爪哇語言結構性模式之變壓器模式介紹(上)

什麼是結構性模式

結構性模式描述類和對象怎樣結合在一起成為較大的結構。 結構性模式描述兩種不同的東西：類與類的執行個體。根據它們所描述的東西的不同， 結構性模式可以分為類結構模式和執行個體結構模式兩種。

類結構模式使用繼承（inheritance）來把類，介面等組合在一起，形成更大的結構。 當一個類從父類繼承，並實現某介面時，這個新的類就把父類的結構和介面的結構結合起來。 類結構模式是靜態。一個類結構模式的典型的例子，就是類形式的變壓器模式。

執行個體結構模式描述各種不同類型的把對象組合在一起，實現新的功能的方法。執行個體結構模式是動態。 一個典型的執行個體結構模式，就是代理人模式，代理人模式將在以後介紹。其它的例子包括後面將要介紹的複合模式， 飛行重量模式，裝飾模式，以及執行個體形式的變壓器模式等。

有一些模式會有類結構模式的形式和執行個體結構模式的形式兩種，成為以上兩種形式的結構模式的極好註解。 本節要介紹的變壓器模式就是這樣，它有類形式和執行個體形式兩種。

變壓器模式的介紹

變壓器模式把一個類的介面變換成用戶端所期待的另一種介面。變壓器模式使原本無法在一起工作的兩個類能夠在一起工作。 如前所述，變壓器模式是關於類結構的結構性模式，因而是靜態模式。

這很象變壓器(Adapter)---變壓器把一種電壓變換成另一種電壓。當我把美國的電器拿回中國大陸去用的時候， 我就面臨電壓不同的問題。美國的生活用電壓是110伏，而中國的電壓是220伏。我如果要在中國大陸使用我在美國使用的電器， 我就必須有一個能把220伏電壓轉換成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。

讀者可能也會想到，Adapter在中文也可翻譯為轉換器（適配器）。實際上，轉換器（適配器）也是一個合適的名字。仍用電器作例子， 美國的電器的插頭一般是三相的，即除了陽極，陰極外，還有一個地極。中國大陸的建築物內的電源插座一般只有兩極，沒有地極。 這時候，即便電器的確可以接受220伏電壓，電源插座和插頭不匹配，也使電器無法使用。 一個三相到兩相的轉換器（適配器）就能解決這個問題。因此此模式也可被稱為轉換器（適配器）模式。

同時，這種做法也很象封裝過程，被封裝的物體的真實樣子被封裝所掩蓋和改變，因此有人把這種模式叫做封裝（Wrapper）模式。事實上， 我們經常寫很多這樣的wrapper類，把已有的一些類包裹起來，使之能有滿足需要的介面。

變壓器模式有類形式和執行個體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。

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（Target）。這就是我們所期待得到的介面。注意，由於這裡討論的是類變壓器模式，因此目標不可以是類。

源（Adaptee）。現有需要適配的介面。

變壓器（Adapter）。變壓器類是本模式的核心。變壓器把源介面轉換成目標介面。顯然，這一角色不可以是介面， 而必須是實類。

本模式的示範代碼如下：

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的原始碼。

package com.javapatterns.adapter.classAdapter;

public class Adaptee

{

public void

sampleOperation1(){}

}

代碼清單2. Adaptee的原始碼。

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的原始碼。

類形式的變壓器模式的效果

第一、 使用一個實類把源(Adaptee)適配到目標（Target)。這樣一來，如果你想把源以及源的子類都使用此類適配， 就行不通了。

第二、 由於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、 由於只引進了一個變壓器類，因此只有一個路線到達目標類。問題得到簡化。

執行個體形式的變壓器模式的類圖定義如下。

在圖1可以看出,模式所涉及的成員有：

目標（Target）。這就是我們所期待得到的介面。目標可以是實的或抽象的類。

源（Adaptee）。現有需要適配的介面。

變壓器（Adapter）。變壓器類是本模式的核心。變壓器把源介面轉換成目標介面。 顯然，這一角色必須是實類。

本模式的示範代碼如下：

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的原始碼。

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的原始碼。

package com.javapatterns.adapter;

public class Adaptee {

public void sampleOperation1(){}

}

代碼清單6. Adaptee的原始碼。

執行個體形式的變壓器模式的效果

第一、 一個變壓器可以把多種不同的源適配到同一個目標。換言之，同一個變壓器可以把源類和它的子類都適配到目標介面。

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容易。如果一定要置換掉源類的一個或多個方法，就只好先做一個源類的子類， 將源類的方法置換掉，然後再把源類的子類當作真正的源進行適配。

第三、 雖然要想置換源類的方法不容易，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適用於所有的源。

在什麼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、 你需要使用現有的類，而此類的介面不符合你的需要。

第二、 你想要建立一個可以重複使用的類，用以與一些彼此之間沒有太大關聯的一些類， 包括一些可能在將來引進的類一起工作。這些源類不一定有很複雜的介面。

第三、 （對執行個體形式的變壓器模式而言）你需要改變多個已有的子類的介面， 如果使用類形式的變壓器模式，就要針對每一個子類做一個變壓器類，而這不太實際。

J2SE中的變壓器模式的使用

在爪哇語言2.0的標準SDK中，有很多的變壓器類。如：

庫程式包java/awt/event中有

ComponentAdapter

ContainerAdapter

FocusAdapter

HierarchyBoundsAdapter

KeyAdapter

MouseAdapter

MouseMotionAdapter

WindowAdapter

庫程式包Javax/swing/event中有

InternalFrameAdapter

MouseInputAdapter

這些都是變壓器模式使用的實際例子。值得指出的是，WindowAdapter的建立者們不可能預見到你所要使用的目標介面， 因此WindowAdapter不可能實現你的目標介面。但是，在考察了這些變壓器類的使用範圍之後，我們會發現， WindowAdapter只需實現WindowListener的介面即可，也就是說，目標介面被省略了。請見下面的解釋。