结构型模式之适配器模式

概述：

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，其别名为包装器(Wrapper)。适配器模式既可以作为类结构型模式，也可以作为对象结构型模式。

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：在对象适配器模式中，适配器与适配者之间是关联关系；
类适配器在：类适配器模式中，适配器与适配者之间是继承（或实现）关系。

对象适配器与类适配器不同之处在于：

类适配器通过继承来完成适配，对象适配器则是通过关联来完成。

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，它通过继承Target并关联一个Adaptee对象使二者产生联系（通过继承或引用适配者的对象，把适配者接口转换成目标接口）。
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。

主要优点：

1. 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，无须修改原有结构。
   2.增加了类的透明性和复用性，将具体的业务实现过程封装在适配者类中，对于客户端类而言是透明的，而且提高了适配者的复用性，同一个适配者类可以在多个不同的系统中复用。
2. 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”。

具体来说，类适配器模式还有如下优点：

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；
• 可以适配一个适配者的子类，由于适配器和适配者之间是关联关系，根据“里氏代换原则”，适配者的子类也可通过该适配器进行适配。

类适配器模式的缺点：

1. 对于Java、C#等不支持多重类继承的语言，一次最多只能适配一个适配者类，不能同时适配多个适配者；
2. 适配者类不能为最终类，如在Java中不能为final类，C#中不能为sealed类；
3. 在Java、C#等语言中，类适配器模式中的目标抽象类只能为接口，不能为类，其使用有一定的局限性。

对象适配器模式的缺点：

与类适配器模式相比，要在适配器中置换适配者类的某些方法比较麻烦。
如果一定要置换掉适配者类的一个或多个方法，可以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。

适用场景：

• 系统需要使用一些现有的类，而这些类的接口（如方法名）不符合系统的需要，甚至没有这些类的源代码。
• 想创建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。

缺省适配器模式(Default Adapter Pattern)：

当不需要实现一个接口所提供的所有方法时，可先设计一个抽象类实现该接口，并为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以选择性地覆盖父类的某些方法来实现需求，它适用于不想使用一个接口中的所有方法的情况，又称为单接口适配器模式。
缺省适配器模式是适配器模式的一种变体，其应用也较为广泛。在JDK类库的事件处理包java.awt.event中广泛使用了缺省适配器模式，如WindowAdapter、KeyAdapter、MouseAdapter等。

实例

【例】读卡器

现有一台电脑只能读取SD卡，而要读取TF卡中的内容的话就需要使用到适配器模式。创建一个读卡器，将TF卡中的内容读取出来。

类适配器

类图

TF卡接口（适配者接口）

/**
 * @author pzz
 * @date 2022/5/15
 * TF卡
 * 适配者接口
 */
public interface TFCard {
    //从TF卡读取数据
    String readTF();
    //往TF卡存入数据
    void writeTF(String msg);
}

TF卡实现类（适配者类）

/**
 * @author pzz
 * @date 2022/5/15
 * TF卡(实现类)
 * 适配者类
 */
public class TFCardImpl implements TFCard{
    @Override
    public String readTF() {
        String msg = "read hello word TFcard";
        return msg;
    }

    @Override
    public void writeTF(String msg) {
        System.out.println("TFCard write msg :" + msg);
    }
}

SD卡接口（目标接口）

/**
 * @author pzz
 * @date 2022/5/15
 * SD卡
 * 目标接口
 */
public interface SDCard {
    //从SD卡读取数据
    String readSD();
    //往SD卡村存入数据
    void writerSD(String msg);
}

SD卡类（目标类）

/**
 * @author pzz
 * @date 2022/5/15
 */
public class SDCardImpl implements SDCard{
    @Override
    public String readSD() {
        String msg = "read hello word SD";
        return msg;
    }

    @Override
    public void writerSD(String msg) {
        System.out.println("SDCard write msg ：" + msg);
    }
}

计算机类（只能读取SD卡接口数据）

/**
 * @author pzz
 * @date 2022/5/15
 * 计算机类
 */
public class Computer {
    //从SD卡中读取数据
    public String readSD(SDCard sdCard){
        if (sdCard == null){
            throw new NullPointerException("sd card is not null");
        }
        return sdCard.readSD();
    }
}

适配器类（实现SD接口，使得计算机可读取适配器类；继承TF卡，读取TF卡的数据）

/**
 * @author pzz
 * @date 2022/5/15
 * 适配器类
 */
public class SDAdapterTF extends TFCardImpl implements SDCard{

    @Override
    public String readSD() {
        System.out.println("adapter read tf card");
        return readTF();
    }

    @Override
    public void writerSD(String msg) {
        System.out.println("adapter write tf card");
        writeTF(msg);
    }
}

测试类

/**
 * @author pzz
 * @date 2022/5/15
 * 测试类
 */
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //创建计算机对象
        Computer computer = new Computer();
        //读取SD卡中的数据
        String readSD = computer.readSD(new SDCardImpl());
        System.out.println(readSD);

        System.out.println("===============");

        //读取TF卡中的数据
        String readTF = computer.readSD(new SDAdapterTF());
        System.out.println(readTF);
    }
}

测试结果

解释说明：

适配器实现了SD卡接口，使计算机可以读取适配器，适配器又读取了TF卡的数据，通过适配器达到了使计算机读取TF卡数据的效果。
类适配器模式违背了合成复用原则。
类适配器是客户类有一个接口规范的情况下可用，反之不可用。

对象适配器模式

实现方式：对象适配器模式可釆用将现有组件库中已经实现的组件引入适配器类中，该类同时实现当前系统的业务接口。

类图

类适配器模式的代码，我们只需要修改适配器类（SDAdapterTF）和测试类。

适配器类

/**
 * @author pzz
 * @date 2022/5/15
 * 适配器类
 */
public class SDAdapterTF implements SDCard {

    //声明适配者对象
    private TFCard tfCard;

    public SDAdapterTF(TFCard tfCard){
        this.tfCard = tfCard;
    }

    @Override
    public String readSD() {
        System.out.println("adapter read tf card");
        return tfCard.readTF();
    }

    @Override
    public void writerSD(String msg) {
        System.out.println("adapter write tf card");
        tfCard.writeTF(msg);
    }
}

测试类

/**
 * @author pzz
 * @date 2022/5/15
 * 测试类
 */
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //创建计算机对象
        Computer computer = new Computer();
        //读取SD卡中的数据
        String readSD = computer.readSD(new SDCardImpl());
        System.out.println(readSD);

        System.out.println("===============");
        //使用电脑读取TF卡中的数据
        //创建适配器对象
        SDAdapterTF sdAdapterTF = new SDAdapterTF(new TFCardImpl());
        String readTF = computer.readSD(sdAdapterTF);
        System.out.println(readTF);
    }
}

测试结果

解释说明

适配器类使用了聚合，解耦了很多，这里解决了合成复用的问题。

注意：还有一个适配器模式是接口适配器模式。当不希望实现一个接口中所有的方法时，可以创建一个抽象类Adapter ，实现所有方法。而此时我们只需要继承该抽象类即可。

jdk源码解析

Reader（字符流）、InputStream（字节流）的适配使用的是InputStreamReader。

InputStreamReader继承自java.io包中的Reader，对他中的抽象的未实现的方法给出实现。

public int read() throws IOException {
    return sd.read();
}

public int read(char cbuf[], int offset, int length) throws IOException {
    return sd.read(cbuf, offset, length);
}

如上代码中的sd（StreamDecoder类对象），在Sun的JDK实现中，实际的方法实现是对sun.nio.cs.StreamDecoder类的同名方法的调用封装。

类图

从上图可以看出：

• InputStreamReader是对同样实现了Reader的StreamDecoder的封装。
• StreamDecoder不是Java SE API中的内容，是Sun JDK给出的自身实现。但我们知道他们对构造方法中的字节流类（InputStream）进行封装，并通过该类进行了字节流和字符流之间的解码转换。

结论：

​ 从表层来看，InputStreamReader做了InputStream字节流类到Reader字符流之间的转换。而从如上Sun JDK中的实现类关系结构中可以看出，是StreamDecoder的设计实现在实际上采用了适配器模式。

结束！！！！！！！

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				有些道理是需要自己亲身经历悟出来了，别人告诉的是不会明白的。