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适配器模式（Adapter Pattern）详解

定义

适配器模式是一种结构型设计模式，通过将一个类的接口转换为客户期望的另一个接口，使得原本接口不兼容的类可以一起工作。适配器模式又称“包装器（Wrapper）”。

适配器模式的结构

核心角色

1. 目标接口（Target）
   定义客户需要的接口，是客户代码直接调用的接口。

2. 适配者（Adaptee）
   现有的接口，无法直接满足客户需求。

3. 适配器（Adapter）
   将适配者的接口转换为目标接口，使客户可以通过目标接口访问适配者。

适配器模式的使用场景

1. 旧系统的兼容性问题：当需要使用一个已有系统，但它的接口与新系统不兼容时，可以通过适配器模式进行适配。
2. 第三方库整合：当使用第三方库的接口与当前项目需求不一致时，可以通过适配器封装以符合需求。
3. 统一接口：在多种类似功能的接口中，适配器可以对不同实现进行封装，提供统一的访问接口。

适配器模式的优缺点

优点

1. 提高兼容性：使原本不兼容的类可以协同工作。
2. 遵循开闭原则：通过添加适配器实现扩展，无需修改原有代码。
3. 灵活性高：可以动态添加新的适配器以支持不同的接口。

缺点

1. 过多适配器增加复杂性：如果需要适配的类很多，适配器数量可能会迅速增长，导致系统复杂性提升。
2. 可能影响性能：适配器的额外封装会引入一定的性能开销。

适配器模式的两种实现方式

1. 类适配器（使用继承）：适配器继承适配者类，并实现目标接口。
2. 对象适配器（使用组合）：适配器中包含适配者对象的引用，通过委托实现适配。

类适配器与对象适配器的比较

使用案例

案例 1：图形绘制系统

现有一个老版本的绘图类 LegacyRenderer，需要将其适配到新的绘图接口 NewRenderer，以兼容新功能。

案例 2：支付系统整合

整合多个第三方支付接口（如 PayPal、Stripe）到统一的支付系统中。

案例 3：硬件设备驱动

将不同厂商的硬件设备接口统一适配为系统标准接口。

适配器模式的类图

适配器模式的实现

C++ 实现

#include <iostream>
using namespace std;

// 目标接口
class Target {
public:
    virtual void Request() const {
        cout << "Target: Default implementation of Request" << endl;
    }
    virtual ~Target() = default;
};

// 适配者
class Adaptee {
public:
    void SpecificRequest() const {
        cout << "Adaptee: SpecificRequest called" << endl;
    }
};

// 适配器
class Adapter : public Target {
private:
    Adaptee* adaptee;
public:
    Adapter(Adaptee* adaptee) : adaptee(adaptee) {}
    void Request() const override {
        adaptee->SpecificRequest();
    }
};

// 客户端代码
void ClientCode(const Target* target) {
    target->Request();
}

int main() {
    cout << "Client: I can work just fine with the Target objects:\n";
    Target* target = new Target;
    ClientCode(target);

    cout << "\nClient: The Adapter makes the Adaptee's interface compatible:\n";
    Adaptee* adaptee = new Adaptee;
    Target* adapter = new Adapter(adaptee);
    ClientCode(adapter);

    delete target;
    delete adaptee;
    delete adapter;

    return 0;
}

C# 实现

using System;

// 目标接口
public interface ITarget {
    void Request();
}

// 适配者
public class Adaptee {
    public void SpecificRequest() {
        Console.WriteLine("Adaptee: SpecificRequest called");
    }
}

// 适配器
public class Adapter : ITarget {
    private readonly Adaptee _adaptee;

    public Adapter(Adaptee adaptee) {
        _adaptee = adaptee;
    }

    public void Request() {
        _adaptee.SpecificRequest();
    }
}

// 客户端代码
class Program {
    static void Main(string[] args) {
        Console.WriteLine("Client: I can work with Target interface:");
        ITarget target = new Adapter(new Adaptee());
        target.Request();
    }
}

适配器模式的总结

• 应用场景：适配器模式适用于系统接口不兼容，但必须协同工作的场景。
• 实现选择：类适配器在需要直接继承的情况下使用，对象适配器适用于松耦合场景。
• 灵活性：适配器可以动态适配多个不同的接口，从而提供更灵活的解决方案。
• 关键点：实现中要注意目标接口与适配者接口之间的功能映射关系，以避免错误适配。

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