Java设计模式-9、适配器模式-不兼容结构的协调

第9章：适配器模式-不兼容结构的协调

定义：

适配器模式(Adapter Pattern)：将一个接口转换成客户希望的另一个接口，使接口不兼容的那
些类可以一起工作，其别名为包装器(Wrapper）。

根据适配器类与适配者类的关系不同，适配器模式可分为对象适配器和类适配器两种

• 在对象适配器模式中，适配器与适配者之间是关联关系；

• 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）。

• 在实际开发中，对象适配器的使用频率更高

教务系统接口中有查找方法和排序方法，算法库有具体的实现方法，但源代码丢失

结构：

代码实现：

class Adapter extends Target {
    
    private Adaptee adaptee; //维持一个对适配者对象的引用

    public Adapter(Adaptee adaptee) {
        this.adaptee = adaptee;
    }

    public void request() {
        adaptee.specificRequest(); //转发调用
    }
}

应用实例：

使用适配器模式来重用算法库中的算法

//抽象成绩操作类：目标接口
interface ScoreOperation {
    public int[] sort(int array[]); //成绩排序

    public int search(int array[], int key); //成绩查找
}

//快速排序类：适配者
class QuickSort {
    public int[] quickSort(int array[]) {
        sort(array, 0, array.length - 1);
        return array;
    }

    public void sort(int array[], int p, int r) {
        int q = 0;
        if (p < r) {
            q = partition(array, p, r);
            sort(array, p, q - 1);
            sort(array, q + 1, r);
        }
    }

    public int partition(int[] a, int p, int r) {
        int x = a[r];
        int j = p - 1;
        for (int i = p; i <= r - 1; i++) {
            if (a[i] <= x) {
                j++;
                swap(a, j, i);
            }
        }
        swap(a, j + 1, r);
        return j + 1;
    }

    public void swap(int[] a, int i, int j) {
        int t = a[i];
        a[i] = a[j];
        a[j] = t;
    }
}

//二分查找类：适配者
class BinarySearch {
    public int binarySearch(int array[], int key) {
        int low = 0;
        int high = array.length - 1;
        while (low <= high) {
            int mid = (low + high) / 2;
            int midVal = array[mid];
            if (midVal < key) {
                low = mid + 1;
            } else if (midVal > key) {
                high = mid - 1;
            } else {
                return 1; //找到元素返回1
            }
        }
        return -1; //未找到元素返回-1
    }
}

//操作适配器：适配器
class OperationAdapter implements ScoreOperation {
    private QuickSort sortObj; //定义适配者QuickSort对象
    private BinarySearch searchObj; //定义适配者BinarySearch对象

    public OperationAdapter() {
        sortObj = new QuickSort();
        searchObj = new BinarySearch();
    }

    public int[] sort(int array[]) {
        return sortObj.quickSort(array); //调用适配者类QuickSort的排序方法
    }

    public int search(int array[], int key) {
        return searchObj.binarySearch(array, key); //调用适配者类BinarySearch的查找方法
    }
}

class Client {
    public static void main(String args[]) {
        ScoreOperation operation; //针对抽象目标接口编程
//        operation = (ScoreOperation) XMLUtil.getBean(); //读取配置文件，反射生成对象
        operation=new OperationAdapter();

        int scores[] = {84, 76, 50, 69, 90, 91, 88, 96}; //定义成绩数组
        int result[];
        int score;
        System.out.println("成绩排序结果：");
        result = operation.sort(scores);
        //遍历输出成绩
        for (int i : scores) {
            System.out.print(i + ",");
        }
        System.out.println();
        System.out.println("查找成绩90：");
        score = operation.search(result, 90);
        if (score != -1) {
            System.out.println("找到成绩90。");
        } else {
            System.out.println("没找到成绩90。");
        }
        System.out.println("查找成绩92：");
        score = operation.search(result, 92);
        if (score != -1) {
            System.out.println("找到成绩92。");
        } else {
            System.out.println("没找到成绩92。");
        }
    }
}

类适配器模式中适配器和适配者是继承关系

由于Java、C#等语言不支持多重类继承，因此类适配器的使用受到很多限制，例如如果目标抽象类Target不是接口，而是一个类，就无法使用类适配器；

此外，如果适配者Adapter为最终(Final)类，也无法使用类适配器。

类适配器

class Adapter extends Adaptee implements Target {
    public void request() {
        specificRequest();
    }
}

双向适配器

在适配器中同时包含对目标类和适配者类的引用，适配者可以通过它调用目标类中的方法，目标类也可以通过它调用适配者类中的方法

class Adapter implements Target, Adaptee {
    //同时维持对抽象目标类和适配者的引用
    private Target target;
    private Adaptee adaptee;

    public Adapter(Target target) {
        this.target = target;
    }

    public Adapter(Adaptee adaptee) {
        this.adaptee = adaptee;
    }

    public void request() {
        adaptee.specificRequest();
    }

    public void specificRequest() {
        target.request();
    }
}

缺省适配器模式：

当不需要实现一个接口所提供的所有方法时，可先设计一个抽象类实现该接口，并为接口中每个方法提供一个默认实现（空方法），那么该抽象类的子类可以选择性地覆盖父类的某些方法来实现需求，它适用于不想使用一个接口中的所有方法的情况，又称为单接口适配器模式。

优点：

1. 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。
2. 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。
3. 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”。

类适配器优点：

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。

对象适配器优点：

1. 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；
2. 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。

缺点：

类适配器缺点：

1. 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；
2. 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；
3. 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。

对象适配器缺点：

1. 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。

适用场景：

1. 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。
2. 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。