16 设计模式之适配器模式（充电器转换案例）

一、适配器模式的定义

适配器模式（Adapter Pattern）是一种结构型设计模式，常用于解决接口不兼容的问题。适配器模式通过引入一个"适配器"类，将一个接口转化为客户端期望的另一种接口，使得原本因接口不兼容而无法交互的类能够正常协作。

适配器模式的目标是让原本不兼容的接口能够一起工作。具体来说，适配器模式通过"适配器类"将源接口（被适配的接口）转换成客户端期望的目标接口，从而使得客户端与源接口可以互相沟通。

今天我们通过一个生活化的例子来讲解适配器模式：假设你有一个中国标准的电器插头，但你在美国旅行时，电源插座与中国的插头不兼容。此时，我们就可以通过适配器模式来解决这一问题，使得电器插头能够适配到美国标准的电源插座上。

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二、适配器模式的组成部分

• 目标接口（Target） ：客户端希望使用的标准接口。在我们的例子中，就是美国的电源插头接口 USPlug。
• 被适配者（Adaptee） ：现有的接口，它与客户端希望使用的接口不兼容。在例子中就是中国电源插头接口 CNPlug。
• 适配器（Adapter） ：实现目标接口，并持有被适配者对象。适配器将目标接口的请求转发到被适配者对象，实现接口之间的适配。这里就是 PlugAdapter 类。
• 客户端（Client） ：使用目标接口与系统进行交互。在本例中，就是用美国插头（USPlug）为电器充电的行为。

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三、适配器模式的案例讲解

我们来看一个具体的代码实现，以电源插头适配为例：

1.目标接口：USPlug（美国插头接口）

// 目标接口
public interface USPlug {
    void chargeInUS();  // 美国标准的充电方法
}

2.被适配者接口：CNPlug（中国插头接口）

// 被适配者接口
public interface CNPlug {
    void chargeInCN();  // 中国标准的充电方法
}

3.适配器类：PlugAdapter（适配器）

// 适配器类
public class PlugAdapter implements USPlug {
    private CNPlug cnPlug;  // 持有一个中国插头对象

    // 构造函数，传入中国插头对象
    public PlugAdapter(CNPlug cnPlug) {
        this.cnPlug = cnPlug;
    }

    // 适配器实现目标接口的充电方法
    @Override
    public void chargeInUS() {
        System.out.println("正在适配...");
        cnPlug.chargeInCN();  // 调用中国插头的充电方法
    }
}

4.被适配者实现类：ChinaPlug（中国插头）

// 中国插头实现
public class ChinaPlug implements CNPlug {
    @Override
    public void chargeInCN() {
        System.out.println("使用中国插头充电...");
    }
}

5.测试类：AdapterPatternTest（客户端）

// 测试类
public class AdapterPatternTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 客户端使用中国插头的电器
        CNPlug cnPlug = new ChinaPlug();

        // 通过适配器将中国插头转换为美国插头
        USPlug usPlug = new PlugAdapter(cnPlug);

        // 使用美国插头接口充电
        usPlug.chargeInUS();
    }
}

6.实现效果

正在适配...

使用中国插头充电

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四、代码执行流程

1. 客户端 AdapterPatternTest 创建了一个 ChinaPlug（中国插头）实例。
2. 通过 PlugAdapter（适配器）将 ChinaPlug 转换为 USPlug（美国插头接口）。
3. 客户端通过 usPlug.chargeInUS() 方法来充电，实际执行的是 ChinaPlug 的 chargeInCN() 方法。
4. 适配器类（PlugAdapter）的作用就是将不同的接口适配起来，让原本不兼容的插头能够在美国插座中使用。

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五、适配器模式的优缺点

1.优点：

• 解决接口不兼容问题：适配器模式能让两个不兼容的接口能够正常工作，避免了因为接口不一致而导致的系统无法协作的问题。
• 提高系统的灵活性：通过适配器，可以灵活地引入新的插头类型，而不需要修改现有的代码。
• 符合开闭原则：通过扩展适配器类可以方便地适应新类型的插头或接口，而无需修改原有的类。

2.缺点：

• 可能增加系统的复杂性：过多的适配器可能导致类的数量增多，从而增加系统的复杂性。
• 增加了代码的间接性：通过适配器进行间接调用，会使得代码的可读性降低，增加了理解成本。

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六、总结

适配器模式是解决接口不兼容问题的强大工具。通过引入适配器类，系统中的各个部分可以不修改原有代码的前提下，实现接口之间的兼容和转换。在实际开发中，适配器模式非常适用于跨平台和系统集成的场景。希望通过本篇博客的示例，你能够清晰理解适配器模式的工作原理及应用场景。