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适配器模式

适配器模式的原理

适配器模式的英文翻译是 Adapter Design Pattern。顾名思义，这个模式就是用来做适配的，它将不兼容的接口转换为可兼容的接口，让原本由于接口不兼容而不能一起工作的类可以一起工作。举个现实的例子：USB 转接头充当适配器，把两种不兼容的接口，通过转接变得可以一起工作

适配器模式的实现

适配器模式有两种实现方式：

  • 类适配器，使用继承关系来实现
  • 对象适配器，对象适配器使用组合关系来实现 举个例子：
  • ITarget 表示要转化成的接口定义
  • Adaptee 是一组不兼容 ITarget 接口定义的接口
  • Adaptor 将 Adaptee 转化成一组符合 ITarget 接口定义的接口

类适配器: 基于继承

public interface ITarget {
    void f1();
    void f2();
    void fc();
}
public class Adaptee {
    public void fa() { //... }
    public void fb() { //... }
    public void fc() { //... }
}
public class Adaptor extends Adaptee implements ITarget {
    public void f1() {
        super.fa();
    }
    public void f2() {
        //...重新实现f2()...
    }
    // 这里fc()不需要实现，直接继承自Adaptee，这是跟对象适配器最大的不同点
}

对象适配器：基于组合

public interface ITarget {
    void f1();
    void f2();
    void fc();
}
public class Adaptee {
    public void fa() { //... }
    public void fb() { //... }
    public void fc() { //... }
}
public class Adaptor implements ITarget {
    private Adaptee adaptee;
    public Adaptor(Adaptee adaptee) {
        this.adaptee = adaptee;
    }
    public void f1() {
        adaptee.fa(); //委托给Adaptee
    }
    public void f2() {
        //...重新实现f2()...
    }
    public void fc() {
        adaptee.fc();
    }
}

针对这两种实现方式，在实际的开发中，到底该如何选择使用哪一种呢？判断的标准主要有两个，一个是 Adaptee 接口的个数，另一个是 Adaptee 和 ITarget 的契合程度：

  • 如果 Adaptee 接口并不多，那两种实现方式都可以。
  • 如果 Adaptee 接口很多，而且 Adaptee 和 ITarget 接口定义大部分都相同，推荐使用类适配器，因为 Adaptor 复用父类 Adaptee 的接口，比起对象适配器的实现方式，Adaptor 的代码量要少一些。
  • 如果 Adaptee 接口很多，而且 Adaptee 和 ITarget 接口定义大部分都不相同，推荐使用对象适配器，因为组合结构相对于继承更加灵活

适配器模式应用场景总结

适配器模式可以看作一种“补偿模式”，用来补救设计上的缺陷。应用这种模式算是“无奈之举”。如果在设计初期，我们就能协调规避接口不兼容的问题，那这种模式就没有应用的机会了

适配器模式的应用场景是“接口不兼容”。那在实际的开发中，什么情况下才会出现接口不兼容呢？

封装有缺陷的接口设计

假设我们依赖的外部系统在接口设计方面有缺陷（比如包含大量静态方法），引入之后会影响到我们自身代码的可测试性。为了隔离设计上的缺陷，我们希望对外部系统提供的接口进行二次封装，抽象出更好的接口设计，这个时候就可以使用适配器模式了。

public class CD { //这个类来自外部sdk，我们无权修改它的代码
    //...
    public static void staticFunction1() { //... }
    public void uglyNamingFunction2() { //... }
    public void tooManyParamsFunction3(int paramA, int paramB, ...) { //... }
    public void lowPerformanceFunction4() { //... }
}
// 使用适配器模式进行重构
public class ITarget {
    void function1();
    void function2();
    void fucntion3(ParamsWrapperDefinition paramsWrapper);
    void function4();
    //...
}
// 注意：适配器类的命名不一定非得末尾带Adaptor
public class CDAdaptor extends CD implements ITarget {
    //...
    public void function1() {
        super.staticFunction1();
    }
    public void function2() {
        super.uglyNamingFucntion2();
    }
    public void function3(ParamsWrapperDefinition paramsWrapper) {
        super.tooManyParamsFunction3(paramsWrapper.getParamA(), ...);
    }
    public void function4() {
        //...reimplement it...
    }
}

统一多个类的接口设计

某个功能的实现依赖多个外部系统（或者说类）。通过适配器模式，将它们的接口适配为统一的接口定义，然后我们就可以使用多态的特性来复用代码逻辑。

假设我们的系统要对用户输入的文本内容做敏感词过滤，为了提高过滤的召回率，我们引入了多款第三方敏感词过滤系统，依次对用户输入的内容进行过滤，过滤掉尽可能多的敏感词。但是，每个系统提供的过滤接口都是不同的。这就意味着我们没法复用一套逻辑来调用各个系统。这个时候，我们就可以使用适配器模式，将所有系统的接口适配为统一的接口定义，这样我们可以复用调用敏感词过滤的代码。

public class ASensitiveWordsFilter { // A敏感词过滤系统提供的接口
    //text是原始文本，函数输出用***替换敏感词之后的文本
    public String filterSexyWords(String text) {
        // ...
    }
    public String filterPoliticalWords(String text) {
        // ...
    }
}
public class BSensitiveWordsFilter { // B敏感词过滤系统提供的接口
    public String filter(String text) {
        //...
    }
}
public class CSensitiveWordsFilter { // C敏感词过滤系统提供的接口
    public String filter(String text, String mask) {
        //...
    }
}
// 未使用适配器模式之前的代码：代码的可测试性、扩展性不好
public class RiskManagement {
    private ASensitiveWordsFilter aFilter = new ASensitiveWordsFilter();
    private BSensitiveWordsFilter bFilter = new BSensitiveWordsFilter();
    private CSensitiveWordsFilter cFilter = new CSensitiveWordsFilter();
    public String filterSensitiveWords(String text) {
        String maskedText = aFilter.filterSexyWords(text);
        maskedText = aFilter.filterPoliticalWords(maskedText);
        maskedText = bFilter.filter(maskedText);
        maskedText = cFilter.filter(maskedText, "***");
        return maskedText;
    }
}

// 使用适配器模式进行改造
public interface ISensitiveWordsFilter { // 统一接口定义
    String filter(String text);
}
public class ASensitiveWordsFilterAdaptor implements ISensitiveWordsFilter {
    private ASensitiveWordsFilter aFilter;
    public String filter(String text) {
        String maskedText = aFilter.filterSexyWords(text);
        maskedText = aFilter.filterPoliticalWords(maskedText);
        return maskedText;
    }
}

//...省略BSensitiveWordsFilterAdaptor、CSensitiveWordsFilterAdaptor...

// 扩展性更好，更加符合开闭原则，如果添加一个新的敏感词过滤系统，
// 这个类完全不需要改动；而且基于接口而非实现编程，代码的可测试性更好。
public class RiskManagement {
    private List<ISensitiveWordsFilter> filters = new ArrayList<>();
    public void addSensitiveWordsFilter(ISensitiveWordsFilter filter) {
        filters.add(filter);
    }
    public String filterSensitiveWords(String text) {
        String maskedText = text;
        for (ISensitiveWordsFilter filter : filters) {
            maskedText = filter.filter(maskedText);
        }
        return maskedText;
    }
}

替换依赖的外部系统

当我们把项目中依赖的一个外部系统替换为另一个外部系统的时候，利用适配器模式，可以减少对代码的改动。

// 外部系统A
public interface IA {
    //...
    void fa();
}
public class A implements IA {
    //...
    public void fa() { //... }
}

// 在我们的项目中，外部系统A的使用示例
public class Demo {
    private IA a;
    public Demo(IA a) {
        this.a = a;
    }
    //...
}
Demo d = new Demo(new A());

// 将外部系统A替换成外部系统B
public class BAdaptor implemnts IA {
    private B b;
    public BAdaptor(B b) {
        this.b= b;
    }
    public void fa() {
        //...
        b.fb();
    }
}
// 借助 BAdaptor，Demo 的代码中，调用 IA 接口的地方都无需改动，
// 只需要将BAdaptor如下注入到Demo即可。
Demo d = new Demo(new BAdaptor(new B()));

兼容老版本

在做版本升级的时候，对于一些要废弃的接口，我们不直接将其删除，而是暂时保留，并且标注为 deprecated，并将内部实现逻辑委托为新的接口实现。这样做的好处是，让使用它的项目有个过渡期，而不是强制进行代码修改。这也可以粗略地看作适配器模式的一个应用场景

适配不同格式的数据

前面我们讲到，适配器模式主要用于接口的适配，实际上，它还可以用在不同格式的数据之间的适配。比如，把从不同征信系统拉取的不同格式的征信数据，统一为相同的格式，以方便存储和使用。再比如，Java 中的 Arrays.asList() 也可以看作一种数据适配器，将数组类型的数据转化为集合容器类型。

List<String> stooges = Arrays.asList("Larry", "Moe", "Curly");

代理、桥接、装饰器、适配器 4 种设计模式的区别

代理、桥接、装饰器、适配器，这 4 种模式是比较常用的结构型设计模式。它们的代码结构非常相似。笼统来说，它们都可以称为 Wrapper 模式，也就是通过 Wrapper 类二次封装原始类

尽管代码结构相似，但这 4 种设计模式的用意完全不同，也就是说要解决的问题、应用场景不同，这也是它们的主要区别

  • 代理模式：不改变原始类接口，为原始类定义一个代理类，主要的目的是为了访问控制，隔离原始代码。而非增加功能
  • 桥接模式：为了接口和实现分离，做到更好的解耦，可以让类更好、更容易的独立改变
  • 装饰器模式：在不改变类原始接口的情况下，对类的功能进行加强，并且支持多个装饰器的嵌套使用
  • 适配器模式：类似一个事后补救策略，提供跟原始类不同的接口，主要为了抹平不同接口的差异性，做到一致性。