適配器模式（Adapter Pattern），又稱作變壓器模式（因?yàn)檫@兩者都體現(xiàn)了“轉(zhuǎn)換”或“適配”的核心概念），是一種結(jié)構(gòu)型設(shè)計(jì)模式。它將一個類的接口轉(zhuǎn)換成客戶端所期望的另一種接口，從而使得原本因接口不匹配而無法協(xié)同工作的兩個類能夠一起工作。

一、工作原理

適配器模式的工作原理是通過創(chuàng)建一個適配器類，該類包含一個源接口和一個目標(biāo)接口。適配器類將客戶端請求轉(zhuǎn)換為源接口可以理解的命令，并執(zhí)行相應(yīng)的操作。這樣，客戶端只需要與適配器交互，而不需要直接與源接口交互，從而實(shí)現(xiàn)了接口的轉(zhuǎn)換和適配。

二、主要角色

• 目標(biāo)接口（Target）：定義客戶端使用的接口，也就是客戶端期望的接口。
• 適配器（Adapter）：實(shí)現(xiàn)目標(biāo)接口，并持有一個源接口的引用，用于將客戶端的請求轉(zhuǎn)換成對源接口的調(diào)用。
• 源接口（Adaptee）：需要被適配的接口，即系統(tǒng)中已經(jīng)存在的、但接口與目標(biāo)接口不兼容的類。
• 客戶端（Client）：使用目標(biāo)接口來調(diào)用適配器的方法，從而間接調(diào)用源接口的方法。

三、實(shí)現(xiàn)方式

適配器模式有兩種主要的實(shí)現(xiàn)方式：對象適配器和類適配器。

• 對象適配器：

  • 符合組合復(fù)用原則，使用了委托機(jī)制。
  • 在適配器類中維護(hù)一個被適配者（源接口）的成員變量，通過該成員變量調(diào)用被適配者的方法。

• 類適配器：

  • 通過類的繼承關(guān)系實(shí)現(xiàn)適配器模式。
  • 適配器類繼承被適配者類，通過super關(guān)鍵字調(diào)用被適配者的方法。

（注：在實(shí)際開發(fā)中，推薦使用對象適配器模式，因?yàn)榻M合通常比繼承更加靈活，且更符合開閉原則。）

四、適用場景

• 功能正確但接口不匹配：對于之前開發(fā)好的類，其操作和返回值都是正確的，但其定義的方法接口無法調(diào)用。此時可以使用適配器模式，使該類與用戶的接口匹配，讓用戶使用適配器的接口，間接調(diào)用該類。
• 軟件維護(hù)階段：在軟件維護(hù)時，出現(xiàn)操作和返回值類似但函數(shù)接口不同的情況，為了適配第三方系統(tǒng)的接口，可以使用適配器模式。
• 多個類的接口統(tǒng)一：當(dāng)系統(tǒng)中的多個類的接口不統(tǒng)一時，可以使用適配器模式將它們的接口統(tǒng)一成一個接口，使這些類能夠協(xié)同工作，提高系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性。

五、優(yōu)缺點(diǎn)

• 優(yōu)點(diǎn)：

  • 提高代碼的復(fù)用性和靈活性：通過適配器模式，可以讓原本不兼容的接口協(xié)同工作。
  • 降低耦合：目標(biāo)類和現(xiàn)有類（被適配者）解除耦合，降低了系統(tǒng)的耦合性，易于擴(kuò)展和維護(hù)。
  • 符合開閉原則：如果需要修改或擴(kuò)展功能，只需要修改適配器類即可，目標(biāo)類和現(xiàn)有類各自獨(dú)立，互不影響。

• 缺點(diǎn)：

  • 增加代碼的復(fù)雜度和維護(hù)成本：適配器模式需要增加一個額外的適配器類，增加了代碼的量。如果設(shè)計(jì)不當(dāng)，可能會導(dǎo)致適配器類的濫用，增加代碼的混亂程度。
  • 降低可讀性：系統(tǒng)代碼可讀性可能會降低，因?yàn)檎{(diào)用系統(tǒng)接口時，如果調(diào)用的是適配器接口，還需要查找調(diào)用的是哪個現(xiàn)有類的實(shí)際接口。

六、代碼示例

示例一：電壓適配器

假設(shè)我們有一個輸出220V電壓的設(shè)備（Voltage220V類），但我們有一個只能接受5V電壓的設(shè)備（如手機(jī)，Phone類）。此時，我們可以使用適配器模式來創(chuàng)建一個電壓適配器（VoltageAdapter類）。

// 被適配類：表示輸出220V電壓的設(shè)備
public class Voltage220V {public int output220V() {int src = 220;System.out.println("電壓=" + src + "伏");return src;}
}// 適配接口：表示需要適配到的5V電壓接口
public interface IVoltage5V {int output5V();
}// 適配器類：將220V電壓適配為5V電壓
public class VoltageAdapter implements IVoltage5V {private Voltage220V voltage220V;public VoltageAdapter(Voltage220V voltage220V) {this.voltage220V = voltage220V;}@Overridepublic int output5V() {int srcV = voltage220V.output220V(); // 獲取220V電壓int dstV = srcV / 44; // 轉(zhuǎn)換為5V電壓（這里僅為示例，實(shí)際轉(zhuǎn)換可能更復(fù)雜）return dstV;}
}// 客戶端類：表示只能接受5V電壓的設(shè)備，如手機(jī)
public class Phone {// 充電方法，接受5V電壓接口public void charging(IVoltage5V iVoltage5V) {if (iVoltage5V.output5V() == 5) {System.out.println("電壓為5v，可以充電");} else if (iVoltage5V.output5V() > 5) {System.out.println("電壓大于5v，無法充電");}}
}// 客戶端測試代碼
public class Client {public static void main(String[] args) {Phone phone = new Phone();Voltage220V voltage220V = new Voltage220V();VoltageAdapter voltageAdapter = new VoltageAdapter(voltage220V);phone.charging(voltageAdapter); // 通過適配器為手機(jī)充電}
}

在這個示例中，VoltageAdapter類作為適配器，將Voltage220V類的220V電壓輸出轉(zhuǎn)換為5V電壓輸出，從而滿足了Phone類的充電需求。

示例二：三相插座與兩相插座的適配器

假設(shè)我們有一個三相插座（ThreeElectricOutlet接口）和一個兩相插座（TwoElectricOutlet接口），以及一個只能插入兩相插座的電視機(jī)（Tv類）。此時，我們可以使用適配器模式來創(chuàng)建一個三相到兩相的插座適配器（TreeElecricAdapter類）。

// 三相插座接口
public interface ThreeElectricOutlet {void connectElectricCurrent();
}// 兩相插座接口
public interface TwoElectricOutlet {void connectElectricCurrent();
}// 電視機(jī)類，實(shí)現(xiàn)了兩相插座接口
public class Tv implements TwoElectricOutlet {private String name;public Tv() {name = "電視機(jī)";}public Tv(String name) {this.name = name;}@Overridepublic void connectElectricCurrent() {System.out.println(name + "開始播放節(jié)目");}
}// 三相到兩相的插座適配器
public class TreeElecricAdapter implements ThreeElectricOutlet {TwoElectricOutlet outlet;public TreeElecricAdapter(TwoElectricOutlet teo) {this.outlet = teo;}@Overridepublic void connectElectricCurrent() {outlet.connectElectricCurrent();}
}// 客戶端測試代碼
public class TestActivity {public static void main(String[] args) {ThreeElectricOutlet outlet;Tv tv = new Tv("長虹電視機(jī)");TreeElecricAdapter adapter = new TreeElecricAdapter(tv);outlet = adapter;outlet.connectElectricCurrent(); // 通過適配器為電視機(jī)供電}
}

題外：適配器模式為什么又被稱為變壓器模式

適配器模式（Adapter Pattern）之所以又被稱為變壓器模式，是因?yàn)檫@兩者都體現(xiàn)了“轉(zhuǎn)換”或“適配”的核心概念。以下是對這一命名由來的詳細(xì)解釋：

1、功能上的相似性

• 適配器模式：

  • 主要解決的是接口不匹配的問題。
  • 通過適配器類，將一個類的接口轉(zhuǎn)換成客戶端所期望的另一種接口，從而使得原本因接口不匹配而不能一起工作的兩個類能夠一起工作。

• 變壓器：

  • 在電力系統(tǒng)中，變壓器的主要功能是將一種電壓等級的電能轉(zhuǎn)換成另一種電壓等級的電能。
  • 通過變換電壓，使得不同電壓等級的電力系統(tǒng)能夠相互連接和傳輸電能。

從功能上來看，適配器模式和變壓器都起到了“轉(zhuǎn)換”或“適配”的作用，使得原本不兼容的雙方能夠協(xié)同工作。

2、命名上的直觀性

• 適配器：

  • 這個名稱直接描述了該模式的主要功能，即適配或轉(zhuǎn)換接口。
  • 在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中，適配器通常用于連接不同規(guī)格或類型的設(shè)備，使它們能夠相互通信或協(xié)同工作。

• 變壓器：

  • 這個名稱同樣直觀地描述了其轉(zhuǎn)換電壓的功能。
  • 在電力系統(tǒng)中，變壓器是不可或缺的轉(zhuǎn)換設(shè)備。

將適配器模式命名為“變壓器模式”，可以直觀地反映出該模式在接口轉(zhuǎn)換方面的作用，使得理解和記憶都更加方便。

綜上所述，適配器模式是一種非常有用的設(shè)計(jì)模式，它能夠在不修改現(xiàn)有類的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)接口的轉(zhuǎn)換和適配，從而提高代碼的復(fù)用性和靈活性。然而，在使用適配器模式時，也需要注意其可能帶來的復(fù)雜度和維護(hù)成本問題。