设计模式之适配器模式（Adapter）

一、适配器模式的定义

　　适配器模式（Adapter）的定义如下：将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口，使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些类能一起工作。

　　适配器模式分为类结构型模式和对象结构型模式两种：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；在对象适配器模式中，适配器与适配者之间是关联关系。前者类之间的耦合度比后者高，且要求程序员了解现有组件库中的相关组件的内部结构，所以应用相对较少些。

二、适配器模式优缺点

　　主要优点：

• 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。
• 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。
• 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如下：

• 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；
• 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；
• 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如下：

• 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。

三、适配器模式实现

• 类适配器模式可采用定义一个适配器类来实现当前系统的业务接口，同时又继承现有组件库中已经存在的组件。
• 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。现在来介绍它们的基本结构。

　　适配器模式（Adapter）包含以下主要角色。

• 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，通过继承或引用适配者的对象，把适配者接口转换成目标接口，让客户按目标接口的格式访问适配者。

　　类适配器模式的结构图如图所示（继承或实现关系）：

　　　　　　　　　　　　 

　　对象适配器模式的结构图如图所示（关联关系）：

　　　　　　　　　　

　　代码实现（类适配器模式代码）：

//目标接口
interface Target
{
    public void request();
}

//适配者接口
class Adaptee
{
    public void specificRequest()
    {       
        System.out.println("适配者中的业务代码被调用！");
    }
}

//类适配器类
class ClassAdapter extends Adaptee implements Target
{
    public void request()
    {
        specificRequest();
    }
}

//客户端代码
public class ClassAdapterTest
{
    public static void main(String[] args)
    {
        System.out.println("类适配器模式测试：");
        Target target = new ClassAdapter();
        target.request();
    }
}

　　测试结果如下：

类适配器模式测试：
适配者中的业务代码被调用！

　　代码实现（对象适配器模式代码）：

//目标接口
interface Target
{
    public void request();
}

//适配者接口
class Adaptee
{
    public void specificRequest()
    {       
        System.out.println("适配者中的业务代码被调用！");
    }
}

//对象适配器类
class ObjectAdapter implements Target
{
    private Adaptee adaptee;
    public ObjectAdapter(Adaptee adaptee)
    {
        this.adaptee=adaptee;
    }
    public void request()
    {
        adaptee.specificRequest();
    }
}
//客户端代码
public class ObjectAdapterTest
{
    public static void main(String[] args)
    {
        System.out.println("对象适配器模式测试：");
        Adaptee adaptee = new Adaptee();
        Target target = new ObjectAdapter(adaptee);
        target.request();
    }
}

四、适配器模式扩展（双向适配器模式）

 　　适配器模式（Adapter）可扩展为双向适配器模式，双向适配器类既可以把适配者接口转换成目标接口，也可以把目标接口转换成适配者接口，其结构图如图所示：

　　　　　　　　　　　　

　　实现代码如下：

//目标接口
interface TwoWayTarget
{
    public void request();
}
//适配者接口
interface TwoWayAdaptee
{
    public void specificRequest();
}
//目标实现
class TargetRealize implements TwoWayTarget
{
    public void request()
    {       
        System.out.println("目标代码被调用！");
    }
}
//适配者实现
class AdapteeRealize implements TwoWayAdaptee
{
    public void specificRequest()
    {       
        System.out.println("适配者代码被调用！");
    }
}
//双向适配器
class TwoWayAdapter implements TwoWayTarget, TwoWayAdaptee
{
    private TwoWayTarget target;
    private TwoWayAdaptee adaptee;
    public TwoWayAdapter(TwoWayTarget target)
    {
        this.target=target;
    }
    public TwoWayAdapter(TwoWayAdaptee adaptee)
    {
        this.adaptee=adaptee;
    }
    public void request()
    {
        adaptee.specificRequest();
    }
    public void specificRequest()
    {       
        target.request();
    }
}
//客户端代码
public class TwoWayAdapterTest
{
    public static void main(String[] args)
    {
        System.out.println("目标通过双向适配器访问适配者：");
        TwoWayAdaptee adaptee=new AdapteeRealize();
        TwoWayTarget target=new TwoWayAdapter(adaptee);
        target.request();
        System.out.println("-------------------");
        System.out.println("适配者通过双向适配器访问目标：");
        target=new TargetRealize();
        adaptee=new TwoWayAdapter(target);
        adaptee.specificRequest();
    }
}

　　运行结果如下：

目标通过双向适配器访问适配者：
适配者代码被调用！
-------------------
适配者通过双向适配器访问目标：
目标代码被调用！

五、适配器模式适用场景

　　常见适配器模式使用场景如下：

• 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。

　　在开源框架中有很多地方使用到了适配器模式，比如Spring AOP中，使用的 Advice（通知） 来增强被代理类的功能；SpringMVC中适配器模式主要用于执行目标 Controller 中的请求处理方法；Spring中关于数据库类型的适配；Netty中关于InboundHandler和OutboundHandler的适配。