I walk very slowly, but I never walk backwards 設計模式 - 适配者模式
寂然
大家好，我是寂然，接下來，我們開啟第四篇章 - 結構型模式的學習，本節課，我們開啟來聊結構型模式的第一種擴充卡模式，閑言少叙，我們先來看個生活中的擴充卡案例
生活中的擴充卡案例
我們先來看個生活中的案例，世界上的用電插頭存在着多種标準，中國是三個扁頭，澳洲也在使用這種标準的插頭，而美國的插頭就是一圓兩扁，是以如果我們去美國旅遊的話，國内的插頭肯定沒辦法使用了，我們一般都會購買多功能轉接插頭，做一個轉換，來适配美國的插頭标準，那其實多功能轉接插頭就扮演着擴充卡的角色
基本介紹
擴充卡模式（Adapter Pattern）将某個類的接口轉換成用戶端期望的另一個接口表示，主的目的是相容性，讓原本因接口不比對不能一起工作的兩個類可以協同工作，其别名為包裝器(Wrapper)
擴充卡分類
擴充卡模式屬于結構型模式，主要分為三類：
- 類擴充卡模式
- 對象擴充卡模式
- 接口擴充卡模式
工作原理
擴充卡模式：将一個類的接口轉換成另一種接口，讓原本接口不相容的類可以相容
Adapter 擴充卡設計模式中有 3 個重要角色：
被适配者 Adaptee，擴充卡 Adapter 和目标對象 Target
- 從使用者的角度看不到被适配者，是解耦的
- 使用者調用擴充卡轉化出來的目标對象方法，擴充卡再調用被适配者的相關接口方法
- 使用者收到回報結果，感覺隻是和目标對象互動 ，類圖如下所示
-
- *
類擴充卡
基本思路：Adapter 類，通過繼承Adaptee類，實作 Target 類接口，完成 Apdaptee -> Target 的适配
案例示範 - 電壓問題
舉個較為簡單和合适的案例，我們經常使用的手機或電腦充電器，也屬于擴充卡，它将220V的交流電（AC）轉換為手機可用的5V直流電（DC），那AC也就相當于被适配者，DC相當于目标對象，充電器扮演了擴充卡的角色，OK，那我們以手機充電器為例，示範類擴充卡模式
//被适配者：220v交流電
public class AC {
public int outputAC() {
int srcV = 220; //
System.out.println( srcV + "V交流電");
return srcV;
}
}
//目标對象：5V直流電
public interface DC {
int outputDC();
}
//擴充卡：手機充電器
public class IphoneAdapter extends AC implements DC{
@Override
public int outputDC() {
//擷取到220V交流電
int srcV = outputAC();
//模拟擴充卡轉化過程，轉化為5V直流電
int targetV = srcV / 44;
return targetV;
}
}
//手機
public class Iphone {
//手機充電方法
public void charging(DC dc){
if (dc.outputDC() == 5){ //轉換成功
System.out.println("電壓為5v,手機正在充電中");
} else {
System.out.println("注意安全.....");
}
}
}
//用戶端
public class Client {
public static void main(String[] args) {
new Iphone().charging(new IphoneAdapter());
}
} 可以看到，類擴充卡是通過繼承Adaptee 類，實作 Target 接口的方式實作适配的，由于他繼承了Adaptee 類，是以他可以根據需求重寫 Adaptee 類的方法，使得擴充卡的靈活性增強了，但是，由于Java單繼承的機制，這就要求目标對象 Target必須是接口，有一定的局限性
對象擴充卡
基本思路：和類擴充卡模式相同，但是對 Adapter 類做修改，不去繼承被适配者Adaptee，而是持有Adaptee類的執行個體，實作 Target 類接口，完成 Apdaptee -> Target 的适配，以解決相容性的問題
- 根據合成複用原則，在系統中盡量使用關聯關系來替代繼承關系
- 對象擴充卡是擴充卡模式中常用的一種
同樣，我們用上面電壓問題的案例，來示範對象擴充卡模式的使用
//被适配者：220V交流電
public class AC {
public int outputAC() {
int srcV = 220; //
System.out.println( srcV + "V交流電");
return srcV;
}
}
//目标對象：5V直流電
public interface DC {
int outputDC();
}
//擴充卡：手機充電器
public class IphoneAdapter implements DC {
private AC ac; //持有被适配者對象，而不再是繼承
public IphoneAdapter(AC ac){ //構造器傳值
this.ac = ac;
}
@Override
public int outputDC() {
//擷取到220V交流電
int srcV = this.ac.outputAC();
//模拟擴充卡轉化過程，轉化為5V直流電
int targetV = srcV / 44;
return targetV;
}
}
//手機
public class Iphone {
//手機充電方法
public void charging(DC dc){
if (dc.outputDC() == 5){ //轉換成功
System.out.println("電壓為5v,手機正在充電中");
} else {
System.out.println("注意安全.....");
}
}
}
//用戶端
public class Client {
public static void main(String[] args) {
new Iphone().charging(new IphoneAdapter(new AC()));
}
} 對象擴充卡和類擴充卡其實算是同一種思想，隻不過實作方式針對類擴充卡的局限性進行了優化，根據合成複用原則，用關聯關系替代了繼承，不再要求目标對象 Target 必須是接口，使用成本更低，更加靈活
接口擴充卡
一些書籍也把接口擴充卡模式稱之為預設擴充卡模式，他的基本思想是這樣的：
當不需要全部實作接口提供的方法時，可以先設計一個抽象類實作接口，并為該接口中每個方法提供一個預設實作，即（空方法），那麼該抽象類的子類可以有選擇的覆寫父類的某些方法來實作需求
适用于對于一個接口，不需要使用其所有方法的情況
案例改進 - 電壓問題
為了示範擴充卡模式，我們對上面電壓問題的案例進行簡易更新，假設現在我的目标接口有多個方法，可以輸出5V，12V，20V的電壓，按照正常邏輯，設計一個擴充卡去實作這個接口，顯然，需要實作該目标接口的所有方法，但是，現在我們實際情況中，隻需要使用其中的5V直流電給手機進行充電，不需要使用這個接口的所有方法
是以，可以設計一個中間類去把目标接口的所有方法空實作，然後擴充卡類再去繼承這個中間類，選擇性重寫我所需要的方法，不久OK了嘛，代碼示例如下圖所示：
//被适配者：220V交流電
public class AC {
public int outputAC() {
int srcV = 220; //
System.out.println( srcV + "V交流電");
return srcV;
}
}
//目标接口，有多個方法
public interface IDC {
int output5V();
int output12V();
int output20V();
}
//中間的抽象類，空實作所有方法
public class DefaultAdapter implements IDC{
@Override
public int output5V() {
return 0;
}
@Override
public int output12V() {
return 0;
}
@Override
public int output20V() {
return 0;
}
}
//手機充電器隻需要實作5V的方法即可，其他的沒必要
public class IphoneAdapter extends DefaultAdapter {
private AC ac;
public IphoneAdapter(AC ac) {
this.ac = ac;
}
@Override
public int output5V() { //選擇性重寫
//拿到220V的交流電
int srcV = this.ac.outputAC();
//模拟擴充卡轉化過程，轉化為5V直流電
int targetV = srcV / 44;
return targetV;
}
public static void main(String[] args) {
IphoneAdapter iphoneAdapter = new IphoneAdapter(new AC());
System.out.println("手機充電器的電壓為 " + iphoneAdapter.output5V());
}
} 實作了案例需求，大家回頭再看接口擴充卡模式的基本思想，和案例需求相結合，對他的了解會更深入一些
JDK IO源碼分析
在java jdk中，擴充卡模式使用場景很多，例如java.io.InputStreamReader、java.io.OutputStreamWriter 等，我們通過一個簡單的Demo，來分析下 InputStreamReader 中的擴充卡模式
/**
* @Classname InputStreamReaderDemo
* @Created by 寂然
* @Description InputStreamReader位元組輸入流轉化為字元輸入流
*/
public class InputStreamReaderDemo {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//位元組輸入流
InputStream is = System.in ;
Reader r = new InputStreamReader(is) ;
FileWriter fw = new FileWriter("d.txt") ;
char[] chs = new char[1024] ;
int len ;
while((len = r.read(chs))!=-1){
fw.write(chs, 0, len);
fw.flush();
}
r.close();
fw.close();
}
} 下面我們通過 源碼來進行分析
* @see java.nio.charset.Charset
*
* @author Mark Reinhold
* @since JDK1.1
*/
public class InputStreamReader extends Reader {
private final StreamDecoder sd;
/**
* Creates an InputStreamReader that uses the default charset.
*
* @param in An InputStream
*/
//構造函數，傳入InputStream 對象in，并且關聯在StreamDecoder sd對象中
public InputStreamReader(InputStream in) {
super(in);
try {
sd = StreamDecoder.forInputStreamReader(in, this, (String)null); // ## check lock object
} catch (UnsupportedEncodingException e) {
// The default encoding should always be available
throw new Error(e);
}
}
//适配Reader類中字元讀取操作，調用sd中位元組讀取轉化為字元讀取。
public int read() throws IOException {
return sd.read();
}
} 具體角色分析：
- Reader 類對應目标對象 Target
- InputStreamReader 類對應擴充卡 Adapter
- InputStream 對應被适配者 Adaptee
可以看到，這裡使用了擴充卡模式，InputStreamReader 将Reader 和InputStream 适配起來，在read() 方法中适配Reader類中字元讀取操作，調用sd對象中的位元組讀取轉化為了字元讀取
下節預告
OK，到這裡，擴充卡模式的相關内容就結束了，下一節，我們開啟橋接模式的學習，希望大家能夠一起堅持下去，真正有所收獲，就像開篇那句話，我走的很慢，但是我從來不後退，哈哈，那我們下期見~