适配器模式

博主：情天
发布时间：2024 年 07 月 04 日
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分类：笔记

# 适配器模式

# 什么是适配器模式？

适配器模式（Adapter Pattern）是结构型设计模式之一。它通过将一个类的接口转换成客户端期望的另一种接口，使得原本由于接口不兼容而无法一起工作的类能够协同工作。适配器模式可以在不修改现有代码的情况下实现类的复用。

# 定义

## 定义和意图

适配器模式的定义是：将一个类的接口转换成客户端希望的另一种接口，使得原本由于接口不兼容而无法一起工作的类可以一起工作。其主要意图是解决现有类和新需求之间的兼容问题。

## 使用场景

适配器模式适用于以下几种场景：

* **系统需要使用现有的类，但其接口不符合需求**：可以通过适配器模式将现有类的接口转换成符合需求的接口。
* **希望创建一个可以复用的类，使其能与不兼容的类协同工作**。
* **使用第三方库**：第三方库的接口与现有系统不兼容，通过适配器模式进行适配。

# 结构

## 角色和职责

1. **目标接口（Target）** ：定义客户端期望的接口。
2. **适配者（Adaptee）** ：定义一个已有接口，这个接口需要适配。
3. **适配器（Adapter）** ：实现目标接口，并将目标接口转换为适配者接口。

# 实现

## 示例场景：支付系统适配器

假设我们有一个电子商务系统，支持多种支付方式。系统已经有了一个旧的支付接口，但现在需要集成一个新的第三方支付系统。我们希望在不修改现有代码的情况下，使用适配器模式来实现这一功能。

### UML类图

以下是适配器模式的UML类图：

```plantuml
@startuml
interface PaymentProcessor {
  +processPayment(amount: double)
}

class OldPaymentSystem {
  +pay(amount: double)
}

class NewPaymentGateway {
  +makePayment(amount: double)
}

class OldPaymentAdapter implements PaymentProcessor {
  -oldPaymentSystem: OldPaymentSystem
  +OldPaymentAdapter(oldPaymentSystem: OldPaymentSystem)
  +processPayment(amount: double)
}

class NewPaymentAdapter implements PaymentProcessor {
  -newPaymentGateway: NewPaymentGateway
  +NewPaymentAdapter(newPaymentGateway: NewPaymentGateway)
  +processPayment(amount: double)
}

PaymentProcessor <|.. OldPaymentAdapter
PaymentProcessor <|.. NewPaymentAdapter
OldPaymentAdapter ..> OldPaymentSystem : uses
NewPaymentAdapter ..> NewPaymentGateway : uses
@enduml
```

### Java代码示例

以下是一个通过适配器模式实现的支付系统示例，展示了如何通过适配器模式将旧的支付系统和新的第三方支付系统适配到统一的接口中：

```java
// 目标接口，客户端期望的接口
interface PaymentProcessor {
    void processPayment(double amount);
}

// 旧的支付系统
class OldPaymentSystem {
    public void pay(double amount) {
        System.out.println("通过旧支付系统支付: " + amount + " 元");
    }
}

// 新的第三方支付系统
class NewPaymentGateway {
    public void makePayment(double amount) {
        System.out.println("通过新支付网关支付: " + amount + " 元");
    }
}

// 适配器类，将OldPaymentSystem的接口转换为PaymentProcessor的接口
class OldPaymentAdapter implements PaymentProcessor {
    private OldPaymentSystem oldPaymentSystem;

public OldPaymentAdapter(OldPaymentSystem oldPaymentSystem) {
        this.oldPaymentSystem = oldPaymentSystem;
    }

@Override
    public void processPayment(double amount) {
        oldPaymentSystem.pay(amount);
    }
}

// 适配器类，将NewPaymentGateway的接口转换为PaymentProcessor的接口
class NewPaymentAdapter implements PaymentProcessor {
    private NewPaymentGateway newPaymentGateway;

public NewPaymentAdapter(NewPaymentGateway newPaymentGateway) {
        this.newPaymentGateway = newPaymentGateway;
    }

@Override
    public void processPayment(double amount) {
        newPaymentGateway.makePayment(amount);
    }
}

// 客户端代码
public class AdapterPatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 使用旧的支付系统
        OldPaymentSystem oldPaymentSystem = new OldPaymentSystem();
        PaymentProcessor oldPaymentProcessor = new OldPaymentAdapter(oldPaymentSystem);
        oldPaymentProcessor.processPayment(100.0);

// 使用新的支付网关
        NewPaymentGateway newPaymentGateway = new NewPaymentGateway();
        PaymentProcessor newPaymentProcessor = new NewPaymentAdapter(newPaymentGateway);
        newPaymentProcessor.processPayment(200.0);
    }
}
```

### 详细解释

在这个示例中，我们有一个旧的支付系统`OldPaymentSystem`和一个新的第三方支付系统`NewPaymentGateway`。客户端期望使用统一的`PaymentProcessor`接口来处理支付。

* **目标接口**：`PaymentProcessor`定义了客户端期望的接口`processPayment`。
* **适配者**：`OldPaymentSystem`和`NewPaymentGateway`是需要适配的类，它们的接口分别是`pay`和`makePayment`。
* **适配器**：

* `OldPaymentAdapter`实现了`PaymentProcessor`接口，并在其`processPayment`方法中调用`OldPaymentSystem`的`pay`方法。
  * `NewPaymentAdapter`实现了`PaymentProcessor`接口，并在其`processPayment`方法中调用`NewPaymentGateway`的`makePayment`方法。

通过这种方式，客户端代码可以通过统一的`PaymentProcessor`接口调用不同的支付系统，实现了接口的适配。

## 示例场景：旧系统日志适配到新系统

假设我们有一个旧的日志系统，它使用特定的接口进行日志记录，而新系统期望使用另一种接口。我们可以使用适配器模式来实现这一兼容。

### UML类图

以下是适配器模式的UML类图：

```plantuml
@startuml
interface Target {
  +request()
}

class Adaptee {
  +specificRequest()
}

class Adapter implements Target {
  -adaptee: Adaptee
  +Adapter(adaptee: Adaptee)
  +request()
}

Target <|.. Adapter
Adapter ..> Adaptee : uses
@enduml
```

### Java代码示例

```java
// 目标接口，客户端期望的接口
interface Logger {
    void log(String message);
}

// 适配者类，旧的日志系统
class OldLogger {
    public void writeLog(String logMessage) {
        System.out.println("旧日志系统：" + logMessage);
    }
}

// 适配器类，将OldLogger的接口转换为Logger的接口
class LoggerAdapter implements Logger {
    private OldLogger oldLogger;

public LoggerAdapter(OldLogger oldLogger) {
        this.oldLogger = oldLogger;
    }

@Override
    public void log(String message) {
        // 调用旧日志系统的写日志方法
        oldLogger.writeLog(message);
    }
}

// 客户端代码
public class AdapterPatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        OldLogger oldLogger = new OldLogger();
        Logger logger = new LoggerAdapter(oldLogger);
  
        // 使用新系统的接口进行日志记录
        logger.log("这是一个适配器模式的示例。");
    }
}
```

### 详细解释

在上面的示例中，我们定义了一个目标接口`Logger`，它包含一个方法`log`。`OldLogger`类是需要适配的类，它有一个方法`writeLog`，与`Logger`接口不兼容。`LoggerAdapter`类实现了`Logger`接口，并在其`log`方法中调用`OldLogger`的`writeLog`方法，从而实现接口的适配。

通过这种方式，客户端代码可以通过`Logger`接口调用`LoggerAdapter`类的`log`方法，而实际上是调用了`OldLogger`的`writeLog`方法。

# 优缺点

## 优点

* **提高类的复用性**：通过适配器模式，可以使现有的类适配新的接口，从而提高类的复用性。
* **提高系统的灵活性**：通过适配器模式，可以使不兼容的类一起工作，从而提高系统的灵活性。
* **解耦**：通过适配器模式，可以使客户端与实现解耦，从而提高系统的可维护性。

## 缺点

* **复杂性增加**：增加了系统的复杂性，需要额外编写适配器类。
* **性能开销**：在某些情况下，适配器模式可能会增加系统的性能开销。

# 实际应用

## 真实案例

适配器模式在实际开发中应用广泛。例如，Java中的`java.util.Arrays#asList`方法就使用了适配器模式，将数组转换为列表。再如，旧系统升级时，新系统接口与旧系统不兼容时，也可以使用适配器模式进行适配。

## 应用场景讨论

适配器模式适合用于以下场景：

* **API集成**：整合第三方库或API，使其与现有系统兼容。
* **系统迁移**：旧系统升级时，新系统接口与旧系统不兼容，通过适配器模式进行适配。
* **类兼容性**：将一个类的接口转换成另一个类的接口，使得原本由于接口不兼容而无法一起工作的类可以一起工作。

# 总结

适配器模式通过将一个类的接口转换成客户端期望的另一种接口，使得原本由于接口不兼容而无法一起工作的类能够协同工作。学习和应用这一模式，可以帮助开发者设计出更加灵活、可复用的代码。在实际应用中，我们应根据具体需求选择合适的设计模式，并结合其他模式共同使用，以达到最佳效果。

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最后修改：2024 年 07 月 04 日

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1 条评论

udtgfseerx
2025-03-02 18:04:52

作者以非凡的视角解读平凡，让文字焕发出别样的光彩。

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bogyzoqfuv
这是一篇佳作，无论是从内容、语言还是结构上，都堪称完美。
rrmseizkvn
作者的观点新颖且实用，让人在阅读中获得了新的思考和灵感。
tqmjiryxgv
这篇文章如同一幅色彩斑斓的画卷，每一笔都充满了独特的创意。
vjcujybqsu
每一个段落都紧密相连，逻辑清晰，展现了作者高超的写作技巧。
ouikkddqdr
字里行间流露出真挚的情感，让人感同身受，共鸣不已。

适配器模式

情天 • 2024 年 07 月 04 日