適配器模式橋接模式.ppt

適配器模式 /橋接模式,結(jié)構(gòu)型模式 結(jié)構(gòu)型模式概述 結(jié)構(gòu)型模式簡(jiǎn)介 適配器模式 模式動(dòng)機(jī)與定義 模式結(jié)構(gòu)與分析 模式實(shí)例與解析 模式效果與應(yīng)用 模式擴(kuò)展,橋接模式 模式動(dòng)機(jī)與定義 模式結(jié)構(gòu)與分析 模式實(shí)例與解析 模式效果與應(yīng)用,結(jié)構(gòu)型模式,結(jié)構(gòu)型模式概述 結(jié)構(gòu)型模式(Structural Pattern)描述如何將類或者對(duì)象結(jié)合在一起形成更大的結(jié)構(gòu)，就像搭積木，可以通過(guò)簡(jiǎn)單積木的組合形成復(fù)雜的、功能更為強(qiáng)大的結(jié)構(gòu)。,結(jié)構(gòu)型模式,結(jié)構(gòu)型模式概述 根據(jù)這一點(diǎn)，結(jié)構(gòu)型模式可以分為類結(jié)構(gòu)型模式和對(duì)象結(jié)構(gòu)型模式： 類結(jié)構(gòu)型模式關(guān)心類的組合，由多個(gè)類可以組合成一個(gè)更大的系統(tǒng)，在類結(jié)構(gòu)型模式中一般只存在繼承關(guān)系和實(shí)現(xiàn)關(guān)系。 對(duì)象結(jié)構(gòu)型模式關(guān)心類與對(duì)象的組合，通過(guò)關(guān)聯(lián)關(guān)系使得在一個(gè)類中定義另一個(gè)類的實(shí)例對(duì)象，然后通過(guò)該對(duì)象調(diào)用其方法。根據(jù)“合成復(fù)用原則”，在系統(tǒng)中盡量使用關(guān)聯(lián)關(guān)系來(lái)替代繼承關(guān)系，因此大部分結(jié)構(gòu)型模式都是對(duì)象結(jié)構(gòu)型模式。,結(jié)構(gòu)型模式,結(jié)構(gòu)型模式簡(jiǎn)介 適配器模式(Adapter) 橋接模式(Bridge) 組合模式(Composite) 裝飾模式(Decorator) 外觀模式(Facade) 享元模式(Flyweight) 代理模式(Proxy),適配器模式,模式動(dòng)機(jī),適配器模式,模式動(dòng)機(jī) 在軟件開(kāi)發(fā)中采用類似于電源適配器的設(shè)計(jì)和編碼技巧被稱為適配器模式。 通常情況下，客戶端可以通過(guò)目標(biāo)類的接口訪問(wèn)它所提供的服務(wù)。有時(shí)，現(xiàn)有的類可以滿足客戶類的功能需要，但是它所提供的接口不一定是客戶類所期望的，這可能是因?yàn)楝F(xiàn)有類中方法名與目標(biāo)類中定義的方法名不一致等原因所導(dǎo)致的。 在這種情況下，現(xiàn)有的接口需要轉(zhuǎn)化為客戶類期望的接口，這樣保證了對(duì)現(xiàn)有類的重用。如果不進(jìn)行這樣的轉(zhuǎn)化，客戶類就不能利用現(xiàn)有類所提供的功能，適配器模式可以完成這樣的轉(zhuǎn)化。,適配器模式,模式動(dòng)機(jī) 在適配器模式中可以定義一個(gè)包裝類，包裝不兼容接口的對(duì)象，這個(gè)包裝類指的就是適配器(Adapter)，它所包裝的對(duì)象就是適配者(Adaptee)，即被適配的類。 適配器提供客戶類需要的接口，適配器的實(shí)現(xiàn)就是把客戶類的請(qǐng)求轉(zhuǎn)化為對(duì)適配者的相應(yīng)接口的調(diào)用。也就是說(shuō)：當(dāng)客戶類調(diào)用適配器的方法時(shí)，在適配器類的內(nèi)部將調(diào)用適配者類的方法，而這個(gè)過(guò)程對(duì)客戶類是透明的，客戶類并不直接訪問(wèn)適配者類。因此，適配器可以使由于接口不兼容而不能交互的類可以一起工作。這就是適配器模式的模式動(dòng)機(jī)。,適配器模式,模式定義 適配器模式(Adapter Pattern) ：將一個(gè)接口轉(zhuǎn)換成客戶希望的另一個(gè)接口，適配器模式使接口不兼容的那些類可以一起工作，其別名為包裝器(Wrapper)。適配器模式既可以作為類結(jié)構(gòu)型模式，也可以作為對(duì)象結(jié)構(gòu)型模式。,適配器模式,模式結(jié)構(gòu) 類適配器,適配器模式,模式結(jié)構(gòu) 對(duì)象適配器,適配器模式,模式結(jié)構(gòu) 適配器模式包含如下角色： Target：目標(biāo)抽象類 Adapter：適配器類 Adaptee：適配者類 Client：客戶類,適配器模式,模式分析 典型的類適配器代碼：,適配器模式,模式分析 典型的對(duì)象適配器代碼：,適配器模式,適配器模式實(shí)例與解析 實(shí)例一：仿生機(jī)器人 現(xiàn)需要設(shè)計(jì)一個(gè)可以模擬各種動(dòng)物行為的機(jī)器人，在機(jī)器人中定義了一系列方法，如機(jī)器人叫喊方法cry()、機(jī)器人移動(dòng)方法move()等。如果希望在不修改已有代碼的基礎(chǔ)上使得機(jī)器人能夠像狗一樣叫，像狗一樣跑，使用適配器模式進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。,適配器模式,適配器模式實(shí)例與解析 實(shí)例一：仿生機(jī)器人,適配器模式,模式優(yōu)缺點(diǎn) 適配器模式的優(yōu)點(diǎn)如下： 將目標(biāo)類和適配者類解耦，通過(guò)引入一個(gè)適配器類來(lái)重用現(xiàn)有的適配者類，而無(wú)需修改原有代碼。 增加了類的透明性和復(fù)用性，將具體的實(shí)現(xiàn)封裝在適配者類中，對(duì)于客戶端類來(lái)說(shuō)是透明的，而且提高了適配者的復(fù)用性。 靈活性和擴(kuò)展性都非常好，通過(guò)使用配置文件，可以很方便地更換適配器，也可以在不修改原有代碼的基礎(chǔ)上增加新的適配器類，完全符合“開(kāi)閉原則”。,適配器模式,模式優(yōu)缺點(diǎn) 類適配器模式還具有如下優(yōu)點(diǎn)： 由于適配器類是適配者類的子類，因此可以在適配器類中置換一些適配者的方法，使得適配器的靈活性更強(qiáng)。 類適配器模式的缺點(diǎn)如下： 對(duì)于Java、C#等不支持多重繼承的語(yǔ)言，一次最多只能適配一個(gè)適配者類，而且目標(biāo)抽象類只能為抽象類，不能為具體類，其使用有一定的局限性，不能將一個(gè)適配者類和它的子類都適配到目標(biāo)接口。,適配器模式,模式優(yōu)缺點(diǎn) 對(duì)象適配器模式還具有如下優(yōu)點(diǎn)： 一個(gè)對(duì)象適配器可以把多個(gè)不同的適配者適配到同一個(gè)目標(biāo)，也就是說(shuō)，同一個(gè)適配器可以把適配者類和它的子類都適配到目標(biāo)接口。 對(duì)象適配器模式的缺點(diǎn)如下： 與類適配器模式相比，要想置換適配者類的方法就不容易。如果一定要置換掉適配者類的一個(gè)或多個(gè)方法，就只好先做一個(gè)適配者類的子類，將適配者類的方法置換掉，然后再把適配者類的子類當(dāng)做真正的適配者進(jìn)行適配，實(shí)現(xiàn)過(guò)程較為復(fù)雜。,適配器模式,模式使用 在以下情況下可以使用適配器模式： 系統(tǒng)需要使用現(xiàn)有的類，而這些類的接口不符合系統(tǒng)的需要。 想要建立一個(gè)可以重復(fù)使用的類，用于與一些彼此之間沒(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。,適配器模式,模式應(yīng)用 (1) Sun公司在1996年公開(kāi)了Java語(yǔ)言的數(shù)據(jù)庫(kù)連接工具JDBC，JDBC使得Java語(yǔ)言程序能夠與數(shù)據(jù)庫(kù)連接，并使用SQL語(yǔ)言來(lái)查詢和操作數(shù)據(jù)。JDBC給出一個(gè)客戶端通用的抽象接口，每一個(gè)具體數(shù)據(jù)庫(kù)引擎（如SQL Server、Oracle、MySQL等）的JDBC驅(qū)動(dòng)軟件都是一個(gè)介于JDBC接口和數(shù)據(jù)庫(kù)引擎接口之間的適配器軟件。抽象的JDBC接口和各個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)引擎API之間都需要相應(yīng)的適配器軟件，這就是為各個(gè)不同數(shù)據(jù)庫(kù)引擎準(zhǔn)備的驅(qū)動(dòng)程序。,適配器模式,模式應(yīng)用 (2)在Spring AOP框架中，對(duì)BeforeAdvice、AfterAdvice、ThrowsAdvice三種通知類型借助適配器模式來(lái)實(shí)現(xiàn)。,適配器模式,模式擴(kuò)展 缺省適配器模式(Default Adapter Pattern) 當(dāng)不需要全部實(shí)現(xiàn)接口提供的方法時(shí)，可先設(shè)計(jì)一個(gè)抽象類實(shí)現(xiàn)接口，并為該接口中每個(gè)方法提供一個(gè)默認(rèn)實(shí)現(xiàn)（空方法），那么該抽象類的子類可有選擇地覆蓋父類的某些方法來(lái)實(shí)現(xiàn)需求，它適用于一個(gè)接口不想使用其所有的方法的情況。因此也稱為單接口適配器模式。,適配器模式,模式擴(kuò)展 雙向適配器 在對(duì)象適配器的使用過(guò)程中，如果在適配器中同時(shí)包含對(duì)目標(biāo)類和適配者類的引用，適配者可以通過(guò)它調(diào)用目標(biāo)類中的方法，目標(biāo)類也可以通過(guò)它調(diào)用適配者類中的方法，那么該適配器就是一個(gè)雙向適配器。,適配器模式,模式擴(kuò)展 雙向適配器,適配器模式總結(jié),適配器模式用于將一個(gè)接口轉(zhuǎn)換成客戶希望的另一個(gè)接口，適配器模式使接口不兼容的那些類可以一起工作，其別名為包裝器。適配器模式既可以作為類結(jié)構(gòu)型模式，也可以作為對(duì)象結(jié)構(gòu)型模式。 適配器模式包含四個(gè)角色：目標(biāo)抽象類定義客戶要用的特定領(lǐng)域的接口；適配器類可以調(diào)用另一個(gè)接口，作為一個(gè)轉(zhuǎn)換器，對(duì)適配者和抽象目標(biāo)類進(jìn)行適配，它是適配器模式的核心；適配者類是被適配的角色，它定義了一個(gè)已經(jīng)存在的接口，這個(gè)接口需要適配；在客戶類中針對(duì)目標(biāo)抽象類進(jìn)行編程，調(diào)用在目標(biāo)抽象類中定義的業(yè)務(wù)方法。 在類適配器模式中，適配器類實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)抽象類接口并繼承了適配者類，并在目標(biāo)抽象類的實(shí)現(xiàn)方法中調(diào)用所繼承的適配者類的方法；在對(duì)象適配器模式中，適配器類繼承了目標(biāo)抽象類并定義了一個(gè)適配者類的對(duì)象實(shí)例，在所繼承的目標(biāo)抽象類方法中調(diào)用適配者類的相應(yīng)業(yè)務(wù)方法。,適配器模式的主要優(yōu)點(diǎn)是將目標(biāo)類和適配者類解耦，增加了類的透明性和復(fù)用性，同時(shí)系統(tǒng)的靈活性和擴(kuò)展性都非常好，更換適配器或者增加新的適配器都非常方便，符合“開(kāi)閉原則”；類適配器模式的缺點(diǎn)是適配器類在很多編程語(yǔ)言中不能同時(shí)適配多個(gè)適配者類，對(duì)象適配器模式的缺點(diǎn)是很難置換適配者類的方法。 適配器模式適用情況包括：系統(tǒng)需要使用現(xiàn)有的類，而這些類的接口不符合系統(tǒng)的需要；想要建立一個(gè)可以重復(fù)使用的類，用于與一些彼此之間沒(méi)有太大關(guān)聯(lián)的一些類一起工作。,橋接模式,模式動(dòng)機(jī) 將實(shí)現(xiàn)抽象部分與實(shí)現(xiàn)部分分離，使它們各自可以獨(dú)立地變化。,橋接模式,模式動(dòng)機(jī) 設(shè)想要繪制一幅圖畫(huà)，藍(lán)天、白云、綠樹(shù)、小鳥(niǎo)，如果畫(huà)面尺寸很大，那么用蠟筆繪制就會(huì)遇到點(diǎn)麻煩。畢竟細(xì)細(xì)的蠟筆要涂出一片藍(lán)天，是有些麻煩。如果有可能，最好有套大號(hào)蠟筆，粗粗的蠟筆很快能涂抹完成。至于色彩嗎，最好每種顏色來(lái)支粗的，除了藍(lán)天還有綠地呢。這樣，如果一套12種顏色的蠟筆，我們需要兩套24支，同種顏色的一粗一細(xì)。這樣你就會(huì)想要是再有一套中號(hào)蠟筆就更好了，這樣，不多不少總共36支蠟筆。,橋接模式,橋接模式,橋接模式,模式結(jié)構(gòu),橋接模式,Abstraction：定義抽象類的接口，維護(hù)一個(gè)指向Implementor類型的指針。 Refined Abstraction：擴(kuò)充Abstraction定義的接口，改變和修正父類對(duì)抽象化的定義。 Implementor：這個(gè)角色給出實(shí)現(xiàn)化角色的接口，但不給出具體的實(shí)現(xiàn)。必須指出的是，這個(gè)接口不一定和抽象化角色的接口定義相同，實(shí)際上，這兩個(gè)接口可以非常不一樣。實(shí)現(xiàn)化角色應(yīng)當(dāng)只給出底層操作，而抽象化角色應(yīng)當(dāng)只給出基于底層操作的更高一層的操作。 Concrete Implementor：這個(gè)角色給出實(shí)現(xiàn)化角色接口的具體實(shí)現(xiàn)。,橋接模式,模式分析 abstract class Abstraction private Implementor imp; /抽象部分包含的實(shí)現(xiàn)者 public Implementor Imp set imp = value; get return imp; public abstract void Operation(); ,橋接模式,模式分析 派生抽象化角色 class RefinedAbstraction : Abstraction public override void Operation() Imp.OperationImp(); /調(diào)用實(shí)現(xiàn)者的方法實(shí)現(xiàn)操作 ,橋接模式,模式分析 實(shí)現(xiàn)者角色 abstract class Implementor public abstract void OperationImp(); ,橋接模式,模式分析 具體實(shí)現(xiàn)者角色A class ConcreteImplementorA : Implementor public override void OperationImp() Console.WriteLine(“ConcreteImplementAs Operator !“); ,橋接模式,模式分析 具體實(shí)現(xiàn)者角色B class ConcreteImplementorB : Implementor public override void OperationImp() Console.WriteLine(“ConcreteImplementBs Operator !“); ,橋接模式,模式實(shí)用性 如果一個(gè)系統(tǒng)需要在構(gòu)件的抽象化角色和具體化角色之間增加更多的靈活性，避免在兩個(gè)層次之間建立靜態(tài)的聯(lián)系。 設(shè)計(jì)要求實(shí)現(xiàn)化角色的任何改變不應(yīng)當(dāng)影響客戶端，或者說(shuō)實(shí)現(xiàn)化角色的改變對(duì)客戶端是完全透明的。 一個(gè)構(gòu)件有多于一個(gè)的抽象化角色和實(shí)現(xiàn)化角色，系統(tǒng)需要它們之間進(jìn)行動(dòng)態(tài)耦合。 雖然在系統(tǒng)中使用繼承是沒(méi)有問(wèn)題的，但是由于抽象化角色和具體化角色需要獨(dú)立變化，設(shè)計(jì)要求需要獨(dú)立管理這兩者。,橋接模式,模式應(yīng)用 開(kāi)關(guān)與臺(tái)燈：任何臺(tái)燈都包括燈泡和燈架兩部分，不同的燈泡可以與不同的臺(tái)燈（燈架）匹配，可以只更換燈泡或只更換臺(tái)燈（燈架），燈泡與臺(tái)燈（燈架）之間存在一種交錯(cuò)的巨烈變化，所以把燈和臺(tái)燈“做死”在一起不是一種好的作法。可以使用橋接器模式使之解耦：在臺(tái)燈（燈架）上做一個(gè)燈口，可以用它來(lái)調(diào)用燈泡的“發(fā)光”的方法點(diǎn)亮燈泡，同時(shí)我們可以隨意地更換我們喜歡的燈泡，而不用去換整個(gè)臺(tái)燈（燈架）。,橋接模式,為了實(shí)現(xiàn)燈架與燈泡之間的解耦，我們使用橋接器模式，抽象出一個(gè)“抽象化臺(tái)燈”，它有一個(gè)開(kāi)關(guān)一個(gè)燈泡，可以通過(guò)開(kāi)關(guān)調(diào)用燈泡的發(fā)光方法來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)光。同時(shí)我們也為燈泡做了一個(gè)抽象，以使此燈的燈泡可以恰好安裝在燈架的燈口上。 下面為抽象出來(lái)的燈架和燈泡派生兩個(gè)燈泡和兩個(gè)燈架： 兩個(gè)臺(tái)燈的燈架：一個(gè)是旋鈕式開(kāi)關(guān)，另一個(gè)是按鈕式開(kāi)關(guān)。 兩個(gè)燈泡：紅色燈泡和藍(lán)色燈泡。,橋接模式,抽象臺(tái)燈 abstract class Lamp protected Light light; /臺(tái)燈上的燈泡 public Light Light set light = value; public abstract void OpenLight(); /臺(tái)燈的開(kāi)關(guān) ,橋接模式,旋鈕臺(tái)燈 class CircleLamp: Lamp private int v=0; /旋鈕臺(tái)燈打開(kāi)后，燈泡的最初電壓 public override void OpenLight() /旋轉(zhuǎn)臺(tái)燈開(kāi)關(guān)調(diào)亮燈泡 for (v = 0; v = 5; v+) light.Level = v; /根據(jù)電壓設(shè)定燈泡發(fā)光強(qiáng)度 light.Shine(); /燈泡發(fā)光 ,橋接模式,按鈕臺(tái)燈 class SwitchLamp : Lamp private int v = 5; /打開(kāi)臺(tái)燈開(kāi)關(guān)后，燈泡的最初電壓 public override void OpenLight() /打開(kāi)按鈕臺(tái)燈的開(kāi)關(guān) light.Level = v; /根據(jù)電壓設(shè)定燈泡發(fā)光強(qiáng)度 light.Shine();/燈泡發(fā)光 ,橋接模式,燈泡抽象體 abstract class Light protected int level; /燈泡的發(fā)光強(qiáng)度 public int Level set level = value; public abstract void Shine(); /燈泡的發(fā)光方法 ,橋接模式,紅燈 class RedLight:Ligh