Java设计模式百例 - 适配器模式

本文源码见:https://github.com/get-set/get-designpatterns/tree/master/adaptor

适配器模式(Adapter Pattern)是作为两个不兼容的接口之间的桥梁。这种类型的设计模式属于结构型模式,它把一个类的接口变换成客户端所期待的另一种接口,从而使原本不匹配而无法在一起工作的两个类能够在一起工作。

“适配器”这个词我们平时倒是不少见,比如“电源适配器”,将220V的点转换为电子设备可以接收的小电压的电,可见变压器就是一种“适配器”。不难想到,读卡器是作为内存卡和笔记本之间的适配器,您将内存卡插入读卡器,再将读卡器插入笔记本,这样就可以通过笔记本来读取内存卡。还有我们平时用到的转接头,也是适配器,一端是VGA接口的信号,另一端就可以转换成HDMI的信号。

有时候,这种设计模式也被称为包装(Wrapper)模式。我们平时经常会写或遇到wrapper类,就是同样的作用。

例子

就以刚才提到的转接头为例。

今天对小明来说是个重要的日子,因为今天他要面临毕业答辩了。他已经做好了答辩PPT,但是不确定答辩现场的投影仪是VGA接口还是HDMI接口。为了确保万无一失,必须做好两手准备,无论是VGA还是HDMI都要能显示。

DisplayRequire.java

public interface DisplayRequire {
    String transmitWithVGA();
    String transmitWithHDMI();
}

现在PPT在自己的老旧笔记本上,这台笔记本只有一个VGA接口。

Computer.java

public class Computer {
    protected String ppt = "My PPT report";
    public String transmitWithVGA() {
        return ppt;
    }
}

摆在他面前的有两种选择:

一种是跟舍友借用一下新款的笔记本,这台笔记本在传统VGA接口的基础上,增加了一个HDMI显示接口,能够满足两种显示需求(implements DisplayRequire):

AdvancedComputer.java

public class AdvancedComputer extends Computer implements DisplayRequire {
    public String transmitWithHDMI() {
        return this.ppt;
    }
}

另一种选择就是去商店买一个转接头,可以将VGA信号转换为HDMI和VGA两路信号,只需要接在现在的笔记本上就行:

DisplayAdaptor.java

public class DisplayAdaptor implements DisplayRequire {
    private Computer computer;

    public DisplayAdaptor(Computer computer) {
        this.computer = computer;
    }

    public String transmitWithVGA() {
        return this.computer.transmitWithVGA();
    }

    public String transmitWithHDMI() {
        return this.computer.transmitWithVGA();
    }
}

无论选择那种方式,都OK:

Projector.java

// 借新电脑
AdvancedComputer advancedComputer = new AdvancedComputer();
System.out.println(advancedComputer.transmitWithHDMI());
System.out.println(advancedComputer.transmitWithVGA());

// 用转接头
Computer computer = new Computer();
DisplayAdaptor adapter = new DisplayAdaptor(computer);
System.out.println(adapter.transmitWithHDMI());
System.out.println(adapter.transmitWithVGA());

都是可以正常输出的:

My PPT report
My PPT report
My PPT report
My PPT report

总结

以上例子就是适配器模式,这两种方式分别代表“类适配模式”和“对象适配模式”。分别来看:

1.对于“借新电脑”这种方式,就是类适配器模式。当Computer无法满足需求的时候,就用一个继承子类(新款电脑)来补充其不足的功能。类关系图如下:

类适配器模式
类适配器模式

AdvancedComputer继承了Computer,从而满足了VGA和HDMI的显示需求。

2.对于“用转接头”这种方式,就是对象适配器模式。使用一个将Computer对象最为适配器的一个属性,并补充Computer本身不足的功能。类关系图如下:

对象适配器模式
对象适配器模式

总之,通过继承或依赖的方式,补充现有类功能的不足,使得扩展后的功能能够满足接口需要。因此可以看出,适配器通常不是在最初设计时使用的,而是解决正在服役的项目的问题,在不破坏现有类的基础上,对其进行进一步包装,(就像本文开头所说)因此也叫做包装模式,大家在读源码的时候,如果碰到XxxxWrapper不妨先看看,是不是适配器模式。

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