细说适配器模式

结构型模式，顾名思义讨论的是类和对象的结构，它采用继承机制来组合接口或实现，或者通过组合一些对象，从而实现新的功能。GoF23种设计模式中的结构型模式有7种，分别是适配器模式（Adapter）、装饰器模式（Decorator）、代理模式（Proxy）、外观模式（Facade）、桥接模式（Bridge）、组合模式（Composite）、享元模式（Flyweight）。

其中对象的适配器模式是各种模式的起源，是一种比较重要的适配器模式。这7种模式的作用不同，分别如下。
适配器模式（Adapter）：将某个类的接口转换成客户端期望的另一个接口表示。适配器模式可以消除由于接口不匹配所造成的类兼容性问题。
根据适配对象的不同，又分为3种类型：
类的适配器模式：用于对类进行适配。
对象的适配器模式：用于对对象进行包装。
接口的适配器模式：用于对接口抽象化。
装饰器模式（Decorator）：向某个对象动态地添加更多的功能。装饰器模式是除类继承外另一种扩展功能的方法。
代理模式（Proxy）：为其他对象提供一个代理以控制对这个对象的访问。
外观模式（Facade）：为子系统中的一组接口提供一个一致的界面，外观模式定义了一个高层接口，这个接口使得这一子系统更加容易使用。
桥接模式（Bridge）：将一个抽象与实现解耦，以便两者可以独立的变化。
组合模式（Composite）：把多个对象组成树状结构来表示局部与整体，这样用户可以一样地对待单个对象和对象的组合。
享元模式（Flyweight）：通过共享以便有效地支持大量小颗粒对象。

接下来将对7种常用结构型模式进行比较，并通过经典的代表实例来说明该如何使用各种结构型模式：
适配器模式—Iterator适配器（对象的适配器模式）、Enumeration适配器（对象的适配器模式）、AWT事件适配器（接口的适配器模式）、I/O字节流到字符流的适配器（对象的适配器模式）。
装饰器模式—I/O输入/输出流管道的装饰器模式、Sitemesh装饰器。
代理模式—Java动态代理机制。
桥接模式—JDBC桥DriverManager。
组合模式—AWT容器Container。
享元模式—数据库连接池。

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下面来看详细的内容。

适配器模式（Adapter）
下面从以下几个方面来详细讲解适配器模式。
适配器模式的核心思想。
第一种：类的适配器模式（对类进行适配）。
第二种：对象的适配器模式（对对象进行包装）。
第三种：接口的适配器模式（对接口抽象化）。
何时使用适配器模式。
Java中的应用—Iterator适配器（对象的适配器模式）。
Java中的应用—Enumeration适配器（对象的适配器模式）。
Java中的应用—AWT事件适配器（接口的适配器模式）。
Java中的应用—I/O字节流到字符流的适配器（对象的适配器模式）。

适配器模式的核心思想
适配器模式的核心思想：把原有的接口转变成调用者期待的接口，从而使不同接口的类可以一起工作。
适配器中包含如下3个角色。
源角色Adaptee：需要适配的目标类或接口。
目标角色Target：所期望得到的接口。
适配器角色Adapter：适配器类是本模式的核心，用来把源接口转换成目标接口，显然这一角色不可以是接口，而必须是具体类。
这3者角色之间的交互关系便组成了适配器模式的模型，
Adaptee类只有operation()方法，没有newoperation()方法，但是客户端又需要目标类同时拥有这两个方法，这时便可以新建一个接口Target，并提供一个中间环节Adapter类，Adapter类实现了Target接口，并继承自Adaptee，Adapter类的operation()方法重新封装了Adapter类的operation()方法，并同时实现了newoperation()方法，这便实现了适配的目的。

适配器也叫做包装器模式（Wrapper），根据适配对象的不同，又可以将适配器模式分为3种子类型。
类的适配器模式：用于对类进行适配。
对象的适配器模式：用于对对象进行包装。
接口的适配器模式：用于对接口抽象化。

下面分别通过实例的形式来展示这3种模式的使用。

第一种：类的适配器模式（对类进行适配）
第一种模式是类的适配器模式，它用来对目标类进行包装，如图12-3所示。
Source类是具体的原始类，是待适配的对象，它拥有一个函数operation1()。
Targetable是要适配的目标接口，它拥有一个与Source同样的接口函数operation1()，并提供了一个新的接口函数operation2()，该函数是要扩展的功能。
Adapter是适配器类，它必须继承Source类，并实现Targetable接口，从而将Source的功能扩展到Targetable接口所具有的功能。
适配后的Source类，即可以通过调用Targetable接口来实现对Source类的操作，

下面来看具体的实现。
（1）Source类的源代码如程序12-1所示，其默认的操作函数operation1()用来输出一个字符串。
源类Source.java

package structure.adapter;public class Source {public void operation1() {System.out.println("原始类的方法");}
}

（2）Targetable必须首先具备与Source相同的函数接口，这样它才能够实现Source功能，然后增加扩展函数operation2()。
目标接口Targetable.java

package structure.adapter;public interface Targetable {public void operation1();public void operation2();
}

（3）Adapter的作用是将Source适配为Targetable，因此它必须继承Source类并实现Targetable接口，这样它便拥有了Source函数operation1()的功能，该函数还拥有了与Targetable同样的接口；同时，它必须实现Targetable的扩展函数，它往控制台输出了一个字符串。
适配器类Adapter.java

package structure.adapter;public class Adapter extends Source implements Targetable {public void operation2() {System.out.println("适配目标类后的方法");}
}

（4）我们就可以创建一个Adapter类的对象，该对象属于Targetable，调用该对象的operation1()函数将会实现对Source函数的调用，调用operation2()函数将会实现对Adatper实现函数的调用，这样就实现了对类Source到Targetable的适配。
测试类AdapterTest.java

package structure.adapter;public class AdapterTest {public static void main(String[] args) {// 创建目标接口的类实例Targetable obj = new Adapter();// 调用目标类的方法obj.operation1();obj.operation2();}
}

运行该程序的输出为：
原始类的方法
适配目标类后的方法
这正是我们想要的结果：把类Source按照接口Targetable进行调用。

第二种：对象的适配器模式（对对象进行包装）
第二种模式是对象的适配器模式，它用来对目标对象进行包装，因此又叫做包装器模式，如图12-4所示。
Source类是具体的原始类，是待包装对象的类，它拥有一个函数operation1()。
Targetable是要适配的目标接口，它拥有一个与Source同样的接口函数operation1()，并提供了一个新的接口函数operation2()，该函数是要扩展的功能。
Wrapper是包装器类，它与Adapter适配器不同，它不需要继承Source，但必须拥有一个Source类型的对象source，该对象在构造函数中被赋值。在该包装器的operation1()函数中，需要调用source的operation1()，这样就实现了对原有对象的调用；同时扩展实现Targetable的operation2()函数。
包装后的Wrapper类，即可以通过调用Targetable接口来实现对Source类的操作，以上的Source类和Targetable接口与第一种模式相同，唯一不同的是Wrapper的实现方式不同。
包装器类Wrapper.java

package structure.adapter;public class Wrapper implements Targetable {private Source source;public Wrapper(Source source) {super();this.source = source;}public void operation1() {source.operation1();}public void operation2() {System.out.println("包装目标类后的方法");}
}

创建一个Source类的对象source，并根据该对象创建一个Wrapper包装器obj，该包装器对象属于Targetable，调用该对象的operation1()函数将会实现对Source函数的调用，调用operation2()函数将会实现对Wrapper实现函数的调用，这样就实现了对类Source到Targetable的包装。
测试类WrapperTest.java

package structure.adapter;public class WrapperTest {public static void main(String[] args) {// 创建源类对象Source source = new Source();// 创建source的包装类对象Targetable obj = new Wrapper(source);// 调用目标类的方法obj.operation1();obj.operation2();}
}

运行该程序的输出为：
原始类的方法
包装目标类后的方法
输出的结果与第一种模式相同，因此效果是与第一种模式相同的，不同的是适配的方式不同。

第三种：接口的适配器模式（对接口抽象化）
有时我们会在一个接口中定义多个接口方法，如果要实现该接口编写一个类，就必须为每一个接口方法编写实现代码，这显然会造成很大的浪费。为了解决这个问题，可以使用第三种适配器模式—默认适配器。它会为原有的接口类实现一个默认的抽象类，在该抽象类中编写每一个接口的默认实现，当我们需要编写一个具体类时，只需要继承自该抽象类，而不需要实现原有的接口。并且，此时我们不需要实现所有的接口方法，只实现需要的函数即可。
如图12-5所示为接口的适配器模式。

Sourceable是定义了多个接口函数的接口类。
DefaultWrapper是一个抽象类，它实现了接口Sourcable，并为每一个接口函数提供了默认的实现。
依据DefaultWrapper就可以编写不同的实现，在实现中只需要重写部分待实现的函数，而不需要重写全部。

下面来看具体的实现。
（1）Sourcable类的源代码如程序12-7所示，它定义了两个操作函数。
源接口Sourcable.java

package structure.adapter;public interface Sourcable {public void operation1();public void operation2();
}

（2）DefaultWrapper实现了Sourcable接口，并提供了其两个接口函数的实现，在该实现中可以什么也不做，目的只是为了给其子类提供一个默认的实现。
默认适配器类DefaultWrapper.java

package structure.adapter;public abstract class DefaultWrapper implements Sourcable {public void operation1(){}public void operation2(){}
}

（3）SourceSub1继承自DefaultWrapper，由于DefaultWrapper的屏蔽作用，SourceSub1可以只重新实现自己关心的函数operation1()，它负责输出一个字符串。
源接口的实现子类SourceSub1.java

package structure.adapter;public class SourceSub1 extends DefaultWrapper {public void operation1() {System.out.println("源接口的一个实现子类Sub1");}
}

（4）SourceSub2继承自DefaultWrapper，由于DefaultWrapper的屏蔽作用，SourceSub2可以只重新实现自己关心的函数operation2()，它负责输出一个字符串。
源接口的实现子类SourceSub2.java

package structure.adapter;public class SourceSub2 extends DefaultWrapper {public void operation2() {System.out.println("源接口的一个实现子类Sub2");}
}

以上我们编写了两个实现SourceSub1和SourceSub2，下面分别创建一个对象，创建的对象都属于Sourcable。然后分别调用它们的方法operation1()和operation2()。
测试类DefaultWrapperTest.java

package structure.adapter;
public class DefaultWrapperTest {public static void main(String[] args) {Sourcable source1 = new SourceSub1();Sourcable source2 = new SourceSub2();source1.operation1();source1.operation2();source2.operation1();source2.operation2();}
}

运行该程序的结果如下：
源接口的一个实现子类Sub1
源接口的一个实现子类Sub2
从输出的结果可以看出，source1和source2仅仅在运行自身实现的函数时发生了作用，对于没有实现的函数则调用了默认适配器DefaultWrapper的默认函数，什么也没有输出。

何时使用适配器模式
从以上的讲解我们已经知道，如果需要将一个类变成另一个类时就可以使用适配器模式。但是根据需求的不同，可以分别选用3种不同的子模式。
类的适配器模式：当希望将一个类转换成满足另一个接口时，可以模仿Adapter的做法来构造一个新的适配器类，该类继承原有的类并实现新的接口即可。
对象的适配器模式：当希望将一个对象转换成另一个接口时，可以模仿Wrapper的做法来构造一个新的包装类，该类调用原有的类并实现新的接口即可。
默认适配器模式：当不希望实现一个接口的所有方法时，可以模仿DefaultWrapper的做法构造一个抽象类，给出所有方法的默认的实现，这样，从这个抽象类再继承下去的子类就不必实现所有的方法了。