适配器模式

适配器模式（Adapter Pattern）充当两个不兼容接口之间的桥梁，属于结构型设计模式。它通过一个中间件（适配器）将一个类的接口转换成客户期望的另一个接口，使原本不能一起工作的类能够协同工作。

这种模式涉及到一个单一的类，该类负责加入独立的或不兼容的接口功能。举个真实的例子，读卡器是作为内存卡和笔记本之间的适配器。您将内存卡插入读卡器，再将读卡器插入笔记本，这样就可以通过笔记本来读取内存卡。

假设有一个音频播放器，它只能播放 MP3 文件。现在，我们需要播放 VLC 和 MP4 文件，可以通过创建一个适配器来实现：

目标接口：定义一个可以播放多种格式文件的音频播放器接口。
适配者类：现有的音频播放器，只能播放 MP3 文件。
适配器类：创建一个新的类，实现目标接口，并在内部使用适配者类来播放 MP3 文件，同时添加对 VLC 和 MP4 文件的支持。

概述

适配器模式是一种软件设计模式，旨在解决不同接口之间的兼容性问题。

目的：将一个类的接口转换为另一个接口，使得原本不兼容的类可以协同工作。

主要解决的问题：在软件系统中，需要将现有的对象放入新环境，而新环境要求的接口与现有对象不匹配。

使用场景

需要使用现有类，但其接口不符合系统需求。
希望创建一个可复用的类，与多个不相关的类（包括未来可能引入的类）一起工作，这些类可能没有统一的接口。
通过接口转换，将一个类集成到另一个类系中。

实现方式

继承或依赖：推荐使用依赖关系，而不是继承，以保持灵活性。

关键代码

适配器通过继承或依赖现有对象，并实现所需的目标接口。

应用实例

电压适配器：将 110V 电压转换为 220V，以适配不同国家的电器标准。
接口转换：例如，将 Java JDK 1.1 的 Enumeration 接口转换为 1.2 的 Iterator 接口。
跨平台运行：在Linux上运行Windows程序。
数据库连接：Java 中的 JDBC 通过适配器模式与不同类型的数据库进行交互。

优点

促进了类之间的协同工作，即使它们没有直接的关联。
提高了类的复用性。
增加了类的透明度。
提供了良好的灵活性。

缺点

过度使用适配器可能导致系统结构混乱，难以理解和维护。
在Java中，由于只能继承一个类，因此只能适配一个类，且目标类必须是抽象的。

使用建议

适配器模式应谨慎使用，特别是在详细设计阶段，它更多地用于解决现有系统的问题。
在考虑修改一个正常运行的系统接口时，适配器模式是一个合适的选择。

通过这种方式，适配器模式可以清晰地表达其核心概念和应用，同时避免了不必要的复杂性。

结构

适配器模式包含以下几个主要角色：

目标接口（Target）：定义客户需要的接口。
适配者类（Adaptee）：定义一个已经存在的接口，这个接口需要适配。
适配器类（Adapter）：实现目标接口，并通过组合或继承的方式调用适配者类中的方法，从而实现目标接口。

实现

我们有一个 MediaPlayer 接口和一个实现了 MediaPlayer 接口的实体类 AudioPlayer。默认情况下，AudioPlayer 可以播放 mp3 格式的音频文件。

我们还有另一个接口 AdvancedMediaPlayer 和实现了 AdvancedMediaPlayer 接口的实体类。该类可以播放 vlc 和 mp4 格式的文件。

我们想要让 AudioPlayer 播放其他格式的音频文件。为了实现这个功能，我们需要创建一个实现了 MediaPlayer 接口的适配器类 MediaAdapter，并使用 AdvancedMediaPlayer 对象来播放所需的格式。

AudioPlayer 使用适配器类 MediaAdapter 传递所需的音频类型，不需要知道能播放所需格式音频的实际类。AdapterPatternDemo 类使用 AudioPlayer 类来播放各种格式。

步骤 1

为媒体播放器和更高级的媒体播放器创建接口。

MediaPlayer.java

public interface MediaPlayer { public void play(String audioType, String fileName); }

AdvancedMediaPlayer.java

public interface AdvancedMediaPlayer { public void playVlc(String fileName); public void playMp4(String fileName); }

步骤 2

创建实现了 AdvancedMediaPlayer 接口的实体类。

VlcPlayer.java

public class VlcPlayer implements AdvancedMediaPlayer{ @Override public void playVlc(String fileName) { System.out.println("Playing vlc file. Name: "+ fileName); } @Override public void playMp4(String fileName) { //什么也不做 } }

Mp4Player.java

public class Mp4Player implements AdvancedMediaPlayer{ @Override public void playVlc(String fileName) { //什么也不做 } @Override public void playMp4(String fileName) { System.out.println("Playing mp4 file. Name: "+ fileName); } }

步骤 3

创建实现了 MediaPlayer 接口的适配器类。

MediaAdapter.java

public class MediaAdapter implements MediaPlayer { AdvancedMediaPlayer advancedMusicPlayer; public MediaAdapter(String audioType){ if(audioType.equalsIgnoreCase("vlc") ){ advancedMusicPlayer = new VlcPlayer(); } else if (audioType.equalsIgnoreCase("mp4")){ advancedMusicPlayer = new Mp4Player(); } } @Override public void play(String audioType, String fileName) { if(audioType.equalsIgnoreCase("vlc")){ advancedMusicPlayer.playVlc(fileName); }else if(audioType.equalsIgnoreCase("mp4")){ advancedMusicPlayer.playMp4(fileName); } } }

步骤 4

创建实现了 MediaPlayer 接口的实体类。

AudioPlayer.java

public class AudioPlayer implements MediaPlayer { MediaAdapter mediaAdapter; @Override public void play(String audioType, String fileName) { //播放 mp3 音乐文件的内置支持 if(audioType.equalsIgnoreCase("mp3")){ System.out.println("Playing mp3 file. Name: "+ fileName); } //mediaAdapter 提供了播放其他文件格式的支持 else if(audioType.equalsIgnoreCase("vlc") || audioType.equalsIgnoreCase("mp4")){ mediaAdapter = new MediaAdapter(audioType); mediaAdapter.play(audioType, fileName); } else{ System.out.println("Invalid media. "+ audioType + " format not supported"); } } }

步骤 5

使用 AudioPlayer 来播放不同类型的音频格式。

AdapterPatternDemo.java

public class AdapterPatternDemo { public static void main(String[] args) { AudioPlayer audioPlayer = new AudioPlayer(); audioPlayer.play("mp3", "beyond the horizon.mp3"); audioPlayer.play("mp4", "alone.mp4"); audioPlayer.play("vlc", "far far away.vlc"); audioPlayer.play("avi", "mind me.avi"); } }

步骤 6

执行程序，输出结果：

Playing mp3 file. Name: beyond the horizon.mp3
Playing mp4 file. Name: alone.mp4
Playing vlc file. Name: far far away.vlc
Invalid media. avi format not supported

原型模式

桥接模式

5 篇笔记写笔记

159

分享一个例子：笔记本通过读卡去读取TF卡；

一、先模拟计算机读取SD卡：

1、先创建一个SD卡的接口：

public interface SDCard {
    //读取SD卡方法
    String readSD();
    //写入SD卡功能
    int writeSD(String msg);
}

2、创建SD卡接口的实现类，模拟SD卡的功能：

public class SDCardImpl implements SDCard {
    @Override    
    public String readSD() {
        String msg = "sdcard read a msg :hello word SD";
        return msg;  
    }
    @Override  
    public int writeSD(String msg) {      
        System.out.println("sd card write msg : " + msg);    
        return 1;   
    }
}

3、创建计算机接口，计算机提供读取SD卡方法：

public interface Computer {    
    String readSD(SDCard sdCard);
}

4、创建一个计算机实例，实现计算机接口，并实现其读取SD卡方法：

public class ThinkpadComputer implements Computer {
    @Override    
    public String readSD(SDCard sdCard) {        
        if(sdCard == null)throw new NullPointerException("sd card null");        
        return sdCard.readSD();    
    }
}

5、这时候就可以模拟计算机读取SD卡功能：

public class ComputerReadDemo {    
    public static void main(String[] args) {        
        Computer computer = new ThinkpadComputer();        
        SDCard sdCard = new SDCardImpl();       
        System.out.println(computer.readSD(sdCard));    
    }
}

二、接下来在不改变计算机读取SD卡接口的情况下，通过适配器模式读取TF卡：

1、创建TF卡接口：

public interface TFCard {    
    String readTF();    
    int writeTF(String msg);
}

2、创建TF卡实例：

public class TFCardImpl implements TFCard {    
    @Override    
    public String readTF() {        
        String msg ="tf card reade msg : hello word tf card";        
        return msg;    
    }    
    @Override    
    public int writeTF(String msg) {        
        System.out.println("tf card write a msg : " + msg);        
        return 1;    
    }
}

3、创建SD适配TF （也可以说是SD兼容TF，相当于读卡器）：

实现SDCard接口，并将要适配的对象作为适配器的属性引入。

public class SDAdapterTF implements SDCard {    
    private TFCard tfCard;    
    public SDAdapterTF(TFCard tfCard) {        
        this.tfCard = tfCard;    
    }    
    @Override    
    public String readSD() {        
        System.out.println("adapter read tf card ");        
        return tfCard.readTF();    
    }    
    @Override    
    public int writeSD(String msg) {        
        System.out.println("adapter write tf card");        
        return tfCard.writeTF(msg);    
    }
}

4、通过上面的例子测试计算机通过SD读卡器读取TF卡：

public class ComputerReadDemo {    
    public static void main(String[] args) {        
        Computer computer = new ThinkpadComputer();        
        SDCard sdCard = new SDCardImpl();        
        System.out.println(computer.readSD(sdCard));        
        System.out.println("====================================");        
        TFCard tfCard = new TFCardImpl();        
        SDCard tfCardAdapterSD = new SDAdapterTF(tfCard);        
        System.out.println(computer.readSD(tfCardAdapterSD));    
    }
}

输出：

sdcard read a msg :hello word SD
====================================
adapter read tf card 
tf card reade msg : hello word tf card

在这种模式下，计算机并不需要知道具体是什么卡，只需要负责操作接口即可，具体操作的什么类，由适配器决定。

comi7年前 (2019-04-29)

Swift 实现:

struct VlcPlayer: AdvancedMediaPlayer {
    func playVlc(fileName: String) {
        print("Play vlc file. Name:" + fileName)
    }

    func playMP4(fileName: String) {
    }
}

struct MP4Player: AdvancedMediaPlayer {
    func playVlc(fileName: String) {
    }

    func playMP4(fileName: String) {
        print("Play mp4 file. Name:" + fileName)
    }
}

struct MediaAdapter: MediaPlayer {
    let advancedMusicPlayer: AdvancedMediaPlayer

    init(audioType: AudioType) {
        if audioType == .mp4 {
            advancedMusicPlayer = MP4Player()
        } else {
            advancedMusicPlayer = VlcPlayer()
        }
    }

    func play(_ type: AudioType, fileName: String) {
        if type == .mp4 {
            advancedMusicPlayer.playMP4(fileName: fileName)
        } else {
            advancedMusicPlayer.playVlc(fileName: fileName)
        }
    }
}

class AudioPlayer: MediaPlayer {
    var mediaAdapter: MediaAdapter?
    func play(_ type: AudioType, fileName: String) {
        if type == .mp3 {
            print("Play mp3 file. Name:", fileName)
        } else  {
            mediaAdapter = MediaAdapter(audioType: type)
            mediaAdapter?.play(type, fileName: fileName)
        }
    }

    func play(_ type: String, fileName: String) {
        if let type = AudioType(rawValue: type) {
            play(type, fileName: fileName)
        } else {
            print("Invalid media.\(fileName) not supported.")
        }
    }
}

let audioPlayer = AudioPlayer()
audioPlayer.play("mp3", fileName: "beyond the horizon.mp3")
audioPlayer.play("mp4", fileName: "alone.mp4")
audioPlayer.play("vlc", fileName: "far far away.vlc")
audioPlayer.play("flac", fileName: "mind me.avi")

Lonnie6年前 (2019-12-11)

Python 方式：

#Adapter Pattern with Python Code
from abc import abstractmethod,ABCMeta

# 为媒体播放器和更高级的媒体播放器创建接口
class MediaPlayer(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def play(self, strAudioType, strFilename):
        pass
class AdvancedMediaPlayer(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def playVlc(self,strFilename):
        pass
    @abstractmethod
    def playMp4(self,strFilename):
        pass

# 实现AdvancedMediaPlayer接口的实体类
class VlcPlayer(AdvancedMediaPlayer):
    def playVlc(self,strFilename):
        print("Playing vlc file. Name: "+strFilename)
    def playMp4(self,strFilename):
        pass
class Mp4Player(AdvancedMediaPlayer):
    def playVlc(self,strFilename):
        pass
    def playMp4(self,strFilename):
        print("Playing MP4 file. Name: " + strFilename)

# 实现MediaPlayer的MediaAdapter实体类
class MediaAdapter(MediaPlayer):
    advancedMusicPlayer = None

    def __init__(self,strAudioType):
        strAudioType = str.lower(strAudioType)
        if strAudioType == "vlc" :
            self.advancedMusicPlayer = VlcPlayer()
        elif strAudioType == "mp4" :
            self.advancedMusicPlayer = Mp4Player()
    def play(self,strAudioType,strFilename):
        if strAudioType == "vlc" :
            self.advancedMusicPlayer.playVlc(strFilename)
        elif strAudioType == "mp4" :
            self.advancedMusicPlayer.playMp4(strFilename)

# 实现MediaPlayer的AudiPlayer实体类
class AudioPlayer(MediaPlayer):
    mediaAdapter = None
    def play(self,strAudioType,strFilename):
        strAudioType = str.lower(strAudioType)
        # 播放MP3音乐文件
        if strAudioType == "mp3" :
            print("Playing mp3 file. Name: "+ strFilename)
        elif (strAudioType == "vlc") or (strAudioType == "mp4") :
            self.mediaAdapter = MediaAdapter(strAudioType)
            self.mediaAdapter.play(strAudioType,strFilename)
        else :
            print("Invalid media. "+ strAudioType + " format not supported.")

# 调用输出
if __name__ == '__main__':
    audioPlayer = AudioPlayer()

    audioPlayer.play("mp3","beyond the horizon.mp3")
    audioPlayer.play("mp4","alone.mp4")
    audioPlayer.play("vlc", "far far away.vlc")
    audioPlayer.play("avi", "mind me.avi")

Siskin.xu6年前 (2020-03-01)

PHP 实现:

interface MediaPlayer
{
    public function play(string $audioType, string $fileName);
}

interface AdvancedMediaPlayer
{
    public function playVlc(string $fileName);

    public function playMp4(string $fileName);
}

// 接口实体类
class VlcPlayer implements AdvancedMediaPlayer
{

    public function playVlc(string $fileName)
    {
        echo "Playing vlc file. Name: " . $fileName.PHP_EOL;
    }

    public function playMp4(string $fileName)
    {
        // TODO: Implement playMp4() method.
    }
}

// 接口实体类
class Mp4Player implements AdvancedMediaPlayer
{

    public function playVlc(string $fileName)
    {
        // TODO: Implement playVlc() method.
    }

    public function playMp4(string $fileName)
    {
        echo "Playing mp4 file. Name: " . $fileName.PHP_EOL;
    }
}

// 适配器类
class MediaAdapter implements MediaPlayer
{
    private $_advancedMediaPlayer;

    public function __construct(string $audioType)
    {
        if ($audioType == "vlc") {
            $this->_advancedMediaPlayer = new VlcPlayer();
        } else if ($audioType == "mp4") {
            $this->_advancedMediaPlayer = new Mp4Player();
        }
    }

    public function play(string $audioType, string $fileName)
    {
        // TODO: Implement play() method.
        if ($audioType == 'vlc') {
            $this->_advancedMediaPlayer->playVlc($fileName);
        } elseif ($audioType == 'mp4') {
            $this->_advancedMediaPlayer->playMp4($fileName);
        }
    }
}


class AudioPlayer implements MediaPlayer
{
    private $_mediaAdaper;

    public function play(string $audioType, string $fileName)
    {
        // TODO: Implement play() method.
        if ($audioType == 'mp3') {
            echo "Playing mp3 file. name: " . $fileName.PHP_EOL;
        } elseif ($audioType == 'vlc' || $audioType == 'mp4') {
            $this->_mediaAdaper = new MediaAdapter($audioType);
            $this->_mediaAdaper->play($audioType, $fileName);
        } else {
            echo "Invalid media. audioType: " . $audioType . " format not supported".PHP_EOL;
        }

    }
}

class Demo
{
    public static function main()
    {
        $audioPlayer = new AudioPlayer();
        $audioPlayer->play('mp3', 'beyond the horizon.mp3');
        $audioPlayer->play("mp4", "alone.mp4");
        $audioPlayer->play("vlc", "far far away.vlc");
        $audioPlayer->play("avi", "mind me.avi");

    }
}

Demo::main();

泡水鱼干6年前 (2020-05-13)

把 @comi 的例子用 C++ 实现了一遍:

// @brief SD卡接口类
class SD
{
public:
    virtual string read() = 0;
    virtual void write(const string&) = 0;
};
// @brief SD卡实例
class SDCard : public SD
{
private:
    string storage; // SD卡的存储空间
public:
    SDCard() {}
    string read() { return storage; }
    void write(const string& s) { storage = s; }

};
// @brief 计算机接口,只能读写SD卡
class Computer
{
public:
    virtual void insertSD(const shared_ptr<SD> &) = 0;
    virtual string readSD() = 0;
    virtual void writeSD(const string&) = 0;
};
// @brief 具体计算机
class HuaWeiComputer : public Computer
{
private:
    shared_ptr<SD> sd_slot; // SD卡插槽
public:
    HuaWeiComputer() {}
    void insertSD(const shared_ptr<SD>& sd) { sd_slot = sd; }
    string readSD() { if (sd_slot != nullptr) { return sd_slot->read(); } else { return (string)"[no sd card]"; } }
    void writeSD(const string& s) { if (sd_slot != nullptr) { sd_slot->write(s); } }
};
// @brief TF卡接口类
class TF
{
public:
    virtual string read() = 0;
    virtual void write(const string&) = 0;
};
// @brief TF卡实例
class TFCard : public TF
{
private:
    string storage; // TF卡的存储空间
public:
    TFCard() {}
    string read() { return storage; }
    void write(const string& s) { storage = s; }
};
// @brief TF转SD卡适配器
class SDAdapterTF : public SD
{
private:
    shared_ptr<TF> tf_slot; // TF卡插槽
public:
    void insertTF(const shared_ptr<TF>& tf) { tf_slot = tf; }
    string read() { if (tf_slot != nullptr) { return tf_slot->read(); } else { return (string)"[no tf card]"; } }
    void write(const string& s) { if (tf_slot != nullptr) { tf_slot->write(s); } }
};

// main 中执行
void demo()
{
    // 计算机读写SD卡demo
    shared_ptr<SD> sd(new SDCard());// 新建SD卡
    shared_ptr<Computer> pc(new HuaWeiComputer());// 新建电脑
    cout << "[1] " << pc->readSD() << endl; // 控制台输出：[1] [no sd card]
    pc->insertSD(sd);// TF卡插入电脑
    pc->writeSD("写入SD卡一些东西");
    cout << "[2] " << pc->readSD() << endl;  // 控制台输出：[2] 写入SD卡一些东西
    // 计算机通过适配器读写TF卡demo
    shared_ptr<TF> tf(new TFCard());
    shared_ptr<SDAdapterTF> adaptr(new SDAdapterTF()); // 新建一个适配器
    pc->insertSD((shared_ptr<SD>)adaptr);// 适配器插入电脑
    cout << "[3] " << pc->readSD() << endl; // 控制台输出：[3] [no tf card]
    adaptr->insertTF(tf);// TF卡插入适配器
    pc->writeSD("写入TF卡一些东西");
    cout << "[4] " << pc->readSD() << endl; // 控制台输出：[4] 写入TF卡一些东西
}

lz4年前 (2022-02-11)

菜鸟教程 -- 学的不仅是技术，更是梦想！

设计模式其他

适配器模式

概述

使用场景

实现方式

关键代码

应用实例

优点

缺点

使用建议

结构

实现

步骤 1

MediaPlayer.java

AdvancedMediaPlayer.java

步骤 2

VlcPlayer.java

Mp4Player.java

步骤 3

MediaAdapter.java

步骤 4

AudioPlayer.java

步骤 5

AdapterPatternDemo.java

步骤 6

5 篇笔记写笔记

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设计模式其他

适配器模式

概述

使用场景

实现方式

关键代码

应用实例

优点

缺点

使用建议

结构

实现

步骤 1

MediaPlayer.java

AdvancedMediaPlayer.java

步骤 2

VlcPlayer.java

Mp4Player.java

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AdapterPatternDemo.java

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