【设计模式】适配器模式 在java中的应用

适配器模式简介

适配器模式（Adapter Pattern），又称为包装器模式，是一种结构型设计模式。它的核心作用是**“将一个接口转换成客户希望的另一个接口”**，使原本因接口不兼容而无法工作的类可以协同工作。

为什么需要适配器模式？

在实际开发中，我们经常会遇到这样的问题：
我们手头有一个类A（比如老版本的接口），而现在需要用它来适配到一个新接口B（比如新系统的标准）。直接修改A的代码可能不现实（比如A是第三方库），这时候就可以用适配器模式来“桥接”它们。

类比

假设你买了一台美国进口的笔记本电脑，它的电源插头是美标的两扁头，而中国大陆的插座是国标的三孔插座。
你不能直接把美标插头插进国标插座，这时就需要一个插头转换器。
插头转换器的作用就是：一边兼容美标插头，一边兼容国标插座，让两个本来“不兼容”的东西可以协同工作。

适配器模式的结构与角色

适配器模式的结构其实很简单，主要包括以下几个角色：

目标接口（Target）

这是客户端期待的接口，也就是系统希望使用的标准接口。
举例：你家里的国标插座就是目标接口。

package com.example.adapter;public interface Target {void request();
}

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需要适配的类（Adaptee）

这个类是已经存在的，接口不兼容但功能可用。
举例：美标插头的设备就是 Adaptee。

package com.example.adapter;public class Adaptee {public void specificRequest() {System.out.println("Adaptee: 处理特殊请求");}
}

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适配器（Adapter）

适配器是连接目标接口和需要适配的类的“桥梁”。
它实现了目标接口，并在内部持有 Adaptee 的引用，通过转换让二者协同工作。
举例：插头转换器就是 Adapter。

package com.example.adapter;// 对象适配器实现方式
public class Adapter implements Target {private Adaptee adaptee;public Adapter(Adaptee adaptee) {this.adaptee = adaptee;}@Overridepublic void request() {// 在这里做转换，让 Adaptee 能被 Target 使用adaptee.specificRequest();}
}

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结构图示意

+-----------+         +------------+         +-----------+        +-----------+
|  Client   |  --->   |  Target    |  <---   | Adapter   |  --->  | Adaptee   |
+-----------+         +------------+         +-----------+        +-----------+

• Client 通过 Target 接口调用 Adapter
• Adapter 内部调用 Adaptee 的方法，实现接口转换

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小结：
适配器模式的核心结构就是：目标接口（Target）+ 需要适配的类（Adaptee）+ 适配器（Adapter）。
适配器实现了目标接口，并通过组合或继承的方式调用 Adaptee 的功能，实现接口的兼容。

适配器模式的实现方式

在 Java 中，适配器模式有两种常见实现方式：类适配器和对象适配器。
这两种方式本质上都是让“不兼容”的类能用统一的接口，但实现细节略有不同。

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类适配器实现（基于继承）

类适配器通过继承需要适配的类（Adaptee），并实现目标接口（Target）。
由于 Java 只支持单继承，所以类适配器模式有一定局限性。

结构示意：

package com.example.adapter;// 目标接口
public interface Target {void request();
}// 需要适配的类
public class Adaptee {public void specificRequest() {System.out.println("Adaptee: 处理特殊请求");}
}// 类适配器
public class ClassAdapter extends Adaptee implements Target {@Overridepublic void request() {// 直接调用父类方法specificRequest();}
}

使用示例：

package com.example.adapter;public class AdapterDemo {public static void main(String[] args) {Target target = new ClassAdapter();target.request(); // 输出：Adaptee: 处理特殊请求}
}

特点：

• 适配器通过继承 Adaptee 实现接口转换。
• 只能适配一个类（受限于 Java 的单继承）。

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对象适配器实现（基于组合）

对象适配器通过组合的方式，在适配器内部持有 Adaptee 的实例，并实现目标接口（Target）。

结构示意：

package com.example.adapter;// 目标接口
public interface Target {void request();
}// 需要适配的类
public class Adaptee {public void specificRequest() {System.out.println("Adaptee: 处理特殊请求");}
}// 对象适配器
public class ObjectAdapter implements Target {private Adaptee adaptee;public ObjectAdapter(Adaptee adaptee) {this.adaptee = adaptee;}@Overridepublic void request() {adaptee.specificRequest();}
}

使用示例：

package com.example.adapter;public class AdapterDemo {public static void main(String[] args) {Adaptee adaptee = new Adaptee();Target target = new ObjectAdapter(adaptee);target.request(); // 输出：Adaptee: 处理特殊请求}
}

特点：

• 适配器通过组合 Adaptee 实例实现接口转换。
• 可以适配多个类（更灵活，推荐使用）。

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小结：

• 类适配器：继承 Adaptee，适用于单继承场景，结构简单但灵活性较低。
• 对象适配器：组合 Adaptee，更常用，灵活性高，推荐实际开发中优先选择。

适配器模式的实际应用场景

适配器模式在实际开发中非常常见，尤其是在系统集成、旧接口兼容、新旧系统迁移等场景。下面用具体例子和类比，帮助你理解适配器模式的实际应用。

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集成第三方库

场景说明：
假设你在项目中需要用到一个第三方的日志库（如 Log4j），但你的系统统一使用了自定义的 Logger 接口。如果直接改动系统代码成本太高，可以为第三方库写一个适配器，让它实现你的 Logger 接口。

代码示例：

package com.example.adapter;// 系统要求的日志接口
public interface Logger {void log(String message);
}// 第三方日志库
import org.apache.log4j.Logger as Log4jLogger;public class Log4jAdapter implements Logger {private Log4jLogger log4jLogger;public Log4jAdapter(Log4jLogger log4jLogger) {this.log4jLogger = log4jLogger;}@Overridepublic void log(String message) {log4jLogger.info(message); // 转换到第三方库的方法}
}

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数据库驱动兼容

场景说明：
假如你的系统原本用的是 MySQL 数据库，后来需要支持 PostgreSQL，但你的 DAO 层接口是统一的。可以写一个适配器，把 PostgreSQL 的驱动方法适配成你的 DAO 接口。

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旧系统迁移/升级

场景说明：
公司老系统的接口和新系统不兼容，但又不能一下子全部重写。可以用适配器模式，将新系统的接口适配到老系统的实现，让二者能共同运行。

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前端开发中的兼容处理

场景说明：
比如你用 Vue3 编写新组件，但项目里还有很多 Vue2 的代码，可以通过适配器模式包装 Vue2 组件，让它们可以在 Vue3 环境下运行。

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JDK 中的应用

场景说明：
Java 标准库里也大量使用适配器模式。例如 java.io.InputStreamReader 适配了 InputStream 到 Reader，让字节流可以作为字符流处理。

源码片段：

// InputStreamReader.java
public class InputStreamReader extends Reader {private final InputStream in;public int read(char[] cbuf, int offset, int length) throws IOException {// 实现将字节流转换为字符流}
}

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适配器模式的优缺点分析

优点

提高代码复用性
可以复用已有的功能类（Adaptee），不需要修改原有代码，只需通过适配器进行接口转换。

增强系统灵活性和扩展性
适配器模式让系统能够兼容更多的第三方类或旧系统，便于后期扩展和集成。

解耦系统各模块
客户端只依赖目标接口（Target），不关心具体实现细节，有利于降低模块间耦合度。

满足“开放-封闭原则”
通过新增适配器类来适配不同接口，无需修改原有代码，符合 OCP 原则。

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缺点

增加系统复杂度
引入适配器后，系统类的数量增加，结构变得更加复杂，理解和维护成本提升。

适配器编写成本
每当有新的 Adaptee 需要适配时，都要编写新的适配器类，增加开发工作量。

可能影响性能
适配器模式通常会增加一次方法调用（间接层），在高性能要求场景下可能略有影响。

只能适配“接口”不兼容，不能解决“业务”不兼容
适配器只能转换接口，无法解决业务逻辑上的差异，如果 Adaptee 的业务与 Target 差异过大，适配器模式就不适用了。