設計模式---介面卡模式

簡述

型別：結構型
目的：解決介面不相容問題。

話不多說，看個案例吧。

優化案例

最初版v0

在真實的開發場景中，系統的每個模組都是分配給不同的團隊或個人來開發的。這使得事前溝通變得尤為重要，且溝通問題也時有發生。現在公司有兩個模組無法相容，難道只能重寫其中的一個嗎？

class User {
    String name;
    String sex;
    int age;
    // 剩下的屬性就不寫了，都是廢話沒啥意義
    public User(String name, String sex, int age) {
        this.name = name;
        this.sex = sex;
        this.age = age;
    }
}
interface Filter {
    List<User> findAll();
    User findByName(String name);
}
class FilterImpl implements Filter { // Adaptee
    List<User> users;
    public FilterImpl(List<User> users) {
        this.users = users;
    }
    public List<User> findAll() {
        return users;
    }
    public User findByName(String name) {
        if (name == null) throw new RuntimeException("請輸入正確的ID!");
        return (User) users.stream().filter(t -> name.equals(t.name)).findFirst().orElse(null);
    }
}
interface JsonFilter { // Target
    String allToJson();
    String findByNameToJson(String id);
}

客戶想要查詢user並且返回結果物件的Json，只是當前的兩個模組沒法滿足需求，如果不想修改這兩個模組，我們如何實現兩個模組功能的整合呢？

修改版v1(類介面卡)

我們引入一個新的類作為介面卡來適配原有的兩個模組。

class User {
    String name;
    String sex;
    int age;
    // 剩下的屬性就不寫了，都是廢話沒啥意義
    public User(String name, String sex, int age) {
        this.name = name;
        this.sex = sex;
        this.age = age;
    }
}
interface Filter {
    List<User> findAll();
    User findByName(String name);
}
class FilterImpl implements Filter { // Adaptee
    List<User> users;
    public FilterImpl(List<User> users) {
        this.users = users;
    }
    public List<User> findAll() {
        return users;
    }
    public User findByName(String name) {
        if (name == null) throw new RuntimeException("請輸入正確的ID!");
        return (User) users.stream().filter(t -> name.equals(t.name)).findFirst().orElse(null);
    }
}
interface JsonFilter { // Target
    String allToJson();
    String findByNameToJson(String id);
}
class JsonFilterAdapter extends FilterImpl implements JsonFilter { // Adapter
    public JsonFilterAdapter(List<User> users) {
        super(users);
    }
    public String allToJson() {
        List<User> users = super.findAll();
        return new Gson().toJson(users);
    }
    public String findByNameToJson(String name) {
        User user = super.findByName(name);
        return new Gson().toJson(user);
    }
}

程式碼修改後，我們來看一個使用者端的使用案例。

class client {
	public static void main(String[] args) {
        List<User> users = new ArrayList<>();
        users.add(new User("張三", "男", 19));
        users.add(new User("李四", "男", 35));
        users.add(new User("小紅", "女", 21));
        JsonFilterAdapter jfa = new JsonFilterAdapter(users);
        String allUser = jfa.allToJson();
        String user = jfa.findByNameToJson("張三");
        System.out.printf("%s%n%s", allUser, user);
    }
}

使用了類介面卡確實讓我們可以在不修改原有兩個模組的情況下，以增加一個介面卡類為代價整合兩大模組。但，由於類介面卡需要繼承結構中的Adaptee，且在使用者端中的使用我們也能看出雖然我們能夠呼叫繼承的方法但沒有直接使用。既然不使用為啥繼承呢？

這就引出了新的問題：我們是否有必要使用繼承來實現介面卡。如答案是否，那不使用繼承我們又如何設計介面卡呢。這就得看接下來的優化了。

修改版v2(物件介面卡)(推薦)

我們的問題，物件介面卡可以解決！！！

class User {
    String name;
    String sex;
    int age;
    // 剩下的屬性就不寫了，都是廢話沒啥意義
    public User(String name, String sex, int age) {
        this.name = name;
        this.sex = sex;
        this.age = age;
    }
}
interface Filter {
    List<User> findAll();
    User findByName(String name);
}
class FilterImpl implements Filter { // Adaptee
    List<User> users;
    public FilterImpl(List<User> users) {
        this.users = users;
    }
    public List<User> findAll() {
        return users;
    }
    public User findByName(String name) {
        if (name == null) throw new RuntimeException("請輸入正確的ID!");
        return (User) users.stream().filter(t -> name.equals(t.name)).findFirst().orElse(null);
    }
}
interface JsonFilter { // Target
    String allToJson();
    String findByNameToJson(String id);
}
class JsonFilterAdapter implements JsonFilter { // 不在繼承FilterImpl
    private Filter filter; // 繼承 → 聚合
    public JsonFilterAdapter(List<User> users) {
        this.filter = new FilterImpl(users);
    }
    public String allToJson() {
        List<User> users = filter.findAll();
        return new Gson().toJson(users);
    }
    public String findByNameToJson(String name) {
        User user = filter.findByName(name);
        return new Gson().toJson(user);
    }
}

我們再看看使用者端的呼叫程式碼。

class client {
	public static void main(String[] args) {
        List<User> users = new ArrayList<>();
        users.add(new User("張三", "男", 19));
        users.add(new User("李四", "男", 35));
        users.add(new User("小紅", "女", 21));
        JsonFilterAdapter jfa = new JsonFilterAdapter(users);
        String allUser = jfa.allToJson();
        String user = jfa.findByNameToJson("張三");
        System.out.printf("%s%n%s", allUser, user);
    }
}

呼叫程式碼完全沒有變化，但實際上已經無法在使用者端中呼叫Filter中定義的方法了，這使得Adapter類的都耦合度更低，有利於使用和維護。

總結

優點

使用介面卡模式，不需要對於現有模組修改，符合開閉原則。
可以針對現有的模組建立多種多樣的介面卡，而使用者端只需要呼叫介面卡即可。讓使用者端與現有的多個模組解耦，防止日後模組修改時使用者端也需要隨之修改。

缺點

隨著介面卡類的加入，現有的系統將越發複雜。
增加了開發人員對於系統的理解難度。

適用場景

需要整合兩個不相容介面的場景。