设计模式——适配器模式（Adapter Pattern）

概述

       适配器模式可以将一个类的接口和另一个类的接口匹配起来，而无须修改原来的适配者接口和抽象目标类接口。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)。适配器模式既可以作为类结构型模式，也可以作为对象结构型模式。

       在适配器模式中，我们通过增加一个新的适配器类来解决接口不兼容的问题，使得原本没有任何关系的类可以协同工作。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。

对象适配器模式

概述

       对象适配器的实现方式是通过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。

对象适配器模式结构如图所示：

在对象适配器模式结构图中包含如下几个角色：

       ● Target（目标抽象类）：目标抽象类定义客户所需接口，可以是一个抽象类或接口，也可以是具体类。

       ● Adapter（适配器类）：适配器可以调用另一个接口，作为一个转换器，对Adaptee和Target进行适配，适配器类是适配器模式的核心，在对象适配器中，它通过继承Target并关联一个Adaptee对象使二者产生联系。

       ● Adaptee（适配者类）：适配者即被适配的角色，它定义了一个已经存在的接口，这个接口需要适配，适配者类一般是一个具体类，包含了客户希望使用的业务方法，在某些情况下可能没有适配者类的源代码。

简单实现

       实现对已有算法的适配，目标接口代码如下：

       适配者（已有算法）类如下：

       适配器类如下：

       编写如下客户端测试代码：

如果需要使用其他排序算法类和查找算法类，可以增加一个新的适配器类，使用新的适配器来适配新的算法，原有代码无须修改。

类适配器模式

概述

       类适配器模式和对象适配器模式最大的区别在于适配器和适配者之间的关系不同，对象适配器模式中适配器和适配者之间是关联关系，而类适配器模式中适配器和适配者是继承关系，类适配器模式结构如图所示：

根据类适配器模式结构图，适配器类实现了抽象目标类接口Target，并继承了适配者类，在适配器类的request()方法中调用所继承的适配者类的specificRequest()方法，实现了适配。典型的类适配器代码如下所示：

class Adapter extends Adaptee implements Target {

       public void request() {

              specificRequest();

       }

}

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Adaptee为最终(Final)类，也无法使用类适配器。在Java等面向对象编程语言中，大部分情况下我们使用的是对象适配器，类适配器较少使用。

缺省适配器模式（接口适配器模式）

概述

       缺省适配器模式(Default Adapter Pattern)：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。

       这种模式的核心归结如下：当你想实现一个接口但又不想实现所有接口方法，只想去实现一部分方法时，就用默认的适配器模式，他的方法是在接口和具体实现类中添加一个抽象类，而用抽象类去空实现目标接口的所有方法或者适配器类空实现不用的目标接口。而具体的实现类只需要覆盖其需要完成的方法即可。代码如下：

总结

       适配器模式将现有接口转化为客户类所期望的接口，实现了对现有类的复用，它是一种使用频率非常高的设计模式，在软件开发中得以广泛应用，在Spring等开源框架、驱动程序设计（如JDBC中的数据库驱动程序）中也使用了适配器模式。

1. 主要优点

无论是对象适配器模式还是类适配器模式都具有如下优点：

       (1) 将目标类和适配者类解耦，通过引入一个适配器类来复用现有的适配者类，无须修改原有结构，提高程序扩展性。

       (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”。

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：

      (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。

2. 主要缺点

类适配器模式的缺点如下：

      (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。

3. 适用场景

• 已经存在的类，它的方法和需求不匹配（方法结构相同或相似）的情况。
• 使用第三方提供的组件，但组件接口定义和自己要求的接口定义不同。
• 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。