适配器模式

2019/10/15 posted in  算法

适配器模式介绍

适配器模式在我们的开发中使用率极高,从代码中随处可见的Adapter就可以判断出来。从最早的ListView、GridView到现在最新的RecyclerView都需要使用Adapter,并且在开发中我们遇到的优化问题、出错概率较大的地方也基本出自Adapter。

说到底,适配器是将两个不兼容的类融合在一起,它有点像粘合剂,将不同的东西通过一种转换使得它们能够协作起来。例如,经常碰到要在两个没有关系的类型之间进行交互,第一个解决方案就是修改各自类的接口,但是如果没有源代码或者我们不愿意为了一个应用而修改各自的接口,此时我们往往会使用一个Adapter,在这两种接口之间创建一个“混血儿”接口,这个Adapter会将这两个接口进行兼容,在不修改原有代码的情况下满足需求。

适配器模式的定义

适配器模式把一个类的接口变换成客户端所期待的另一种接口,从而使原本因接口不匹配而无法在一起工作的两个类能够在一起工作。

适配器模式的使用场景

  1. 系统需要使用现有的类,而此类的接口不符合系统的需要,即接口不兼容。
  2. 想要建立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。
  3. 需要一个统一的输出接口,而输入端的类型不可预知。

适配器模式应用的简单示例

用电源接口做例子,笔记本电脑的电源一般都是用5V电压,但是我们生活中的电线电压一般都是220V。这个时候就出现了不匹配的状况,在软件开发中我们称之为接口不兼容,此时就需要适配器来进行一个接口转换。在软件开发中有一句话正好体现了这点:任何问题都可以加一个中间层来解决。这个层我们可以理解为这里的Adapter层,通过这层来进行一个接口转换就达到了兼容的目的。

在上述电源接口这个示例中,5V电压就是Target接口,220V电压就是Adapter类,而将电压从220V转换到5V就是Adapter。

类适配器模式

//Target角色
public interface FiveVolt {
    public int getVolt5();
}

//Adapter角色,需要被转换的对象
public class Volt220 {
    public int getVolt220() {
        return 220;
    }
}

//Adapter角色,将220V的电压转换为5V的电压
public class VoltAdapter extends Volt220 implements FiveVolt {
    @Override
    public int getVolt5() {
        return 5;
    }
}

Target角色给出了需要的目标接口,而Adapter类则需要被转换的对象。Adapter则是将Volt220转换成Target的接口。对应的Target的目标是要获取5V的输出电压,而Adapter正常输出电压是220V,此时就需要电源适配器类将220V的电压转换为5V电压,解决接口不兼容的问题。

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        VoltAdapter adapter = new VoltAdapter();
        System.out.println("输出电压:" + adapter.getVolt5());
    }
}

对象适配器模式

与类的适配器模式一样,对象的适配器模式把被适配的类的API转换成为目标类的API,与类的适配器模式不同的是,对象的适配器模式不是使用继承关系连接到Adapter类,而使用代理关系连接到Adapter类。

/**
 * Target角色
 */
public interface FiveVolt {
    public int getVolt5();
}

/**
 * Adapter角色,需要被转换的对象
 */ 
public class Volt220 {
    public int getVolt220() {
        return 220;
    }
}

/**
 * 对象适配器模式
 */
public class VoltAdapter implements FiveVolt {
    Volt220 mVolt220;
    
    public VoltAdapter(Volt220 adapter) {
        mVolt220 = adapter;
    }
    
    public int getVolt220() {
        return mVolt220.getVolt220();
    }
    
    @Override
    public int getVolt5() {
        return 5;
    }
} 

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        VoltAdapter adapter = new VoltAdapter(new Volt220());
        System.out.println("输出电压:" + adapter.getVolt5());
    }
}

这种实现方式直接将要被适配的对象传递到Adapter中,使用组合的形式实现接口兼容的效果。这比类适配器方式更为灵活,它的另一个好处是被适配对象中的方法不会暴露出来,而类适配器由于继承了被适配对象,因此,被适配对象类的函数在Adapter类中也都含有,这使得Adapter类出现一些奇怪的接口,用户使用成本较高。因此,对象适配器模式更加灵活、实用。
在实际开发中Adapter通常应用于进行不兼容的类型转换的场景,还有一种就是输入有无数种情况,但是输出类型是统一的,我们可以通过Adapter返回一个统一的输出,而具体的输入留给用户处理,内部只需知道输出的是符合要求的类型即可。在使用Adapter模式的过程中建议尽量使用对象适配器的实现方式,多用合成或者聚合,少用继承。

总结

Adapter模式的经典实现在于将原本不兼容的接口融合在一起,使之能够很好地进行合作。但是,在实际开发中,Adapter模式也有一些灵活的实现。例如ListView中的隔离变化,使得整个UI架构变得更灵活,能够拥抱变化。Adapter模式在开发中运用非常广泛。因此,掌握Adapter模式是非常必要的。

优点

  • 更好的复用性: 系统需要使用现有的类,而此类的接口不符合系统的需要。那么通过适配器模式就可以让这些功能得到更好的复用。
  • 更好的扩展性: 在实现适配器功能的时候,可以调用自己开发的功能,从而自然地扩展系统的功能。

缺点

  • 过多地使用适配器,会让系统非常凌乱,不易整体把握。例如,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,一个系统如果出现太多这种情况,无异于一场灾难。因此,如果不是很有必要,可以不适用适配器,而是直接对系统进行重构。