适配器模式(Adapter Pattern)--设计模式

在生活中,想用苹果充电线给安卓的手机充电时,因为两者的接口不一样,会导致充电口无法进行匹配, 这时候,就需要适配器,将安卓的充电口转化为苹果的接口,这样就可以充电啦.已有的类与新的接口不兼容问题是很普遍的, 人们在日常的生产中,为找到了一个解决方案,以上面的例子引出今天要讲的设计模式--适配器模式.

定义与结构

1.1 定义

适配器模式将一个类的接口变成客户端所期待的另种接口, 从而使原本的接口不匹配无法在一起工作的两个类能够一起工作.

在适配器模式,存在两种不同的模式结构: 类的适配器模式和对象的适配器模式.

1.2 对象的适配器模式

1.2.1 适配器模式设计三个角色

Target(目标抽象类): 目标抽象类定义为客户所需接口, 是个抽象类或者接口, 也可以是具体类. 例如对于上面的例子,客户端的目标是给只接受安卓充电口的安卓手机充电, 所以目标抽象类就是安卓充电线的接口.
Adaptee(适配者类): 适配者类是被适配的角色, 定义了一个已经存在的接口, 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. 例如苹果充电线就是适配者类.
Adapter(适配器类): 通过需要包装一个需要适配的对象,将原接口转化成目标接口. 例如为了充电, 需要一个适配器, 使之一边可以连接安卓充电的接口, 一边可以连接苹果充电线的接口.

1.2.2 UML图

1.2.3 代码示例

(1) Target类

public class Android {
    public void isAndroid(){
        System.out.println("这是一个只接受安卓充电线的插口");
    }
}

(2)Adaptee类

public class Iphone {
    public void isIphone(){
        System.out.println("这是一个适配苹果充电线的插口");
    }
}

(3)Adapter类: 把两者进行适配

/**
 * 适配器，作为中间件，把他们进行适配
 */
public class Adapter extends Android{
    private Iphone iphone;

    public Adapter(Iphone iphone){
        this.iphone = iphone;
    }

    @Override
    public void isAndroid() {
        iphone.isIphone();
    }
}

(4) 测试

public class Demo {
    public static void main(String[] args){
        Android android = new Adapter(new Iphone());
        //调用的是安卓的接口，但实际上
        //确实一个可以接受苹果充电器的接口
        android.isAndroid();
    }
}

对于这种对象的适配器模式, 实际上就是通过一个适配器类,把目标类和需要被适配的类进行组合。所以适配器类Adapter一般需要继承或实现Targert，并且还得持有Adaptee的实例引用。

1.3 类的适配器模式

1.3.1 定义

除了上面的对象适配器模式之外, 还有另外一种类适配器模式. 在这种模式中, Adapter不持有Adaptee的实例引用,而是直接继承了Adaptee类, 然后再实现Target接口. 或者直接继承Adaptee类和Target类, 但由于Java不支持多重继承, 所以只能实现Target的方式.

1.3.2 代码

(1) Target接口类

interface Android {
    void isAndroid();
}

(2) Adaptee类

public class Iphone {
    public void isIphone(){
        System.out.println("这是一个适配苹果充电线的接口");
    }
}

(3) Adapter类：继承Adaptee,实现Target

/**
 * 适配器，把安卓手机的插口转化为可以用苹果充电线充电的接口
 */
public class Adapter extends Iphone implements Android{
    @Override
    public void isAndroid() {
        //直接调用
        isIphone();
    }
}

(4) 测试类

public class Demo {
    public static void main(String[] args){
        Android android = new Adapter();
        android.isAndroid();
    }
}

这两种最重要的区别是:

对象适配器模式通过组合来实现适配器功能;

类适配器模式通过多继承来实现Target来实现适配器功能.

实例

2.1 适用型

你想使用一个已经存在的类，而它的接口不符合你的需求，即已有类的接口与需求不匹配
你想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(即那些接口可能不一定兼容的类)协同工作
(仅适用于对象Adapter)你想使用一些已存在的子类，但是不可能对每一个都进行子类化以匹配它们的接口，对象适配器可以适配它的父类接口

2.2 委托

适配器模式是把类的接口变换为客户端要求的另一种接口，这里的客户端它们是什么？它们是Cocoa Touch框架中的类，那么此处什么是Target呢？是一个委托协议，实现协议的具体类会是个适配器，那么什么是与框架不匹配而需要适配的类呢？应用程序中的其他类，所以为什么委托模式其实是适配器模式。我们在Cocoa Touch框架中见过的许多框架类，是用协议中定义的某种形式的委托来实现的，我们可以把自己的委托实现为适配器。

2.3 简单实用

//协议 角色中的Target
protocol Target{
    func userExpectInterface()
}
 
//类 角色中的Adaptee
class Adaptee: NSObject {
    func doSomething(){
        print("adaptee doing something!")
    }
}
 
//类适配器 经常父类，遵守协议
class ClassAdapter: Adaptee,Target {
    func userExpectInterface() {
        super.doSomething()
    }
}
 
//对象适配器 遵守协议，拥有其它类对象，间接引用
class ObjectAdapter:Target{
    let adaptee = Adaptee()
    func userExpectInterface() {
        adaptee.doSomething()
    }
}

2.4 Demo讲解

我们经常需要使用第三方的服务，可以使用适配器模式对第三方的接口进行适配，比如：使用谷歌登录

1. 声明协议

// target
public protocol AuthenticationService {
    func login(email: String, password: String, success: @escaping (User, Token) -> Void, failure: @escaping (Error?) -> Void)
}

2. 原有的登录方法

// adaptee
public class GoogleAuthenticator {
    public func login(email: String, password: String, completion: @escaping (GoogleUser?, Error?) -> Void) {
        let token = "special-token-value"
        let user = GoogleUser(email: email, password: password, token: token)
        completion(user, nil)
    }
}

3、相关数据结构

public struct GoogleUser {
    public var email: String
    public var password: String
    public var token: String
}
 
public struct User {
    public let email: String
    public let password: String
}
 
public struct Token {
    public let value: String
}

4、适配器类

// adapter
public class GoogleAuthenticatorAdapter: AuthenticationService {
    private var authenticator = GoogleAuthenticator()
    public func login(email: String, password: String, success: @escaping (User, Token) -> Void, failure: @escaping (Error?) -> Void) {
        authenticator.login(email: email, password: password) { (googleUser, error) in
            guard let googleUser = googleUser else {
                failure(error)
                return
            }
            let user = User(email: email, password: password)
            let token = Token(value: googleUser.token)
            success(user, token)
        }
    }
}

5、简单实用

var authService: AuthenticationService = GoogleAuthenticatorAdapter()
 
authService.login(email: "user@example.com", password: "password", success: { (user, token) in
    print("auth succeeded: (user.email), (token.value)")
}) { (error) in
    print("auth failed")
}

优缺点

3.1 优点

更好的复用性：系统需要使用现有的类，而此类的接口不符合系统的需要。那么通过适配器模式就可以让这些功能得到更好的复用。
更好的扩展性：在实现适配器功能的时候，可以调用自己开发的功能，从而自然地扩展系统的功能。
灵活性非常好：不想要适配器时，删掉这个适配器就好了，其他代码不用改。

3.2 缺点

过多的使用适配器，会让系统非常零乱，不易整体进行把握。比如，明明看到调用的是A接口，其实内部被适配成了B接口的实现，一个系统如果太多出现这种情况，无异于一场灾难。因此如果不是很有必要，可以不使用适配器，而是直接对系统进行重构。

总结

适配器模式有点如上，其缺点也存在，很多东西本来可以直接了当，用了适配器后就多了一大坨代码。当然如果把上面的实现在拆分下文件，那么显然如果不知道适配器原理的人就很难理解代码why了。但是对于项目的长远来看，如果可以写出可变性好的代码，偶尔降低代码的可读性也是可以接受的，毕竟这些模式都很金典，看不懂只能说明学得还不够多。