适配器模式

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。如果不进行这样的转化，客户类就不能利用现有类所提供的功能，适配器模式可以完成这样的转化。
• 在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，适配器的实现就是把客户类的请求转化为对适配者的相应接口的调用。也就是说：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。因此，适配器可以使由于接口不兼容而不能交互的类可以一起工作。这就是适配器模式的模式动机。

模式定义

适配器模式(Adapter Pattern) ：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。

Adapter Pattern: Convert the interface of a class into another interface clients expect. Adapter lets classes work together that couldn’t otherwise because of incompatible interfaces.

模式结构

• Target:目标抽象类
• Adapter:适配器类
• Adaptee:适配者类
• Client:客户类

案例(Java实现)

假设有一个旧的日志系统 LegacyLogger，它的接口与新系统不兼容：

// 旧日志系统：只能记录纯文本
class LegacyLogger {
    public void logMessage(String message) {
        System.out.println("Legacy Log: " + message);
    }
}

新系统定义了统一的日志接口 NewLogger，要求支持日志级别：

// 新日志接口：需支持日志级别
interface NewLogger {
    void log(String level, String message);
}

对象适配器

// 对象适配器：组合LegacyLogger
class ObjectAdapter implements NewLogger {
    private LegacyLogger legacyLogger;

    public ObjectAdapter(LegacyLogger legacyLogger) {
        this.legacyLogger = legacyLogger;
    }

    @Override
    public void log(String level, String message) {
        // 将新接口参数适配到旧接口
        String formatted = "[" + level + "] " + message;
        legacyLogger.logMessage(formatted);
    }
}

// 使用方式
LegacyLogger oldLogger = new LegacyLogger();
NewLogger newLogger = new ObjectAdapter(oldLogger);
newLogger.log("INFO", "System started");  // 输出：Legacy Log: [INFO] System started

类适配器

// 类适配器：继承LegacyLogger并实现NewLogger
class ClassAdapter extends LegacyLogger implements NewLogger {
    @Override
    public void log(String level, String message) {
        String formatted = "[" + level + "] " + message;
        super.logMessage(formatted);  // 直接调用父类方法
    }
}

// 使用方式
NewLogger newLogger = new ClassAdapter();
newLogger.log("ERROR", "Disk full");  // 输出：Legacy Log: [ERROR] Disk full

模式优缺点

优点：

• 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
• 增加了类的透明性和复用性，将具体的实现分装在适配者类中，对于客户端类来说是透明的，而且提高了适配者的复用性
• 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”

类适配器优点

• 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

类适配器缺点

• 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

对象适配器优点

• 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

对象适配器缺点

• 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

适用环境

• 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
• 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

模式扩展

默认适配器模式

默认适配器模式(Default Adapter Pattern)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。

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，那么该适配器就是一个双向适配器。