设计模式(分类) 设计模式(六大原则)
创建型(5种) 工厂方法 抽象工厂模式 单例模式 建造者模式 原型模式
结构型(7种) 适配器模式 装饰器模式 代理模式 外观模式 桥接模式 组合模式 享元模式
行为型(11种) 策略模式 模板方法模式 观察者模式 迭代器模式 责任链模式 命令模式
备忘录模式 状态模式 访问者模式 中介者模式
适配器模式(Adapter Pattern)是一种结构型设计模式,它允许将一个接口转换为客户期望的另一个接口,从而使原本不兼容的类能够协同工作。适配器模式的主要目的是解决接口不匹配的问题,它通过创建一个适配器类,将源接口转换为目标接口,使得原本无法直接交互的类能够通过适配器进行通信。
模式结构
适配器模式通常包含以下角色:
目标接口(Target):定义客户端期望的接口,可以是一个接口或抽象类。目标接口是客户程序需要使用的接口。
源接口(Adaptee):需要被适配的接口,通常是第三方提供的接口或者遗留系统中的接口。
适配器(Adapter):适配器类实现了目标接口,并持有源接口的一个实例。适配器类通过将源接口的方法映射到目标接口的方法,使得客户端可以像使用目标接口一样使用源接口。
工作原理
- 客户端:调用适配器对象的目标接口方法,与源接口无关。
- 适配器:实现目标接口,内部持有源接口对象的引用。适配器在实现目标接口方法时,调用源接口对象的相关方法,将源接口的接口转换为客户端期望的目标接口。
适配器模式的两种形式
类适配器:适配器类通过继承源接口(Adaptee)并实现目标接口(Target)来实现适配。这种方式要求源接口必须是具体类,且目标接口和源接口之间要有一定的继承关系或共同父类。
对象适配器:适配器类通过组合(持有源接口对象的引用)而非继承来实现适配。适配器类实现目标接口,并在其方法中调用源接口对象的方法。这种方式更灵活,不要求源接口必须是具体类,也不要求源接口与目标接口之间有继承关系。
优缺点
优点
- 复用现存类:适配器模式允许在不修改现有代码的情况下,将一个类的接口转换为另一个接口,使得现有类可以被复用。
- 兼容性:通过适配器模式,可以使原本不兼容的接口之间能够协同工作,提高了系统的兼容性。
- 灵活性:对象适配器模式可以将一个接口转换成多个接口,而类适配器模式由于Java的单继承限制,只能一对一地适配。
缺点
- 过多的适配器:如果系统中存在大量的适配器类,可能会增加系统的复杂性,不易管理。
- 过多的类:在使用类适配器时,可能会增加类的数量,特别是当系统中存在大量需要适配的类时。
适用场景
- 需要使用一个已经存在的类,但它的接口不符合需求:可以通过适配器模式创建一个适配器类,将已有类的接口转换为期望的接口。
- 想要创建一个可以复用的类,该类可以与其他不相关的类或不可预见的类协同工作:适配器模式可以将目标接口与源接口解耦,使得适配器类可以适应更多的源接口。
- 需要使用几个具有类似功能但接口不兼容的类:通过适配器模式可以创建统一的接口,简化客户端代码。
代码示例(以Java为例,展示对象适配器)
java
// 目标接口
public interface Target {
void request();
}
// 源接口(被适配的接口)
public class Adaptee {
public void specificRequest() {
System.out.println("Adaptee-specific request");
}
}
// 适配器类
public class Adapter implements Target {
private Adaptee adaptee;
public Adapter(Adaptee adaptee) {
this.adaptee = adaptee;
}
@Override
public void request() {
adaptee.specificRequest();
}
}
// 客户端代码
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Adaptee adaptee = new Adaptee();
Target target = new Adapter(adaptee);
target.request(); // 输出:Adaptee-specific request
}
}
在这个Java示例中:
Target
接口代表客户端期望的接口。Adaptee
类是需要被适配的源接口。Adapter
类实现了Target
接口,并持有一个Adaptee
对象的引用。在request()
方法中,调用了adaptee.specificRequest()
,实现了接口的适配。- 客户端代码创建
Adaptee
对象,然后通过Adapter
将其包装成Target
接口,并调用request()
方法,实现了源接口与目标接口之间的转换。
代码示例(以Python为例)
python
# 目标接口
class Target:
def request(self):
raise NotImplementedError("Subclasses must implement this method")
# 源接口(被适配的接口)
class Adaptee:
def specific_request(self):
print("Adaptee-specific request")
# 适配器类
class Adapter(Target):
def __init__(self, adaptee: Adaptee):
self._adaptee = adaptee
def request(self):
self._adaptee.specific_request()
# 客户端代码
def main():
adaptee = Adaptee()
adapter = Adapter(adaptee)
adapter.request() # 输出:Adaptee-specific request
if __name__ == "__main__":
main()
在这个Python示例中:
Target
类作为目标接口,定义了request()
方法,要求子类必须实现。Adaptee
类是需要被适配的源接口,提供了specific_request()
方法。Adapter
类继承自Target
,实现了request()
方法。在该方法中,调用了_adaptee.specific_request()
,将源接口的方法映射到目标接口的方法上,实现了接口的适配。- 客户端代码创建
Adaptee
对象,然后通过Adapter
将其包装成Target
接口,并调用request()
方法,实现了源接口与目标接口之间的转换。