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适配器模式 ​

概述 ​

如果去欧洲国家旅游的话，他们的插座如下图最左边，是欧洲标准。而我们使用的插头如下图最右边，因此我们的笔记本电脑、手机在当地不能直接充电，所以就需要一个插座转换器。转换器第1面就是插入当地的插座，而第2面供我们充电，这样使得我们的插头在当地能使用。生活中这样的例子就很多，比如手机充电器（220V转换为5V的电压），读卡器，USB，其实就是使用到了适配器模式。

image-20220924225514617

定义 ​

将一个类的接口转换成客户端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

适配器模式分为类适配器和对象适配器模式。类适配器模式之间的耦合度比对象适配器模式高，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

结构 ​

适配器模式（Adapter）包含一下主要角色

  • 目标（Target）接口：当前系统业务所期待的接口，它可以是抽象类或者接口
  • 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，通过继承或者引用适配者的对象，把适配者的接口转换成目标接口，让客户目标接口的格式访问适配者

类适配器模式 ​

实现方式：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已经存在的组件

案例： ​

现有一台电脑只能读取SD卡，而要读取TF卡中的内容就需要使用适配器模式，创建一个读卡器类，将TF卡卡中的内容读取出来。其UML类图如下

image-20220925090027697

代码 ​

目标 ​

java
package com.huangjiliang.design.heima.structure.adapter.demo1;

/**
 * 目标接口【当前系统业务所期待的接口】
 * Computer的readSD(SDCard sdCard)方法依赖的是SDCard
 */
public interface SDCard {

    /**
     * 读取SD卡数据
     * @return
     */
    String readSD();

    /**
     * 向SD卡写数据
     * @param content
     */
    void writeSD(String content);

}

适配者 ​

java
package com.huangjiliang.design.heima.structure.adapter.demo1;

/**
 * 适配者
 */
public class SDCardImpl implements SDCard{

    @Override
    public String readSD() {
        return "从SD卡中读取数据：您好呀，我是SD卡！";
    }

    @Override
    public void writeSD(String content) {
        System.out.println("向SD卡中写数据：您好呀，给您写数据了~！" + content);
    }
}

适配器 ​

java
package com.huangjiliang.design.heima.structure.adapter.demo1;

/**
 * SD适配TF[适配器类]
 */
public class SDAdapterTF extends TFCardImpl implements SDCard {
    @Override
    public String readSD() {
        System.out.println("adapter read TF card ");
        return readTF();
    }

    @Override
    public void writeSD(String content) {
        System.out.println("adapter write TF card");
        writeTF(content);
    }
}

需适配 ​

java
package com.huangjiliang.design.heima.structure.adapter.demo1;

public interface TFCard {

    /**
     * 读取TF卡信息
     * @return
     */
    String readTF();

    /**
     * 将数据写进TF卡
     * @param content
     */
    void writeTF(String content);
}

package com.huangjiliang.design.heima.structure.adapter.demo1;

public class TFCardImpl implements TFCard{

    @Override
    public String readTF() {
        return "从TF卡中读取数据：您好呀，我是TF卡！";
    }

    @Override
    public void writeTF(String content) {
        System.out.println("向TF卡中写数据：您好呀，给您写数据了~！" + content);
    }
}

客户端 ​

java
package com.huangjiliang.design.heima.structure.adapter.demo1;

/**
 * 电脑类
 */
public class Computer {

    public String readSD(SDCard sdCard) {
        return sdCard.readSD();
    }

}

package com.huangjiliang.design.heima.structure.adapter.demo1;

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        Computer computer = new Computer();
        SDCard sdCard = new SDCardImpl();
        System.out.println(computer.readSD(sdCard));

        SDAdapterTF adapterTF = new SDAdapterTF();
        System.out.println(computer.readSD(adapterTF));
    }

}

总结 ​

类适配器违背了合成服用原则，类适配器是客户端类有一个接口规范(SDCard)的情况下可用，反之不可以用

对象适配器 ​

将以上案例使用对象适配器模式改写，其UML图如下：

image-20220925125651495

代码 ​

适配器类 ​

java
package com.huangjiliang.design.heima.structure.adapter.demo2;

/**
 * SD适配TF[适配器类][对象适配器]=》使用聚合的方式（成员变量）
 */
public class SDAdapterTF implements SDCard {

    private TFCard tfCard;

    public SDAdapterTF(TFCard tfCard) {
        this.tfCard = tfCard;
    }

    @Override
    public String readSD() {
        System.out.println("adapter read TF card ");
        return tfCard.readTF();
    }

    @Override
    public void writeSD(String content) {
        System.out.println("adapter write TF card");
        tfCard.writeTF(content);
    }
}

客户端类 ​

java
package com.huangjiliang.design.heima.structure.adapter.demo2;

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        Computer computer = new Computer();
        SDCard sdCard = new SDCardImpl();
        System.out.println(computer.readSD(sdCard));

        TFCard tfCard = new TFCardImpl();
        SDAdapterTF adapterTF = new SDAdapterTF(tfCard);
        System.out.println(computer.readSD(adapterTF));
    }

}

注意点： ​

还有一个适配器模式是接口适配器模式，当不希望实现一个接口所有的方法的时候，可以创建一个抽象类Adapter，实现所有的方法，而此时我们只需要继承该抽象类即可，即只需要适配抽象类的抽象方法

应用场景 ​

  • 以前开发的系统存在满足新系统功能需求的类，但是接口同新系统的接口不一致
  • 使用第三方提供的组件，但组件接口定义和自己定义要求的接口定义不同

JDK源码解析 ​

Reader（字节流）、InputStream（字节流），它们之间的适配使用的是InputStreamReader

InputStreamReader继承java.io包中的Reader，对它中的抽象的为实现的方法给出实现，如：

java
public int read() throws IOException() {
    return sd.read();
}

public int read(char cbuf[], int offset, int length) throws IOException{
    return sd.read(cbuf, offset, length)
}

如上代码中的sd（StreamDecoder类对象），在Sun的JDK实现中，实际的方法实现是对sum.nio.cs.StreamDecoder类的同名方法的调用封装，类结构图图下

image-20220925130942811

从图上可以看出

  • InputStreamReader是对同样实现了Reader的StreamDecoder的封装
  • StreamDecoder不是Java SE API中的内容，是sun JDK给出的自身实现。但我们知道他们对构造方法中的字节流（InputStream）进行封装。并通过类进行字节流和字符流之间的解码转换