第9章 适配器模式

第9章适配器模式欧阳宏基信息工程学院本章教学内容结构型模式结构型模式概述结构型模式简介适配器模式模式动机与定义模式结构与分析模式实例与解析模式效果与应用模式扩展结构型模式结构型模式(StructuralPattern)描述如何将类或者对象结合在一起形成更大的结构，就像搭积木，可以通过简单积木的组合形成复杂的、功能更为强大的结构。结构型模式结构型模式可以分为类结构型模式和对象结构型模式：(1)类结构型模式关心类的组合，由多个类可以组合成一个更大的系统，在类结构型模式中一般只存在继承关系和实现关系。(2)对象结构型模式关心类与对象的组合，通过关联关系使得在一个类中定义另一个类的实例对象，然后通过该对象调用其方法。根据“合成复用原则”，在系统中尽量使用关联关系来替代继承关系，因此大部分结构型模式都是对象结构型模式。结构型模式结构型模式简介适配器模式(Adapter)桥接模式(Bridge)组合模式(Composite)装饰模式(Decorator)外观模式(Facade)享元模式(Flyweight)代理模式(Proxy)适配器模式模式动机适配器模式动机通常情况下，客户端可以通过目标类的接口访问它所提供的服务。有时，现有的类可以满足客户类的功能需要，但是它所提供的接口不一定是客户类所期望的，这可能是因为现有类中方法名与目标类中定义的方法名不一致等原因所导致的。在这种情况下，现有的接口需要转化为客户类期望的接口，这样保证了对现有类的重用。适配器模式可以完成这样的转化。适配器模式动机适配器模式中可以定义一个包装类，包装不兼容接口的对象，这个包装类指的就是适配器(Adapter)，它所包装的对象就是适配者(Adaptee)，即被适配的类。适配器提供客户类需要的接口，当客户类调用适配器的方法时，在适配器类的内部将调用适配者类的方法，而这个过程对客户类是透明的，客户类并不直接访问适配者类。适配器模式的定义适配器模式(AdapterPattern)：将一个接口转换成客户希望的另一个接口，适配器模式使接口不兼容的那些类可以一起工作，其别名为包装器(Wrapper)。适配器模式既可以作为类结构型模式，也可以作为对象结构型模式。适配器模式角色与结构适配器模式包含如下角色：•Target：目标抽象类•Adapter：适配器类•Adaptee：适配者类•Client：客户类(1)类适配器Adapter+request()...Target+request()...Adaptee+specificRequest()...ClientspecificRequest();适配器模式角色与结构(2)对象适配器adapteeAdapter+request()...Adaptee+specificRequest()...Clientadaptee.specificRequest();Target+request()...适配器模式核心代码典型的类适配器代码：publicclassAdapterextendsAdapteeimplementsTarget{publicvoidrequest(){specificRequest();}}适配器模式核心代码典型的对象适配器代码：publicclassAdapterextendsTarget{privateAdapteeadaptee;publicAdapter(Adapteeadaptee){this.adaptee=adaptee;}publicvoidrequest(){adaptee.specificRequest();}}适配器模式实例与解析实例一：仿生机器人现需要设计一个可以模拟各种动物行为的机器人，在机器人中定义了一系列方法，如机器人叫喊方法cry()、机器人移动方法move()等。如果希望在不修改已有代码的基础上使得机器人能够像狗一样叫，像狗一样跑，使用适配器模式进行系统设计。适配器模式实例与解析建源文件：模拟机器人DogAdapter++cry()move()...:void:voidRobot++cry()move()...:void:voidDog++wang()run()...:void:void适配器模式实例与解析实例二：加密适配器某系统需要提供一个加密模块，将用户信息（如密码等机密信息）加密之后再存储在数据库中，系统已经定义好了数据库操作类。为了提高开发效率，现需要重用已有的加密算法，这些算法封装在一些由第三方提供的类中，有些甚至没有源代码。使用适配器模式设计该加密模块，实现在不修改现有类的基础上重用第三方加密方法。适配器模式实例与解析ciphercipherDataOperator{abstract}-password:String+++setPassword(Stringpassword)getPassword()doEncrypt(intkey,Stringps)...:void:String:StringCipherAdapter-cipher:Caesar++CipherAdapter()doEncrypt(intkey,Stringps)...:StringNewCipherAdapter-cipher:NewCipher++NewCipherAdapter()doEncrypt(intkey,Stringps)...:StringCaesar+doEncrypt(intkey,Stringps)...:StringNewCipher+doEncrypt(intkey,Stringps)...:String适配器模式的优点(1)将目标类和适配者类解耦，通过引入一个适配器类来重用现有的适配者类，而无须修改原有代码。(2)增加了类的透明性和复用性，将具体的实现封装在适配者类中，对于客户端类来说是透明的，而且提高了适配者的复用性。(3)灵活性和扩展性都非常好，通过使用配置文件，可以很方便地更换适配器，也可以在不修改原有代码的基础上增加新的适配器类，完全符合“开闭原则”。适配器模式模式优缺点类适配器模式还具有如下优点：•由于适配器类是适配者类的子类，因此可以在适配器类中置换一些适配者的方法，使得适配器的灵活性更强。类适配器模式的缺点如下：•对于Java、C#等不支持多重继承的语言，一次最多只能适配一个适配者类，而且目标抽象类只能为抽象类，不能为具体类，其使用有一定的局限性，不能将一个适配者类和它的子类都适配到目标接口。适配器模式模式优缺点对象适配器模式还具有如下优点：•一个对象适配器可以把多个不同的适配者适配到同一个目标，也就是说，同一个适配器可以把适配者类和它的子类都适配到目标接口。对象适配器模式的缺点如下：•与类适配器模式相比，要想置换适配者类的方法就不容易。如果一定要置换掉适配者类的一个或多个方法，就只好先做一个适配者类的子类，将适配者类的方法置换掉，然后再把适配者类的子类当做真正的适配者进行适配，实现过程较为复杂。适配器模式的适用环境(1)系统需要使用现有的类，而这些类的接口不符合系统的需要。(2)想要建立一个可以重复使用的类，用于与一些彼此之间没有太大关联的一些类，包括一些可能在将来引进的类一起工作。适配器模式的应用(1)JDBCJDBC给出一个客户端通用的抽象接口，每一个具体数据库引擎（如SQLServer、Oracle、MySQL等）的JDBC驱动软件都是一个介于JDBC接口和数据库引擎接口之间的适配器软件。抽象的JDBC接口和各个数据库引擎API之间都需要相应的适配器软件，这就是为各个不同数据库引擎准备的驱动程序。适配器模式的应用(2)在JDK类库中也定义了一系列适配器类，如在com.sun.imageio.plugins.common包中定义的InputStreamAdapter类，用于包装ImageInputStream接口及其子类对象。publicclassInputStreamAdapterextendsInputStream{ImageInputStreamstream;publicInputStreamAdapter(ImageInputStreamstream){super();this.stream=stream;}publicintread()throwsIOException{returnstream.read();}publicintread(byteb[],intoff,intlen)throwsIOException{returnstream.read(b,off,len);}}适配器模式的扩展(1)默认适配器模式(DefaultAdapterPattern)或缺省适配器模式当不需要全部实现接口提供的方法时，可先设计一个抽象类实现接口，并为该接口中每个方法提供一个默认实现（空方法），那么该抽象类的子类可有选择地覆盖父类的某些方法来实现需求，它适用于一个接口不想使用其所有的方法的情况。因此也称为单接口适配器模式。适配器模式默认适配器模式•适配者接口•默认适配器类•具体业务类ServiceInterface+++serviceMethod1()serviceMethod2()serviceMethod3()...:void:void:voidAbstractServiceClass{abstract}+++serviceMethod1()serviceMethod2()serviceMethod3()...:void:void:voidConcreteServiceClass+++serviceMethod1()serviceMethod2()serviceMethod3()...:void:void:void适配器模式默认适配器模式此种适配器模式在AWT的事件监听机制中使用非常广泛。凡是监听接口中含有两个及其以上的抽象方法，该监听接口都有对应的默认适配器。WindowAdapter{abstract}++++++++++windowOpened(WindowEvente)windowClosing(WindowEvente)windowClosed(WindowEvente)windowIconified(WindowEvente)windowDeiconified(WindowEvente)windowActivated(WindowEvente)windowDeactivated4(WindowEvente)windowStateChanged(WindowEvente)windowGainedFocus(WindowEvente)windowLostFocus(WindowEvente):void:void:void:void:void:void:void:void:void:voidWindowListener+++++++windowOpened(WindowEvente)windowClosing(WindowEvente)windowClosed(WindowEvente)windowIconified(WindowEvente)windowDeiconified(WindowEvente)windowActivated(WindowEvente)windowDeactivated(WindowEvente)...:void:void:void:void:void:void:void监听器接口适配器类FocusListenerFocusAdapterKeyListenerKeyAdapterMouseListenerMouseAdapterMouseMotionListenerMouseMotionAdapterWindowListenerWindowAdapterAWT事件监听中默认适配器适配器模式的扩展(2)双向适配器在对象适配器的使用过程中，如果在适配器中同时包含对目标类和适配者类的引用，适配者可以通过它调用目标类中的方法，目标类也可以通过它调用适配者类中的方法，那