设计模式 ─── 接口适配

这部分与其用接口适配来形容,也可以说是接口设计。涉及到接口适配的有以下三种设计模式,
① 适配器(为了适配旧接口)
② 桥接(为了适配不同的接口)
③ 外观模式(为了接口简单好用)

一. 适配器

适配器模式是用来解决已有类与新的接口不兼容的情况,将一个类的接口转换成客户希望的另一个接口。有两种实现适配器的方法:类适配器和对象适配器。
类适配器是通过继承实现的。因为OC不支持多继承,Target只能以协议形式存在。Adapter遵守Target协议,继承Adaptee。Target协议定义了对外的接口(request方法)。Adapter没有重载Adaptee的specificRequest方法,而是在request方法的实现中,调用父类(Adaptee)的specificRequest方法。

类适配器.png

与类适配器不同,对象适配器不继承被适配者,而是组合了一个对它的引用,从“属于”变成了“包含”。在request方法的实现中,调用了[adaptee specificRequest]

对象适配器.png

这两种方式的适配器达成的目是一样的,只是各自的特征和试用范围有所差异。我们需要根据具体的需求去选择。

类适配器和对象适配器.png

cocoa框架中的委托模式就是适配器模式的一种实现。适配器模式是为了把类的接口变换为客户端要求的另一个接口。在委托中,客户端是cocoa Touch框架中的类,Target是委托协议,实现协议的具体类就是适配器,应用程序中的其他类就是被适配者(与框架不匹配需要适配)。

举个例子🌰:控制器上有个tableview,控制器遵守tableview的dataSource协议,实现dataSource协议中的方法,比如获取rows数量(从数组的count获取)。在这里,dataSource协议就是Target,tableview是客户端,控制器是适配器,数组对象就是被适配者。
用协议和代码块实现的适配器的角色是不一样的,我们可以通过书中的例子及对应的分析图看出来。

协议实现的适配器.png
代码块实现的适配器.png

委托模式也可以实现其他设计模式,比如装饰模式,模板模式。在模板方法中包含一套预定义的参数化的算法,留出某些特定行为要求子类来提供,但是在这些情况下特定行为是委托。模板方法的执行中,必要时会想委托(适配器)发送消息以请求某些特定行为,然后通过适配器(委托)的接口,从应用程序中的被适配者获取任何特定信息。所以,委托模式用于多个设计模式的混合体与其相互关联的情况很常见。

在以下情况,需要考虑使用适配器模式:
(1)已有类的接口与需求不匹配。
(2)想要一个可复用的类,该类能够同可能带有不兼容接口的其他类协作。
(3)需要适配一个类的几个不同子类,可是让每一个子类去子类化一个类适配器又不现实。那么可以使用对象适配器(委托)来适配其父类的接口。

二. 桥接

桥接模式用于帮助消除抽象接口与实现的耦合,从而接口可以独立的进行变更。桥接模式把抽象层次结构从实现中分离出来,使其可以独立变更,抽象层定义了供客户端使用的上层抽象接口,实现层次结构定义了供抽象层次使用的底层接口,实现类的引用被封装于抽象层的实例中,桥接就形成了。
其实,就是抽象的管理类管理一个抽象的执行类,通过一个方法或者多个方法来让抽象执行类完成功能,这就是传说中的桥接模式。换句话说,就是管理类和执行类是不同的层次结构,但是通过对象组合关系,在两个层次结构的上层抽象类之间形成“桥接”,从而联系起来。

如类图所示,Abstraction定义了供客户端使用的上层抽象接口的父接口。它有一个对Implementor实例的引用,Implementor定义了实现类的接口。Implementor的接口提供基础操作,而Abstraction的上层操作基于这些基础操作。当客户端向Abstraction的实例发送operation消息时,这个方法向imp发送operationImp消息。底下的实际ConcreteImplementator(A或B)做出响应。
当想往系统添加新的ConcreteImplementator时,所要做的只是为Implementor创建出一个新的实现类,这对Abstraction方面没有任何影响。同样,想要修改Abstraction的接口或者创建更细化的Abstraction类,也不会影响到Implementor这头。(去掉一头的抽象不就是对象适配器了吗?)

桥接模式.png

举个例子🌰:小时候有两款游戏机(GameBoy和GameGear),我们现在需要在完全不同的硬件体系结构的台式机和iOS设备上运行。consoleController和ConsoleEmulator分别是虚拟控制器和仿真器的抽象类。我们操纵虚拟控制器,实际执行的是仿真器。通过这样的设计,我们加上安卓设备或者GameXX都是相当容易的。

虚拟仿真器类图.png

对于适配器模式,适配器其实主要是适配一个接口,而桥接模式是为了适配到不同接口。

在以下情况,需要考虑使用桥接模式:
(1)不想在抽象与其实现之间形成固定的绑定关系(这样就可以再运行时切换实现)。
(2)抽象及其实现都应可以通过子类化独立进行扩展。
(3)对抽象的实现修改不应影响客户端代码。
(4)如果每个实现需要额外的子类以细化抽象,则说明有必要把它们分成两部分。
(5)想在带有不同抽象接口的多个对象之间共享一个实现。

三. 外观模式

外观模式能够把不同的接口组合起来,而且可以把它们简化成单一入口,就像建筑的外观(大门)一样。外观模式为子系统中一组不同的接口提供了统一的接口,外观定义了上层接口,通过降低复杂度和隐藏子系统之间的通信及依存关系,让子系统更易于使用。
比方说子系统有一组不同的类,其中一些彼此依赖,如下图所示。这让客户端很难使用子系统中的类,因为客户端需要知道每一个类。有时如果客户端只是需要子系统的某些基本行为,而对子系统的类不做太多定制,外观为这样的客户端提供了简化的入口。

外观示例.png

举个例子🌰:以整个坐出租车为例,出租车服务作为一个封闭的系统,包括出租车司机(Driver)、出租车(Car)和计时器(Taximeter)。一旦乘客向司机发出driveToLocation:x消息,Driver就会收到这个消息,操作两个子系统。Driver会启动Taximeter,让它开始计价,然后让汽车进行换挡、踩油门等操作。到达目的地后,Driver会松油门,踩刹车,停止Taximeter。无论这两个系统多负责,乘客只负责提供Driver一个driveToLocation:x的信息。所以说Driver充当的外观类。

出租车例子.png

当程序逐渐变大变复杂时,会有越来越小型的类从设计和应用模式中演化出来。如果没有一种简化的方式来使用这些类,客户端代码将变得越来越大、越来越难理解。外观有助于提供一种更为简洁的方式来使用子系统的这些类。处理这些子系统类的默认行为的,可能只是定义在外观中的一个简单的方法,而不必直接去使用这些类。

在以下情况,需要考虑使用外观模式:
(1)子系统正逐渐变得复杂。应用模式的过程中演化出许多类。可以使用外观为这些子系统类提供一个较简单的接口。
(2)可以使用外观对子系统进行分层。每个子系统级别有一个外观作为入口点。让它们通过其外观进行通信,可以简化它们的依赖关系。

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