爪哇語(yǔ)言結(jié)構(gòu)性模式之變壓器模式介紹(上)

2019-11-18 12:16:36

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　　什么是結(jié)構(gòu)性模式
　　結(jié)構(gòu)性模式描述類和對(duì)象怎樣結(jié)合在一起成為較大的結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)性模式描述兩種不同的東西：類與類的實(shí)例。根據(jù)它們所描述的東西的不同，結(jié)構(gòu)性模式可以分為類結(jié)構(gòu)模式和實(shí)例結(jié)構(gòu)模式兩種。
　　類結(jié)構(gòu)模式使用繼續(xù)（inheritance）來(lái)把類，接口等組合在一起，形成更大的結(jié)構(gòu)。當(dāng)一個(gè)類從父類繼續(xù)，并實(shí)現(xiàn)某接口時(shí)，這個(gè)新的類就把父類的結(jié)構(gòu)和接口的結(jié)構(gòu)結(jié)合起來(lái)。類結(jié)構(gòu)模式是靜態(tài)的。一個(gè)類結(jié)構(gòu)模式的典型的例子，就是類形式的變壓器模式。
　　實(shí)例結(jié)構(gòu)模式描述各種不同類型的把對(duì)象組合在一起，實(shí)現(xiàn)新的功能的方法。實(shí)例結(jié)構(gòu)模式是動(dòng)態(tài)的。一個(gè)典型的實(shí)例結(jié)構(gòu)模式，就是代理人模式，代理人模式將在以后介紹。其它的例子包括后面將要介紹的復(fù)合模式，飛行重量模式，裝飾模式，以及實(shí)例形式的變壓器模式等。
　　有一些模式會(huì)有類結(jié)構(gòu)模式的形式和實(shí)例結(jié)構(gòu)模式的形式兩種，成為以上兩種形式的結(jié)構(gòu)模式的極好注解。本節(jié)要介紹的變壓器模式就是這樣，它有類形式和實(shí)例形式兩種。
　　變壓器模式的介紹
　　變壓器模式把一個(gè)類的接口變換成客戶端所期待的另一種接口。變壓器模式使原本無(wú)法在一起工作的兩個(gè)類能夠在一起工作。如前所述，變壓器模式是關(guān)于類結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)性模式，因而是靜態(tài)的模式。
　　這很象變壓器(Adapter)---變壓器把一種電壓變換成另一種電壓。當(dāng)我把美國(guó)的電器拿回中國(guó)大陸去用的時(shí)候，我就面臨電壓不同的問(wèn)題。美國(guó)的生活用電壓是110伏，而中國(guó)的電壓是220伏。我假如要在中國(guó)大陸使用我在美國(guó)使用的電器，我就必須有一個(gè)能把220伏電壓轉(zhuǎn)換成110伏電壓的變壓器。而這正象是本模式所做的事，因此此模式被稱為變壓器模式。
　　讀者可能也會(huì)想到，Adapter在中文也可翻譯為轉(zhuǎn)換器（適配器）。實(shí)際上，轉(zhuǎn)換器（適配器）也是一個(gè)合適的名字。仍用電器作例子，美國(guó)的電器的插頭一般是三相的，即除了陽(yáng)極，陰極外，還有一個(gè)地極。中國(guó)大陸的建筑物內(nèi)的電源插座一般只有兩極，沒(méi)有地極。這時(shí)候，即便電器的確可以接受220伏電壓，電源插座和插頭不匹配，也使電器無(wú)法使用。一個(gè)三相到兩相的轉(zhuǎn)換器（適配器）就能解決這個(gè)問(wèn)題。因此此模式也可被稱為轉(zhuǎn)換器（適配器）模式。
　　同時(shí)，這種做法也很象包裝過(guò)程，被包裝的物體的真實(shí)樣子被包裝所掩蓋和改變，因此有人把這種模式叫做包裝（Wrapper）模式。事實(shí)上，我們經(jīng)常寫很多這樣的wrapper類，把已有的一些類包裹起來(lái)，使之能有滿足需要的接口。
　　變壓器模式有類形式和實(shí)例形式兩種不同的形式。
　　類形式的變壓器模式的類圖定義如下。
　　　爪哇語(yǔ)言結(jié)構(gòu)性模式之變壓器模式介紹(上)（圖一）

　　圖1. 類形式的類變壓器模式的類圖定義
　　在圖1可以看出,模式所涉及的成員有：
　　目標(biāo)（Target）。這就是我們所期待得到的接口。注重，由于這里討論的是類變壓器模式，因此目標(biāo)不可以是類。
　　源（Adaptee）。現(xiàn)有需要適配的接口。
　　變壓器（Adapter）。變壓器類是本模式的核心。變壓器把源接口轉(zhuǎn)換成目標(biāo)接口。顯然，這一角色不可以是接口，而必須是實(shí)類。
　　本模式的示范代碼如下：
　　package com.javapatterns.adapter.classAdapter;
　　public interface Target
　　{
　　/**
　　 * Class Adaptee contains Operation sampleOperation1.
　　 */
　　void sampleOperation1();
　　/**
　　 * Class Adaptee doesn't contain operation sampleOperation2.
　　 */
　　void sampleOperation2();
　　}
　　代碼清單1. Target的源代碼。
　　package com.javapatterns.adapter.classAdapter;
　　public class Adaptee
　　{
　　 public void
　　sampleOperation1(){}
　　}
　　代碼清單2. Adaptee的源代碼。
　　package com.javapatterns.adapter.classAdapter;
　　public class Adapter extends Adaptee implements Target
　　{
　　/**
　　 * Class Adaptee doesn't contain operation sampleOperation2.
　　 */
　　public void sampleOperation2()
　　{
　　// Write your code here
　　}
　　}
　　代碼清單3. Adapter的源代碼。
　　類形式的變壓器模式的效果
　　第一、使用一個(gè)實(shí)類把源(Adaptee)適配到目標(biāo)（Target)。這樣一來(lái)，假如你想把源以及源的子類都使用此類適配，就行不通了。
　　第二、由于變壓器類是源的子類，因此可以在變壓器類中置換（override)掉源的一些方法。
　　第三、由于只引進(jìn)了一個(gè)變壓器類，因此只有一個(gè)路線到達(dá)目標(biāo)類。問(wèn)題得到簡(jiǎn)化。
　　實(shí)例形式的變壓器模式的類圖定義如下。
　　爪哇語(yǔ)言結(jié)構(gòu)性模式之變壓器模式介紹(上)（圖二）

　　在圖1可以看出,模式所涉及的成員有：
　　目標(biāo)（Target）。這就是我們所期待得到的接口。目標(biāo)可以是實(shí)的或抽象的類。
　　源（Adaptee）。現(xiàn)有需要適配的接口。
　　變壓器（Adapter）。變壓器類是本模式的核心。變壓器把源接口轉(zhuǎn)換成目標(biāo)接口。顯然，這一角色必須是實(shí)類。
　　本模式的示范代碼如下：
　　package com.javapatterns.adapter;
　　public interface Target {
　　/**
　　 * Class Adaptee contains operation sampleOperation1.
　　 */
　　void sampleOperation1();
　　/**
　　 * Class Adaptee doesn't contain operation sampleOperation2.
　　 */
　　void sampleOperation2();
　　}
　　代碼清單4. Target的源代碼。
　　package com.javapatterns.adapter;
　　public class Adapter implements Target {
　　public Adapter(Adaptee adaptee){
　　super();
　　this.adaptee = adaptee;
　　}
　　public void sampleOperation1(){　 adaptee.sampleOperation1();
　　}
　　public void sampleOperation2(){
　　// Write your code here
　　}
　　PRivate Adaptee adaptee;
　　}
　　代碼清單5. Adapter的源代碼。
　　package com.javapatterns.adapter;
　　public class Adaptee {
　　public void sampleOperation1(){}
　　}
　　代碼清單6. Adaptee的源代碼。
　　實(shí)例形式的變壓器模式的效果
　　第一、一個(gè)變壓器可以把多種不同的源適配到同一個(gè)目標(biāo)。換言之，同一個(gè)變壓器可以把源類和它的子類都適配到目標(biāo)接口。
　　第二、與類形式的變壓器模式相比，要想置換源類的方法就不輕易。假如一定要置換掉源類的一個(gè)或多個(gè)方法，就只好先做一個(gè)源類的子類，將源類的方法置換掉，然后再把源類的子類當(dāng)作真正的源進(jìn)行適配。
　　第三、雖然要想置換源類的方法不輕易，但是要想增加一些新的方法則方便得很。而且新增加的方法同時(shí)適用于所有的源。
　　在什么情況下使用變壓器模式
　　在以下各種情況下使用變壓器模式：
　　第一、你需要使用現(xiàn)有的類，而此類的接口不符合你的需要。
　　第二、你想要建立一個(gè)可以重復(fù)使用的類，用以與一些彼此之間沒(méi)有太大關(guān)聯(lián)的一些類，包括一些可能在將來(lái)引進(jìn)的類一起工作。這些源類不一定有很復(fù)雜的接口。
　　第三、（對(duì)實(shí)例形式的變壓器模式而言）你需要改變多個(gè)已有的子類的接口，假如使用類形式的變壓器模式，就要針對(duì)每一個(gè)子類做一個(gè)變壓器類，而這不太實(shí)際。
　　J2SE中的變壓器模式的使用
　　在爪哇語(yǔ)言2.0的標(biāo)準(zhǔn)SDK中，有很多的變壓器類。如：
　　庫(kù)程序包java/awt/event中有
　　ComponentAdapter
　　ContainerAdapter
　　FocusAdapter
　　HierarchyBoundsAdapter
　　KeyAdapter
　　MouseAdapter
　　MouseMotionAdapter
　　WindowAdapter
　　庫(kù)程序包Javax/swing/event中有
　　InternalFrameAdapter
　　MouseInputAdapter
　　這些都是變壓器模式使用的實(shí)際例子。值得指出的是，WindowAdapter的建立者們不可能預(yù)見到你所要使用的目標(biāo)接口，因此WindowAdapter不可能實(shí)現(xiàn)你的目標(biāo)接口。但是，在考察了這些變壓器類的使用范圍之后，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)， WindowAdapter只需實(shí)現(xiàn)WindowListener的接口即可，也就是說(shuō)，目標(biāo)接口被省略了。請(qǐng)見下面的解釋。

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