModel(Tank[] tanks, String[] names) {
		this.tanks = tanks;
		this.names = names;
	}
	
	@Override
	public int getRowCount() {
		return tanks.length;
	}

	@Override
	public int getColumnCount() {
		return names.length;
	}

	@Override
	public String getColumnName(int column) {
		return names[column];
	}
	
	@Override
	public Object getValueAt(int rowIndex, int columnIndex) {
		switch(columnIndex){
			case 0 :
				return tanks[rowIndex].getName();
			case 1 :
				return new Double(tanks[rowIndex].getCaliber());
			case 2 :
				return new Double(tanks[rowIndex].getSpeed());
			default :
				return null;
		}
	}

}

ShowTankData代码 : 

package shuliang.han.jtable;

import java.awt.Component;
import java.awt.Dimension;
import java.awt.Font;

import javax.swing.JFrame;
import javax.swing.JScrollPane;
import javax.swing.JTable;
import javax.swing.UIManager;

public class ShowTanksData {

	public static void main(String[] args) {
		setFrame();
		JTable jTable = new JTable(getTankTableModel());
		jTable.setRowHeight(36);
		JScrollPane pane = new JScrollPane(jTable);
		pane.setPreferredSize(new Dimension(300, 100));
		display(pane, "坦克数据");
	}
	
	private static void setFrame() {
		Font font = new Font("Dialog", Font.PLAIN, 18);
		UIManager.put("Table.font", font);
		UIManager.put("TableHeader.font", font);
	}
	
	private static TankTableModel getTankTableModel() {
		Tank tank1 = new Tank(120.0, 50.0, "99式");
		Tank tank2 = new Tank(150.0, 2.0, "KV");
		return new TankTableModel(new Tank[]{tank1, tank2}, new String[]{"名称", "火炮口径 ", "速度"});
	}
	
	private static void display(Component component, String tittle) {
		JFrame frame = new JFrame(tittle);
		frame.getContentPane().add(component);
		frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
		frame.pack();
		frame.setVisible(true);
	}

}

效果图 : 

4. 识别适配器

MouseAdapter 为 MouseListener 接口提供桩的实现;

在使用MouseAdapter的时候, 就相当于使用了适配器 : 用户操作鼠标的时候, 将swing组件接收到的鼠标操作适配给相应的动作处理类中, 即将GUI时间适配给应用程序接口, 使用了Swing适配类, 将一个接口方法委派给一个类的方法去执行;

5. 适配器模式总结

适配器总结 : 适配器模式可以重用一个现有类, 满足客户端需求, 将客户端的调用转化为现有方法的调用;

-- 类适配器 : 客户端的需求通过接口表达出来, 可以创建一个实现了该接口的适配类, 适配类同时还要继承现有类;

-- 对象适配 : 客户端没有指定接口, 创建一个新适配器类, 实现 继承客户端类, 在该类中维护一个现有类的实例对象作为成员变量;

JTable适配器模式 : 通过定义TableModel接口, JTable组件将客户端需要的表信息存储到自身中, 通过自定义适配器对象, 将任何数据适配到表中;

JTable不适用类适配原因 : 

-- 继承数量限制 : JTable适配器需要继承 AbstractTableModel类, 这样就无法继承现有类, 因为只能继承一个类;

-- 需要维护多个对象 : JTable需要大量数据, 一般是从多个对象中采集的;

设计适配器模式 : 当我们设计软件的时候, 充分考虑程序的灵活性, JTable 的设计就是一个很好的范例;

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