一、介绍

1.1 需求场景

在软件开发中，经常会遇到需要复用既有的类或者接口，但是这些类或接口却不符合当前系统的需求。例如，在一个系统中，需要使用一个已有的类A，但是该类的接口与当前系统所要求的接口不一致，此时需要将类A进行适配，以便能够在当前系统中使用。这就是适配器模式的一个经典需求场景。

1.2 什么是适配器模式？

适配器模式是一种结构型设计模式，用于将一个类或者接口的接口转换成另一个接口，以满足客户端的需求。适配器模式可以在不修改既有类或接口的情况下，将它们的接口进行适配，从而使它们能够协同工作。

1.3 设计原则和用途

适配器模式遵循的设计原则包括依赖倒置原则、单一职责原则、开闭原则等。它的主要用途包括：

1. 将已有类或接口适配成符合当前系统需求的类或接口。
2. 可以在不修改既有类或接口的情况下，将它们的接口进行适配。
3. 可以实现不同的接口之间的适配。

二、经典面向对象的适配器模式

2.1 适配器模式的基础类图和角色

适配器模式的基础类图包括目标接口（Target）、适配器（Adapter）、适配者（Adaptee）和客户端（Client）四个角色。其中，目标接口是客户端所期望的接口，适配器是将适配者的接口转换成目标接口的类，适配者是需要被适配的类，客户端是使用目标接口进行操作的类。

2.1 适配器模式的实现步骤

1. 定义目标接口，即客户端所期望的接口。
2. 定义适配器类，继承目标接口并包含一个适配者对象。
3. 在适配器类中实现目标接口的方法，调用适配者对象的相关方法进行适配。
4. 在客户端中使用适配器类进行操作。

2.1 Object适配器和Class适配器的对比

在经典面向对象的适配器模式中，适配器类可以采用两种实现方式：Object适配器和Class适配器。

• Object适配器使用组合的方式，将适配者对象作为适配器类的一个成员变量，并在适配器类中调用适配者对象的方法进行适配。
• Class适配器使用继承的方式，继承适配者类，并同时实现目标接口，通过在适配器类中调用适配者类的方法进行适配。
• Object适配器具有更好的灵活性和可复用性，因为它可以适配任何适配者对象，而Class适配器只能适配一个具体的适配者类。但是，Object适配器需要在适配器类中手动实现所有目标接口的方法，而Class适配器可以直接使用适配者类中已有的方法。

三、接口适配器模式

3.1 对需求场景的描述

接口适配器模式是一种特殊的适配器模式，它用于解决客户端只需要使用目标接口中的部分方法而不需要全部方法的情况。在这种情况下，客户端可以通过接口适配器模式，仅实现目标接口中需要使用的方法，而不必实现所有方法。

3.1 为什么需要接口适配器模式？

接口适配器模式是一种特殊的适配器模式，它用于解决客户端只需要使用目标接口中的部分方法而不需要全部方法的情况。在这种情况下，客户端可以通过接口适配器模式，仅实现目标接口中需要使用的方法，而不必实现所有方法。

3.1 接口适配器模式的基础类图和实现步骤

接口适配器模式的基础类图包括目标接口（Target）、适配器（Adapter）、适配者（Adaptee）和客户端（Client）四个角色。其中，目标接口是客户端所期望的接口，适配器是将适配者的接口转换成目标接口的类，适配者是需要被适配的类，客户端是使用目标接口进行操作的类。
接口适配器模式的实现步骤包括：

1. 定义目标接口，包含客户端所需要使用的方法。

public interface Target {
    void methodA();
    void methodB();
}

2. 定义适配器类，实现目标接口，并使用抽象类或者默认实现来适配目标接口。

public abstract class AbstractAdapter implements Target {
    public void methodA() {
        // 默认实现
    }
    
    public void methodB() {
        // 默认实现
    }
    
    // 适配目标接口中未实现的方法
    public abstract void methodC();
}

3. 定义适配者类，包含所有方法，并实现抽象适配器类中的方法。

public class Adaptee {
    public void methodA() {
        // 实现methodA的逻辑
    }
    
    public void methodB() {
        // 实现methodB的逻辑
    }
    
    public void methodC() {
        // 实现methodC的逻辑
    }
}

4. 定义适配器类，继承抽象适配器类并包含一个适配者对象，实现目标接口中需要使用的方法，并调用适配者对象的方法进行适配。

public class Adapter extends AbstractAdapter {
    private Adaptee adaptee;
    
    public Adapter(Adaptee adaptee) {
        this.adaptee = adaptee;
    }
    
    public void methodA() {
        adaptee.methodA();
    }
    
    public void methodB() {
        adaptee.methodB();
    }
    
    public void methodC() {
        // 实现methodC的逻辑
    }
}

5. 在客户端中使用适配器类进行操作。

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Adaptee adaptee = new Adaptee();
        Target adapter = new Adapter(adaptee);
        
        adapter.methodA();  // 调用适配器中的methodA方法
        adapter.methodB();  // 调用适配器中的methodB方法
        adapter.methodC();  // 调用适配器中的methodC方法
    }
}

通过上述实现步骤，即可使用接口适配器模式将适配者类的接口转换成目标接口，并在客户端中使用目标接口进行操作。

四、适配器模式的应用

4.1 对现实世界的例子的解释

适配器模式是一种结构型设计模式，它允许现有的类或接口与其他类或接口进行兼容。适配器模式通过创建一个新的适配器类，将一个或多个现有类或接口进行包装，并使其符合其他类或接口的接口规范。适配器模式常常用于软件系统中不同组件之间的集成，以及在软件开发过程中对现有代码进行重构的情况。

例如，假设你正在开发一个新的应用程序，这个应用程序需要连接到一个已有的数据库。这个数据库使用了一个非常老旧的接口，它的接口规范与现代的数据库接口完全不同。在这种情况下，你可以使用适配器模式来创建一个新的适配器类，将现代的数据库接口转换为旧有的接口规范，从而让你的应用程序能够与这个旧有的数据库进行集成。

4.1 Web服务API适配器的实现

Web服务API适配器是适配器模式在Web服务开发中的一种常见应用。Web服务是一种通过网络提供的应用程序接口（API），它可以让不同的应用程序通过网络进行通信。Web服务通常使用一些标准协议和格式，如SOAP（Simple Object Access Protocol）、XML（Extensible Markup Language）和WSDL（Web Services Description Language）。

在Web服务开发中，使用适配器模式可以将现有的应用程序接口与标准的Web服务API进行适配。例如，如果你的应用程序使用了一些自定义的API接口，但是你希望将这些API接口暴露给其他应用程序通过Web服务进行访问，你可以使用适配器模式来创建一个新的适配器类，将自定义的API接口转换为标准的Web服务API接口规范，从而让其他应用程序能够通过Web服务访问你的API接口。

五、适配器模式的优缺点

5.1 优点

• 提高代码的复用性。适配器模式允许你重复使用现有的类或接口，而不需要修改它们的代码，从而提高了代码的复用性。
• 提高系统的灵活性。适配器模式可以将不兼容的接口转换为兼容的接口，从而提高了系统的灵活性，使得系统更加容易进行扩展和维护。
• 支持多态性。适配器模式可以将不同的实现封装在同一个适配器接口中，从而支持多态性。

5.1 缺点

• 增加代码复杂性。适配器模式需要创建一个新的适配器类，从而增加了代码的复杂性和维护成本。
• 降低系统的性能。适配器模式需要进行额外的转换和处理，可能会对系统的性能产生一定的影响。
• 可能会隐藏系统的缺陷。适配器模式可能会隐藏系统的一些缺陷，使得这些缺陷在系统中长期存在而不被发现和修复。

六、示例代码

6.1 经典面向对象的适配器模式代码示例

// 目标接口
interface Target {
    void request();
}

// 被适配的类
class Adaptee {
    public void specificRequest() {
        System.out.println("Adaptee specific request");
    }
}

// 适配器类
class Adapter implements Target {
    private Adaptee adaptee;
    
    public Adapter(Adaptee adaptee) {
        this.adaptee = adaptee;
    }
    
    public void request() {
        adaptee.specificRequest();
    }
}

// 客户端代码
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Adaptee adaptee = new Adaptee();
        Target target = new Adapter(adaptee);
        target.request();
    }
}

6.1 接口适配器模式代码示例

// 目标接口
interface TargetInterface {
    void methodA();
    void methodB();
    void methodC();
}

// 抽象适配器类
abstract class Adapter implements TargetInterface {
    @Override
    public void methodA() {}

    @Override
    public void methodB() {}

    @Override
    public void methodC() {}
}

// 具体适配器类
class ConcreteAdapter extends Adapter {
    private Adaptee adaptee;

    public ConcreteAdapter(Adaptee adaptee) {
        this.adaptee = adaptee;
    }

    @Override
    public void methodA() {
        adaptee.method1();
    }

    @Override
    public void methodB() {
        adaptee.method2();
    }
}

// 被适配者接口
interface Adaptee {
    void method1();
    void method2();
    void method3();
}

// 被适配者实现类
class ConcreteAdaptee implements Adaptee {
    @Override
    public void method1() {}

    @Override
    public void method2() {}

    @Override
    public void method3() {}
}

// 客户端代码
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Adaptee adaptee = new ConcreteAdaptee();
        TargetInterface target = new ConcreteAdapter(adaptee);
        target.methodA();
        target.methodB();
    }
}