Adapter模式

Adapter模式

如果想让额定工作电压是直流12伏特的笔记本电脑在交流100伏特的AC电压下工作,应该怎么做呢?通常,我们会使用AC适配器,将家庭用的交流100伏特电压转换成我们所需要的直流12伏特电压.这就是适配器的工作,它位于世纪情况与需求之间,填补两者之间的差异.适配器的英文是Adapter,意思是"使…相互适合的东西".前面说的AC适配器的工作就是让工作于直流12伏特环境的笔记本电脑适合于交流100伏特的环境.

适配器角色
在程序世界中,经常会存在现有的程序无法直接使用,需要做适当的变换之后才能使用的情况.这种用于填补"现有的程序"和"所需的程序"之间的差异的设计模式就是Adapter模式.
Adapter模式也被称为Wrapper模式.Wrapper有"包装器"的意思,就像用精美的包装纸将普通商品包装成礼物那样,替我们把某样东西包起来,使其能够用于其他用途的东西就被称为"包装器"或是"适配器"
Adapter模式有以下两种.
一. 类适配器模式(使用继承的适配器)
二.对象适配器模式(使用委托的适配器)

示例程序(1)(使用继承的适配器)
示例程序是一段将输入的字符串显示为(Hello)或是Hello的简单程序.
目前在Banner类(Banner有广告横幅的意思)中,有将字符串用括号括起来的showWithParen方法,和将字符串用号括起来的showWithAster方法.我们假设这个Banner类是类似前文中的"交流100伏特电压"的"实际情况"
假设Print接口中声明了两种方法,即弱化字符串显示(加括号)的printWeak(weak有弱化的意思)方法,和强调字符串现实的(加号)的printStrong(strong有强化的意思)方法.我们假设这个接口是类似于前文的"直流12伏特电压"的"需求"
现在要做的事情是使用Banner类编写一个实现了Print接口的类,也就是说要做一个将"交流100伏特电压"转换成"直流12伏特电压"的适配器
扮演适配器角色的是printBanner类.该类继承了Banner类并实现了"需求"----Print接口.PrintBanner类使用showWithParen方法实现了printWeak,使用showWithAster方法实现了printStrong.这样,PrintBanner类就具有适配器的功能了.电源的比喻和示例程序的对应关系如下:
Adapter模式

使用了"类适配器模式"德示例程序的类图(使用继承)
Adapter模式

Banner类
假设Banner类是现在的实际情况

public class Banner {
    private String string;
    public Banner(String string){
        this.string = string;
    }
    public void showWithParen(){
        System.out.println("("+string+")");
    }
    public void showWithAster(){
        System.out.println("*"+string+"*");
    }
}

Print接口

public interface Print {
    public abstract void printWeak();
    public abstract void printStrong();
}

PrintBanner类
PrintBanner类扮演适配器的角色.它继承(extends)了Banner类,继承了showWithParen方法和showWithAster方法.同时,它又实现(implements)了Print接口,实现了printWeak方法和printStrong方法.

printBanner类(PrintBanner.java)

public class PrintBanner extends Banner implements Print {
    public PrintBanner(String string){
        super(string);
    }
    public void printWeak(){
        showWithParen();
    }
    public void printStrong(){
        showWithAster();
    }
}

Main类
Main类的作用是通过扮演适配器角色的PrintBanner类来弱化(待括号)或是强化Hello(待*号)字符串的显示

Main类(Main.java)

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        Print p = new PrintBanner("Hello");
        p.printWeak();
        p.printStrong();
    }
}

运行结果

(Hello)
*Hello*

Process finished with exit code 0

我们是使用Print接口(即电泳printWeak方法和printStrong方法)来进行编程的.对Main类的代码而言,Banner类,showWithParen方法和showWithAster方法被完全隐藏起来了.这就好像笔记本电脑只要在直流12伏特电压下就能正常工作,但它并不知道这12伏特的电压是由适配器将100伏特交流电压转换而成的.
Main类并不知道PrintBanner类是如何实现的,这样就可以在不用对Main类进行修改的情况下改变PrintBanner类的具体实现.

示例程序2(使用委托的示例程序)
之前的示例程序展示了适配器模式.下面我们再来看看对象适配器模式.在之前的示例程序中,我们使用"继承"实现适配,而这次我们要使用"委托"来实现适配.
Java语言中,委托就是指将某个方法中的实际处理交给其他实例的方法.
Main类和Banner类的示例程序(1)中的内容完全相同,不过这里我们假设Print不是接口而是类.
也就是说,我们打算利用Banner类实现一个类,该类的方法和Print类的方法相同.由于在Java中无法同时继承两个类(只能是单一继承),因此我们无法将PrintBanner类分别定义为Print类和Banner类的子类
PrintBanner类的banner字段中保存了Banner类的实例.该实例是在PrintBanner类的构造函数中生成的.然后,printWeak方法和printStrong方法会通过banner字段调用Banner类的showWithParen和showWithAster方法.
与之前的实例代码中调用了从父类中继承的showWithParen方法和showWithAster方法不同,这次我们通过字段来调用这两个方法.
这样就形成了一种委托关系一种委托关系.当PrintBanner类的printWeak被调用的时候,并不是PrintBanner类自己进行处理,而是将处理交给了其他实例(Banner类的实例)的showWithParen方法.
Adapter模式
Print类(Print.java)

public abstract class Print {
    public abstract void printWeak();
    public abstract void printStrong();
}

Adapter模式中的登场角色
在Adapter模式中有以下登场角色.
Target(对象)
该角色负责定义所需的方法.以本章开头的例子来说.即让笔记本电脑正常工作所需的直流12伏特电源.在示例程序中,由Print接口(使用继承时)和Print类(使用委托时)扮演次角色.
Client(请求者)
该角色负责使用Target角色所定义的方法进行具体处理.以本章开头的例子来说,即直流12伏特电源所驱动的笔记本电脑.在示例程序中,由Main类扮演次角色
Adaptee(被适配)
注意不是Adapt-er(适配)角色,而是Adapt-ee(被适配)角色.Adaptee是一个持有既定方法的角色.即交流100伏特电源.在示例程序中,由Banner扮演此角色
如果Adaptee角色中的方法与Target角色的方法相同(也就是说家庭使用的电压就是 12伏特直流电压).就不需要接下来的Adapter角色了
Adapter(适配)
Adapter模式的主人公.使用Adaptee角色的方法来满足Target角色的需求,这是Adapter模式的目的,也是Adapter角色的作用.Adapter角色就是将交流100伏特电压转换为直流12伏特电压的适配器.在示例程序中,由PrintBanner类扮演这个角色.
在类适配器模式中,Adapter角色通过委托来使用Adaptee角色,而在对象适
配器模式中,Adapter角色通过委托来使用Adapter角色
类适配器模式的类图(使用继承)
Adapter模式

对象适配器模式的类图(使用委托)

什么时候使用Adapter模式
很多时候,我们并非从零开始编程,经常会用到现有的类.特别是当现有的类已经被充分测试过了,bug很少,而且已经被用于其他软件之中时,我们更愿意将这些作为组件重复利用
Adapter模式会对现有的类进行适配,生成新的类.通过该模式可以很方便地创建我们需要的方法群.当出现Bug时,由于我们很明确地知道Bug不在现有的类(Adaptee角色)中,所以只需要调查扮演Adapter角色的类即可.这样一来,代码问题的排查就会变得非常简单.
如果没有现成的代码
让现有的类适配新的接口(API)时,使用Adapter模式似乎是理所当然的.不过实际上,我们在让现有的类适配心的接口时,常常会有"只要将这里稍微修改下就可以了"

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