设计模式之适配器模式

适配器模式（Adapter Pattern）是一种结构型设计模式，它允许将一个类的接口转换成客户端所期望的另一个接口。通过使用适配器模式，原本由于接口不兼容的类可以进行协作。简单来说，适配器模式就是将不兼容的接口连接起来，使得客户端能够与之交互而不需要修改原有代码。

在现实世界中，这就像是一个电压适配器，它将不同电压的插头转化为标准插座的电压和插头，以便设备能够正常使用。

一、适配器模式的结构

适配器模式的结构通常由以下几个部分组成：

Target（目标接口）： 客户端依赖的接口。
Adapter（适配器）： 通过继承或组合将 Adaptee 转换为 Target，使得客户端可以通过目标接口与适配者交互。
Adaptee（适配者）： 需要适配的类，它的接口不能直接与客户端的接口兼容。

二、适配器模式的分类

适配器模式有两种常见的实现方式：

类适配器模式（Class Adapter Pattern）：
- 使用继承来实现适配。
- 适配器类继承自适配者类，并实现目标接口。
- 这种方式利用了类的继承关系，将适配者类的接口转换为目标接口。
对象适配器模式（Object Adapter Pattern）：
- 使用组合来实现适配。
- 适配器类包含一个适配者对象，并通过该对象将适配者的接口转换为目标接口。
- 这种方式通过对象组合的方式解决适配问题，相比类适配器模式，它更加灵活且避免了多重继承带来的复杂性。

三、适配器模式的示例

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。

1. 示例一：类适配器模式

SD卡接口

public interface SDCard {
    public void readSD();
}

SD卡实现类

public class SDCardImpl implements SDCard {

    @Override
    public void readSD() {
        System.out.println("正在读取SD卡信息");
    }
}

读卡器

public class TFAdaptCD extends TFCardImpl implements SDCard {
    @Override
    public void readSD() {
        System.out.println("正在通过适配器读取");
        readTFCard();
    }
}

TF卡接口

public interface TFCard {
    public void readTFCard();
}

TF卡实现类

public class TFCardImpl implements TFCard {

    @Override
    public void readTFCard() {
        System.out.println("正在读取TF卡信息");
    }
}

电脑类

public class Computer {
    public void readSD(SDCard cdCard){
        cdCard.readSD();
    }
}

测试类

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Computer computer = new Computer();
        computer.readSD(new SDCardImpl());
        computer.readSD(new TFAdaptCD());
    }
}

结果

2. 示例二：对象适配器模式

只需要更改适配器类

public class TFAdaptCD implements SDCard {
    TFCard tfCard = new TFCardImpl();
    @Override
    public void readSD() {
        System.out.println("正在通过适配器读取");
        tfCard.readTFCard();
    }
}

客户端类

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Computer computer = new Computer();
        computer.readSD(new SDCardImpl());
        computer.readSD(new TFAdaptCD(new TFCardImpl()));
    }
}

四、适配器模式的应用场景

适配器模式的使用场景通常包括以下几种情况：

需要使用一个已有的类，但它的接口和客户端需要的接口不兼容。
当你想要复用一个已经存在的类，但它的接口与当前系统的接口不兼容时，适配器模式是一个有效的解决方案。
希望通过一个新接口来替代原本的接口，而不修改现有代码。
适配器模式允许你在不改变原有代码的情况下，将现有的接口转化为你期望的接口。
希望让某个类与其他类协同工作，而它们的接口不兼容。
适配器模式为不同的类提供了一个桥梁，使得它们能够协同工作。
希望对某个类的接口进行改造，但不想修改原类的实现。
在这种情况下，适配器模式通过封装原有类的功能，提供一个新的接口，避免修改原始类的代码。
第三方库的接口不符合需求时。
当你使用第三方库时，它的接口可能无法满足当前系统的需求。适配器模式可以帮助你对这些接口进行适配，使它们能够与现有系统兼容。

五、适配器模式的优缺点

优点：

解耦合： 客户端与适配者之间通过适配器进行交互，客户端不需要知道适配者的实现细节。客户端依赖于目标接口，而不是适配者的实现，增强了系统的灵活性。
复用性： 通过适配器模式，可以将多个不兼容的接口组合在一起进行复用，使系统具备更高的可复用性。
灵活性： 如果需要改变适配的类，适配器模式允许你不修改客户端代码，只需要更换适配器即可。
增强了系统的扩展性： 适配器模式可以帮助系统扩展新的功能，而不会影响现有的接口或系统。

缺点：

增加了额外的类： 适配器模式引入了额外的适配器类，这可能会使得系统的复杂性增加，尤其是当使用适配器类的数量较多时。
性能开销： 适配器类通常会做一些额外的转换工作，因此可能会带来一些性能开销，尤其是在高频次的调用场景中。
难以管理复杂的适配器： 当系统中需要适配的接口较多时，适配器的数量会增加，这可能会导致管理上的困难。

设计模式之 适配器模式