Design-Pattern-Adapter

创建型模式已经全部介绍完，接下来是结构型模式。

在以往的文中提过，结构型模式和行为型模式边界比较模糊。根据定义，结构型模式侧重于类和对象的组合以构建灵活且高效的结构，而行为型模式侧重于类和对象之间的通信和职责分配。但结构和行为本身就会相互影响，因此会存在模棱两可的分类。例如代理语义上是个行为，但是代理模式是结构模式；中介者组织了组件间的结构关系，但是中介者模式是行为模式。

结构模式和行为模式都涉及多个类或对象。通常来说，结构模式中的单个类通常是不完整的，需要通过特定结构，来组成完整的功能。而行为模式中的单个类通常是独立的，模式定义了这些类之间的交互。

此定义能提供一些解释，但也不严谨，存在反例。笔者认为对于设计模式分类过度纠结是钻牛角尖，在实际使用时也不会纠结如何辨别两者。

场景

假设现在有一段客户端代码，其中和A类对象进行交互。根据业务需求，在代码中需要新增与B类对象进行交互的需求。为了更形象，可以想象客户端代码是一个进行数据分析的功能，A和B类是某种特定格式的数据。客户端代码需要读取数据，对数据进行处理并展示结果。

由于B类的交互方式与A类不同，因此无法在不修改客户端代码的情况下对B进行适配。

/**
 * 客户端代码，与A类对象交互
 */
public Result client(A a) {
    ...
    a.methodA();
    ...
}

public static void main() {
    A a = new A();
    Result resultA = client(a);
    // B b = new B();
    // Result resultB = client(a); 类型不匹配，无法通过编译
}

如果不想改变客户端代码，要使得代码能运行。直观的想法，可以在调用客户端方法前，把B类对象转化为A对象。这个方法通常定义在客户端所在的类中。如果代码中不止此客户端，还有很多位置都会用到这个方法，可以把这个转化方法设置为静态公共方法。后续如果还要兼容其他C、D类等，可以把这些转换方法都抽取到一个工具类中。

public static void main() {
    B b = new B();
    A a = convertBToA(b);
    Result resultB = client(a); 
}

/**
 * 转换方法，将B类对象转化为A类对象
 */
public static A convertBToA(B b) {
    A a = new A();
    // 一些初始化代码
    ...
    B.methodB();
    ...
    return a;
}

从面向接口编程的思想出发，客户端代码如果需要兼容功能相似的多个类，应该定义统一的接口，并将多个类都实现这个接口。在客户端代码中，通过接口定义的方法与这些类进行交互，实现代码通用性。所以另一种修改思路就是定义共同接口，并A和B中都实现这个接口，并将客户端改为使用接口作为参数类型。

/**
 * 客户端代码，与A接口交互
 */
public Result client(InterfaceA a) {
    ...
    a.methodA();
    ...
}


public interface InterfaceA {
    ResultA methodA();
}
public class A implements InterfaceA {
    @Override
    ResultA methodA(){...};
}
public class B implements InterfaceA {
    @Override
    ResultA methodA(){...};
}

这样的写法通常是最佳实践。但此处存在一个前提，对于B类，我们有修改其代码的权限。具体来说我们修改B类实现了InterfaceA接口。但这个前提不是一定成立的。例如B类代码在别处还有引用，修改可能会破坏其它功能；例如B类来自某个第三方库。在这种场景下，就需要用到适配器模式了。

适配器模式

适配器模式中，新增了一个适配器（Adapter）类。适配器类实现了目标（Target）接口，并通过组合形式持有一个被适配对象（Adaptee）类/接口。

对于上文例子来说，目标接口就是InterfaceA，被适配对象就是类B。由此可以得出以下类关系图和适配器代码。

classDiagram
    direction TB
    class Client
    
    class InterfaceA {
        << interface >>
    	+methodA() ResultA
    }

    
    
	Client --> InterfaceA
	
	class BAdapter {
		-B b
		+methodA() ResultA
	}
	
	class B {
		+methodB() ResultB
	}

	
    BAdapter ..|> InterfaceA
    BAdapter --> B

// Client 和 InterfaceA的定义同上

public class BAdapter implements InterfaceA {
    // 通过成员变量持有一个B类对象
    private B b;
    
    // 构造函数中传入一个B类对象
    BAdapter(B b) {
    	this.b = b;
    }
    
    @Override
    ResultA methodA(){
        ...
        // 在调用B的方法前，进行一些类型转换等适配
        // 并将实际调用委派给被适配类
        ResultB resultB = b.methodB();
        // 根据B的方法返回值，将结果转换成接口需要的类型
        ...
    };
}

此时，Client中需要InterfaceA接口的实现类，而我们希望支持B类对象时，可以在传入前创建一个从B类对象到InterfaceA的适配器。

public static void main() {
    B b = new B();
    InterfaceA bAdapter = new BAdapter(b); // BAdapter 实现了 InterfaceA，编译通过
    Result resultB = client(bAdapter); 
}

从代码形式看，使用适配器的方式，和上文中的调用前先转换的方式convertBToA很像。区别是convertBToA中返回的是具体的A类对象，而客户端需要的也是A类。但当客户端接受的是某个接口类型InterfaceA，此时再把所有对象转换成A类（实现了InterfaceA），虽然也能满足功能，但总觉得像饶了原路，不符合面向接口编程的思想。

或者可以在转换方法中新建一个InterfaceA的匿名实现类对象（匿名实现类通常用于较为简单的接口实现）。将这个行为提取到一个类中，就是适配器模式本身，只是原来的匿名实现类，变成了适配器类。

类适配器

适配器模式，都会将对于目标类/接口的调用，转化为对被适配类/接口的调用。

上文中，适配器类通过成员变量持有一个被适配对象。当适配器类被调用时，会最终委派给被适配对象的调用。这种通过持有一个被适配对象的适配器模式，称为对象适配器。另一种实现形式是类适配器。

类适配器通过继承来获得被适配类的功能。在继承后，类适配器中，可以直接调用被适配类的方法。

如果目标是一个类，那么类适配器就是目标类的子类，在代码中可以通过多态的形式，将适配器类传给目标类的引用。 如果目标是一个接口，那么类适配器需要通过实现的形式，称为目标接口的一个实现类。

因此区分对象适配器和类适配器的关键，在于适配器是通过何种形式获取被适配类的功能。如果是组合一个被适配类的对象，则是对象适配器，如果是通过继承被适配类，则是类适配器。

由于在设计模式中，通常认为组合优于继承，并且对于一些语言来说，例如java，不支持多继承，无法同时继承被适配类和目标类。因此更多使用的是对象适配器。后续均以对象适配器代表适配器模式。

特点

用通俗的话来说，适配器模式就是，需要某个特定类/接口，但是提供的类和需要不符。通过新建一个适配器类，这个适配器类符合了需要，并在适配器类中完成提供的类和需要的类之间的转化。

适配器类可以理解为，把被适配类，当作目标类/接口的一种视角。

识别目标类和被适配类是关键的。很多文章中用到了插头和插座的例子。在这个例子中，不同国家的插座是被适配类，插头是目标类，插座不满足插头的要求。电源适配器完成了从不满足要求的插座，到满足要求的插座转化的过程。

适配器模式通常使用于，客户端和被适配类不兼容，且都无法修改的场景。

包装

适配器模式也被称为包装（Wrapper）。广义的包装是指对一个已有对象，进行包裹，从而改变或扩展它们的行为，而无需修改原始对象的代码。典型的特征是用于包装的类通常通过成员变量持有被包装类的对象。就这个定义来说，后续会介绍的代理模式、桥接模式、装饰模式均属于包装。这四者在很多地方都很相似，难以区分，具体区别在每个模式文章中再单独阐述。

就适配器模式来说，他在包装中的特点是，被包装后的对象，和包装前的对象接口是不同的。

总结

适配器模式通常使用于，客户端和被适配类不兼容，且都无法修改的场景。

适配器模式中，通过适配器类，实现了目标类/接口，并通过组合的形式，将对于目标接口的调用，委派给被适配类，自身通常只负责接口或数据格式的转换。

客户端可以通过目标接口，使用适配器类。适配器类可以被视为被适配类在目标类上的切面。

适配器模式、代理模式、桥接模式、装饰模式均属于包装，特点是包装类中通过组合持有被包装类的对象。十分相似又有区别。