设计模式--适配器模式

tongqing

已于 2025年01月29日 13:38 修改访问次数：16

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:

适配器模式uml图.png

# _*_ coding:utf-8 _*_
# Author: Tongqing
# Date Created: 2025/1/29
'''
    Description:
    假设我们有一个接口 MediaPlayer 和一个实现了 MediaPlayer 的类 AudioPlayer，
    但是现在我们需要播放的视频文件类型 MP4，而 AudioPlayer 只支持 MP3 格式。
    此时我们可以通过适配器模式将 MP4 格式适配到 MediaPlayer 接口中，使得原mediapaly可以播放其他格式
    同时，mediaAdapter提供了新的
'''
from abc import ABC, abstractmethod


class MediaPlayer(ABC):

    @abstractmethod
    def play(self, media_type: str, filename: str) -> None:
        pass

class AudioPlayer(MediaPlayer):

    def play(self, media_type: str, filename: str) -> None:
        if media_type == "mp3":
            print(f"playing {media_type}: {filename}")
        # 此后都是适配器代码
        elif media_type == "mp4" or media_type == "vlc":
            media_adapter = MediaAdapter(media_type)
            media_adapter.play(media_type, filename)
        else:
            print(f"Invalid media format: {media_type}")

class AdvancedMediaPlayer(ABC):

    @abstractmethod
    def paly_mp4(self, filename: str) -> None:
        pass

    @abstractmethod
    def paly_vlc(self, filename: str) -> None:
        pass


class MP4Player(AdvancedMediaPlayer):
    def paly_mp4(self, filename: str) -> None:
        print(f"playing mp4 file: {filename}")

    def paly_vlc(self, filename: str) -> None:
        pass


class vlcPlayer(AdvancedMediaPlayer):

    def paly_vlc(self, filename: str) -> None:
        print(f"playing vlc file: {filename}")

    def paly_mp4(self, filename: str) -> None:
        pass


class MediaAdapter(MediaPlayer):

    def __init__(self, media_type):
        self.media_type = media_type
        if media_type == "vlc":
            self.advance_music_paly = vlcPlayer()
        if media_type == "mp4":
            self.advance_music_paly = MP4Player()

    def play(self, media_type: str, filename: str) -> None:
        if media_type == "vlc":
            self.advance_music_paly.paly_vlc(filename)
        if media_type == "mp4":
            self.advance_music_paly.paly_mp4(filename)






def main():
    # 适配前
    audio_player = AudioPlayer()
    audio_player.play("mp3", "test.mp3")
    # 适配后
    audio_player.play("mp4", "test.mp4")

if __name__ == '__main__':
    main()

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