Java 设计模式 - 适配器模式

Question

将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口，使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些类可以一起工作。

适配器模式是 Adapter，也称 Wrapper (所以如果看到源码中有以这两个结尾的类，那么大概率使用了适配器模式)，java 中实现适配器模式共有三种：

• 类适配器: 当希望将一个类转换成满足另一个新接口的类时，可以使用类的适配器模式，创建一个新类，继承原有的类，实现新的接口即可
• 对象适配器: 当希望将一个对象转换成满足另一个新接口的对象时，可以创建一个 Wrapper 类，持有原类的一个实例，在 Wrapper 类的方法中，调用实例的方法就行。使用组合替代继承，故相比较类适配器，对象适配器更加常用。
• 接口适配器: 当不希望实现一个接口中所有的方法时，可以创建一个抽象类 Wrapper，实现所有方法，我们写别的类的时候，继承抽象类即可

适配器是为了解决类兼容性问题的，实际上 java 标准库中也有很多地方使用了适配器模式，典型的线程池中为了能让 Thread 可以调用 Callable 接口使用了 RunnableAdapter 这个类：

private static final class RunnableAdapter<T> implements Callable<T> {
    private final Runnable task;
    private final T result;
    RunnableAdapter(Runnable task, T result) {
        this.task = task;
        this.result = result;
    }
    public T call() {
        task.run();
        return result;
    }
    public String toString() {
        return super.toString() + "[Wrapped task = " + task + "]";
    }
}

实现

我们以给手机充电来举例说明适配器的用途

定义 220V 的电源

/**
 * 中国的电源-220V
 */
public class PowerWith220V {

    public Integer discharge() {
        System.out.println("220V 的电源正在放电...");
        return 220;
    }
}

定义充电器

/**
 * 充电器
 */
public interface Charger {

    /**
     * 接入电源
     * @param powerWith220V
     * @return
     */
    Boolean connectPower(PowerWith220V powerWith220V);

}


/**
 * 实际充电器
 */
public class ChargerImpl implements Charger {

    private PowerWith220V powerWith220V;

    @Override
    public Boolean connectPower(PowerWith220V powerWith220V) {
        this.powerWith220V = powerWith220V;
        System.out.println("充电器接入电源成功");
        return Boolean.TRUE;
    }

}

定义手机

/**
 * 手机
 */
public class Phone {

    private String name;

    public Phone(String name) {
        this.name = name;
    }

    public void charge(Charger charger) {
        charger.discharge(36);
        System.out.println(name + "正在充电... ");
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

模拟下手机充电

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        //定义一个手机
        Phone phone = new Phone("vivo");

        //定义一个 220v 电源
        PowerWith220V powerWith220V = new PowerWith220V();

        //定义一个充电器
        Charger charger = new ChargerImpl();
        //充电器接入电源
        charger.connectPower(powerWith220V);

        //手机充电
        phone.charge(charger);
    }
}

以上没有问题，但突然某一天手机的使用者来到了美国，而美国的电源都是 110V 的，如果是以上设计，明显就无法满足需求了

所以为了能成功给手机充电，我们就需要一个适配器：

先定义一个 110V 的电源

public class PowerWith110V {
    
    public Integer discharge() {
        System.out.println("110V 的电源正在放电...");
        return 110;
    }

}

定义适配器

/**
 * 新充电器
 */
public interface NewCharger extends Charger {

    /**
     * 接入电源
     * @param powerWith110V
     * @return
     */
    Boolean connectPower(PowerWith110V powerWith110V);

}

/**
 * 充电适配器
 */
public class ChargerAdapter implements NewCharger {

    private Charger charger;

    private PowerWith110V powerWith110V;

    public ChargerAdapter(Charger charger) {
        this.charger = charger;
    }

    @Override
    public Boolean connectPower(PowerWith110V powerWith110V) {
        this.powerWith110V = powerWith110V;
        System.out.println("充电器接入 110V 电源成功");
        return Boolean.TRUE;
    }

    @Override
    public Boolean connectPower(PowerWith220V powerWith220V) {
        return charger.connectPower(powerWith220V);
    }

}

继续充电

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        //定义一个手机
        Phone phone = new Phone("vivo");

        //定义一个 220v 电源
        PowerWith220V powerWith220V = new PowerWith220V();

        //定义一个充电器
        Charger charger = new ChargerImpl();
        //接入 220V 电源
        charger.connectPower(powerWith220V);

        //手机充电
        phone.charge(charger);

        //定义一个 110V 的电源
        PowerWith110V powerWith110V = new PowerWith110V();

        //定义适配器
        NewCharger newCharger = new ChargerAdapter(charger);
        //接入 110V 电源
        newCharger.connectPower(powerWith110V);

        //手机充电
        phone.charge(newCharger);

        //同样可以接入 220V 电源
        newCharger.connectPower(powerWith220V);

        phone.charge(newCharger);
    }
}

其实这个示例中可以理解为：

• 为了能将电源的电提供给手机，使用了适配器-创建一个充电器（转换电源)
• 为了能兼容 220V 和 110V 的电源，使用了适配器-创建了一个充电适配器（转换不同电源)

市面上常用的各种转接头如果用代码实现的话，也可以认为是适配器模式。