23种设计模式之适配器模式

紫风

发布于 2025-10-14 15:22:46

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以下是 适配器模式 (Adapter Pattern) 的详细介绍，包含定义、优缺点、应用场景及代码实现：

一、适配器模式概述

英文名称：Adapter
核心目标：将一个类的接口转换成客户端期望的另一个接口，解决接口不兼容问题。
设计思想：通过包装不兼容的类，使其能够与其他类协同工作，类似现实中的电源转接头。

二、优缺点

优点：

接口兼容：使原本不兼容的类可以协同工作。
复用性高：复用现有类，无需修改其源代码。
灵活性：适配器可动态切换，支持多个适配者。

缺点：

过度使用复杂：过多适配器会增加代码结构复杂度。
性能损耗：多层包装可能增加调用链长度（微乎其微）。

三、应用场景

整合第三方库：将第三方接口转换为系统内部标准接口。
旧系统迁移：在不修改旧代码的情况下与新系统对接。
统一接口规范：如将不同格式的数据（XML/JSON）转换为统一格式。
兼容性封装：例如 JDBC 驱动适配不同数据库的 SQL 差异。

四、代码实现与注释

以下通过 电源适配器 的案例演示适配器模式，包含类适配器和对象适配器两种实现：

1. 目标接口（客户端期望的电压）

/**
 * 目标接口：客户端期望的 5V 电压
 */
public interface FiveVolt {
    int output5V();
}

2. 适配者（现有 220V 电源）

/**
 * 适配者：现有的 220V 电源（需被适配的类）
 */
public class AC220V {
    public int output220V() {
        System.out.println("输出 220V 交流电");
        return 220;
    }
}

3. 对象适配器（组合方式实现）

/**
 * 对象适配器：将 220V 转换为 5V（通过组合适配者）
 */
public class PowerAdapter implements FiveVolt {
    private final AC220V ac220V;  // 持有适配者对象

    public PowerAdapter(AC220V ac220V) {
        this.ac220V = ac220V;
    }

    @Override
    public int output5V() {
        int input = ac220V.output220V();
        int output = input / 44;  // 模拟电压转换
        System.out.println("适配器将 " + input + "V 转换为 " + output + "V");
        return output;
    }
}

4. 类适配器（继承方式实现，需适配者为类）

/**
 * 类适配器：通过继承适配者类实现（Java 单继承限制，需适配者为类）
 */
public class PowerClassAdapter extends AC220V implements FiveVolt {
    @Override
    public int output5V() {
        int input = super.output220V();  // 直接调用父类方法
        int output = input / 44;
        System.out.println("类适配器输出：" + output + "V");
        return output;
    }
}

5. 客户端调用

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        // 对象适配器调用
        AC220V ac220V = new AC220V();
        FiveVolt adapter = new PowerAdapter(ac220V);
        int volt = adapter.output5V();
        System.out.println("客户端获得电压：" + volt + "V\n");

        // 类适配器调用
        FiveVolt classAdapter = new PowerClassAdapter();
        volt = classAdapter.output5V();
        System.out.println("客户端获得电压：" + volt + "V");
    }
}

6. 输出结果

输出 220V 交流电
适配器将 220V 转换为 5V
客户端获得电压：5V

输出 220V 交流电
类适配器输出：5V
客户端获得电压：5V

五、模式结构图

+----------------+          +----------------+
|   Target       | <------+ |   Adaptee      |
+----------------+          +----------------+
| output5V()     |          | output220V()   |
+----------------+          +----------------+
       ^                              ^
       |                              |
+----------------+          +----------------+
|   Adapter      |          |                |
+----------------+          +----------------+
| - adaptee:Adaptee         |                |
| output5V()     |          |                |
+----------------+          +----------------+