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设计模式——适配器模式

news 2025/7/7 14:07:08

引入实例

说起适配器其实在我们的生活中是非常常见的，比如：学校的宿舍的电压都比较低，而有的学生想使用大功率电器，宿舍的就会跳闸，然而如果你使用一个适配器（变压器）就可以使用了（温馨提示宿舍使用大功率电器不太安全，容易引起火灾，希望大家谨慎使用）。

又比如说，有的插座都是三孔的，而我们用的大部分电器是两孔的，这时我们可以使用一个适配器，适配器本身是三孔的，它可以直接插到三孔的插头上，适配器本身可以提供一个两孔的插座，然后我们就可以插到适配器上了，这样我们原本只能插到两孔上的插头就能用三孔的插座了。

适配器模式的相关概念

适配器模式的正式定义

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，它结合了两个独立接口的功能。

适配器模式分为

类适配器模式
对象适配器模式

适配器模式的结构

适配器模式里面总共拥有三个角色，它们分别是：

目标（Target）接口：当前系统业务所期待的接口，它可以是抽象类或接口。
适配者（Adaptee）类：它是被访问和适配的现存组件库中的组件接口。
适配器（Adapter）类：它是一个转换器，通过继承（类适配器模式）或引用适配者的对象（对象适配器模式），把适配者接口转换成目标接口（也就是使用转换器将三头的插座转换成适合我们使用的两头插座），让客户按目标接口的格式访问适配者。

注意事项：适配器不是在详细设计时添加的，而是解决正在服役的项目的问题。

类适配器

类适配器的原理就是通过继承来实现适配器功能。

让Adapter实现Target接口，并且继承Adaptee，这样Adapter就具备Target和Adaptee的特性，就可以将两者进行转化。

举例：以不同设备使用不同交流电为例，通过电源适配器进行转换说明。

创建目标角色(Target)

public interface Target {int out();
}

创建源角色(Adaptee)

public class Adaptee{public int input() {System.out.println("输入交流电: 220V");return 220;}
}

创建适配器(Adapter)

public class Adapter extends Adaptee implements Target {@Overridepublic int out() {int input220V = super.input();int output = input220V / 2;System.out.println("输出交流电: " + output + "V");return output;}
}

客户端调用

public static void main(String[] args) {Target adapter = new Adapter();int result = adapter.out();System.out.println(result);
}

输入交流电: 220V
输出交流电: 110V
110

对象适配器

对象适配器的原理就是通过组合来实现适配器功能。

让Adapter实现Target接口，然后内部持有Adaptee实例，然后再Target接口规定的方法内转换Adaptee。

创建目标角色(Target)

public interface Target {int out();
}

创建源角色(Adaptee)

public class Adaptee{public int input() {System.out.println("输入交流电: 220V");return 220;}
}

创建适配器(Adapter)

public class Adapter implements Target {private Adaptee adaptee;public Adapter(Adaptee adaptee) {this.adaptee = adaptee;}@Overridepublic int out() {int output = adaptee.input() / 2;System.out.println("输出交流电: " + output + "V");return output;}
}

客户端调用

    public static void main(String[] args) {Target adapter = new Adapter(new Adaptee());int result = adapter.out();System.out.println(result);}

输入交流电: 220V
输出交流电: 110V
110

接口适配器

接口适配器的使用场景是解决接口方法过多，如果直接实现接口，那么类会多出许多空实现的方法，类显得很臃肿。此时，使用接口适配器就能让我们只实现我们需要的接口方法，目标更清晰。

接口适配器的主要原理就是原理利用抽象类实现接口，并且空实现接口众多方法。

创建目标角色(Target)

public interface Target {int out1();int out2();int out3();int out4();
}

创建源角色(Adaptee)

public class Adaptee{public int input() {System.out.println("输入交流电: 220V");return 220;}
}

创建适配器(Adapter)

public class Adapter implements Target {protected Adaptee adaptee;public Adapter(Adaptee adaptee){this.adaptee = adaptee;}@Overridepublic int out1() {int input220V = adaptee.input();int output = input220V / 1;System.out.println("输出交流电: " + output + "V");return output;}@Overridepublic int out2() {int input220V = adaptee.input();int output = input220V / 2;System.out.println("输出交流电: " + output + "V");return output;}@Overridepublic int out3() {return 0;}@Overridepublic int out4() {return 0;}
}

客户端调用

    public static void main(String[] args) {Target adapter = new Adapter(new Adaptee());adapter.out1();System.out.println("---------------------");adapter.out2();System.out.println("---------------------");Target adapter2 = new Adapter(new Adaptee()) {@Overridepublic int out3() {int input220V = adaptee.input();int output = input220V / 3;System.out.println("输出交流电: " + output + "V");return output;}};adapter2.out3();System.out.println("---------------------");Target adapter3 = new Adapter(new Adaptee()) {@Overridepublic int out4() {int input220V = adaptee.input();int output = input220V / 4;System.out.println("输出交流电: " + output + "V");return output;}};adapter3.out4();}

输入交流电: 220V
输出交流电: 220V
---------------------
输入交流电: 220V
输出交流电: 110V
---------------------
输入交流电: 220V
输出交流电: 73V
---------------------
输入交流电: 220V
输出交流电: 55V

优缺点

适配器模式优点：

可以让任何两个没有关联的类一起运行。
提高了类的复用。
增加了类的透明度。
灵活性好。

适配器模式缺点：

过多地使用适配器，会让系统非常零乱，不易整体进行把握。比如，明明看到调用的是 A 接口，其实内部被适配成了 B 接口的实现，一个系统如果太多出现这种情况，无异于一场灾难。因此如果不是很有必要，可以不使用适配器，而是直接对系统进行重构。
由于 JAVA 至多继承一个类，所以至多只能适配一个适配者类，而且目标类必须是抽象类。

优点：

类适配器模式优点：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。

缺点：

类适配器模式缺点：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。
对象适配器模式缺点：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。