适配器模式

结构型模式

结构型模式(Structural Pattern)描述如何将类或者对象结合在一起形成更大的结构，就像搭积木，可以通过简单积木的组合形成复杂的、功能更为强大的结构。

结构型模式可以分为类结构型模式和对象结构型模式：

• 类结构型模式关心类的组合，由多个类可以组合成一个更大的系统，在类结构型模式中一般只存在继承关系和实现关系。

• 对象结构型模式关心类与对象的组合，通过关联关系使得在一个类中定义另一个类的实例对象，然后通过该对象调用其方法。

根据“合成复用原则”，在系统中尽量使用关联关系来替代继承关系，因此大部分结构型模式都是对象结构型模式。一共有以下几种模式：

• 适配器模式(Adapter) 重要程度：4

• 桥接模式(Bridge) 重要程度：4

• 组合模式(Composite) 重要程度：4

• 装饰模式(Decorator) 重要程度：3

• 外观模式(Facade) 重要程度：5

• 享元模式(Flyweight) 重要程度：1

• 代理模式(Proxy) 重要程度：4

适配器模式

1.动机

• 买笔记本电脑，买手机时，都有一个电源适配器，电源适配器又叫外置电源，是小型便携式电子设备及电子电器的供电电压变换设备，常见于手机，笔记本电脑上。它的作用是将家里的220V高电压转换成这些电子产品能工作的5V~20V左右稳定的低电压，使它们能正常工作。就是说，如果没有这个电源适配器，我们的手机和电脑就不能进行充电了。

• 通常情况下，客户端可以通过目标类的接口访问它所提供的服务。有时，现有的类可以满足客户类的功能需要，但是它所提供的接口不一定是客户类所期望的，这可能是因为现有类中方法名与目标类中定义的方法名不一致等原因所导致的。在这种情况下，现有的接口需要转化为客户类期望的接口，这样保证了对现有类的重用。如果不进行这样的转化，客户类就不能利用现有类所提供的功能，适配器模式可以完成这样的转化。

• 在适配器模式中可以定义一个包装类，包装不兼容接口的对象，这个包装类指的就是适配器(Adapter)，它所包装的对象就是适配者(Adaptee)，即被适配的类。适配器提供客户类需要的接口，适配器的实现就是把客户类的请求转化为对适配者的相应接口的调用。也就是说：当客户类调用适配器的方法时，在适配器类的内部将调用适配者类的方法，而这个过程对客户类是透明的，客户类并不直接访问适配者类。因此，适配器可以使由于接口不兼容而不能交互的类可以一起工作。

2.定义

适配器模式(Adapter Pattern) ：将一个接口转换成客户希望的另一个接口，使接口不兼容而不能一起工作的那些类可以一起工作，别名为包装器(Wrapper)。

3.结构

• Target：目标抽象类

• Adapter：适配器类

• Adaptee：适配者类

• Client：客户类

对象适配器

• 适配器Adapter类继承自Target类，同时，在Adapter类中有一个Adaptee类型的成员变量；Adapter类重写Request函数时，在Request中，使用Adaptee类型的成员变量调用Adaptee的SpecificRequest函数，最终完成适配。

类适配器

• 适配器Adapter继承自Target和Adaptee类，Adapter类需要重写Target类的Request函数，在Request中做适当的处理，调用Adaptee类的SepcificRequest。最终，Target实际调用的是Adaptee的SpecificRequest来完成Request的，完成适配。

4.类适配器和对象适配器的比较

类适配器有以下特点：

• 由于Adapter直接继承自Adaptee类，所以，在Adapter类中可以对Adaptee类的方法进行重定义；

• 如果在Adaptee中添加了一个抽象方法，那么Adapter也要进行相应的改动，这样就带来高耦合；

• 如果Adaptee还有其它子类，而在Adapter中想调用Adaptee其它子类的方法时，使用类适配器是无法做到的。

对象适配器有以下特点：

• 有的时候，你会发现，不是很容易去构造一个Adaptee类型的对象；

• 当Adaptee中添加新的抽象方法时，Adapter类不需要做任何调整，也能正确的进行动作；

• 可以使用多态的方式在Adapter类中调用Adaptee类子类的方法。

由于对象适配器的耦合度比较低，所以在很多的书中都建议使用对象适配器。

5.代码分析

类适配器

#include <iostream>
using namespace std;

// Targets
class Target
{
public:
    virtual void Request()
    {
        cout << "Target::Request" << endl;
    }
};

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

// Adapter
class Adapter : public Target, Adaptee
{
public:
    void Request()
    {
        SpecificRequest();
    }
};

// Client
int main()
{
    Target *targetObj = new Adapter();
    targetObj->Request();

    delete targetObj;
    targetObj = NULL;

    system("pause");
    return 0;
}

对象适配器

#include <iostream>
using namespace std;

class Target
{
public:
    Target(){}
    virtual ~Target(){}
    virtual void Request()
    {
        cout << "Target::Request" << endl;
    }
};

class Adaptee
{
public:
    void SpecificRequest()
    {
        cout << "Adaptee::SpecificRequest" << endl;
    }
};

class Adapter : public Target
{
public:
    Adapter() : m_Adaptee(new Adaptee) {}

    ~Adapter()
    {
        if (m_Adaptee != NULL)
        {
            delete m_Adaptee;
            m_Adaptee = NULL;
        }
    }

    void Request()
    {
        m_Adaptee->SpecificRequest();//动态绑定可以实现多态来调用adaptee子类的方法
    }

private:
    Adaptee *m_Adaptee;
};

int main()
{
    Target *targetObj = new Adapter();
    targetObj->Request();

    delete targetObj;
    targetObj = NULL;

    system("pause");
    return 0;
}

6.优点

• 将目标类和适配者类解耦，通过引入一个适配器类来重用现有的适配者类，而无须修改原有代码。

• 增加了类的透明性和复用性，将具体的实现封装在适配者类中，对于客户端类来说是透明的，而且提高了适配者的复用性。

• 灵活性和扩展性都非常好，通过使用配置文件，可以很方便地更换适配器，也可以在不修改原有代码的基础上增加新的适配器类，完全符合“开闭原则”。

类适配器模式还具有如下优点：

• 由于适配器类是适配者类的子类，因此可以在适配器类中置换一些适配者的方法，使得适配器的灵活性更强。

对象适配器模式还具有如下优点：

• 一个对象适配器可以把多个不同的适配者适配到同一个目标，也就是说，同一个适配器可以把适配者类和它的子类都适配到目标接口。

7.缺点

类适配器模式的缺点如下：

• 对于Java、C#等不支持多重继承的语言，一次最多只能适配一个适配者类，而且目标抽象类只能为抽象类，不能为具体类，其使用有一定的局限性，不能将一个适配者类和它的子类都适配到目标接口。

对象适配器模式的缺点如下：

• 与类适配器模式相比，要想置换适配者类的方法就不容易。如果一定要置换掉适配者类的一个或多个方法，就只好先做一个适配者类的子类，将适配者类的方法置换掉，然后再把适配者类的子类当做真正的适配者进行适配，实现过程较为复杂。

8.适用场景

• 系统需要使用现有的类，而这些类的接口不符合系统的需要。

• 想要建立一个可以重复使用的类，用于与一些彼此之间没有太大关联的一些类，包括一些可能在将来引进的类一起工作。

9.总结

• 结构型模式描述如何将类或者对象结合在一起形成更大的结构。

• 适配器模式用于将一个接口转换成客户希望的另一个接口，适配器模式使接口不兼容的那些类可以一起工作，其别名为包装器。适配器模式既可以作为类结构型模式，也可以作为对象结构型模式。

• 适配器模式包含四个角色：目标抽象类定义客户要用的特定领域的接口；适配器类可以调用另一个接口，作为一个转换器，对适配者和抽象目标类进行适配，它是适配器模式的核心；适配者类是被适配的角色，它定义了一个已经存在的接口，这个接口需要适配；在客户类中针对目标抽象类进行编程，调用在目标抽象类中定义的业务方法。

• 在类适配器模式中，适配器类实现了目标抽象类接口并继承了适配者类，并在目标抽象类的实现方法中调用所继承的适配者类的方法；在对象适配器模式中，适配器类继承了目标抽象类并定义了一个适配者类的对象实例，在所继承的目标抽象类方法中调用适配者类的相应业务方法。

• 适配器模式的主要优点是将目标类和适配者类解耦，增加了类的透明性和复用性，同时系统的灵活性和扩展性都非常好，更换适配器或者增加新的适配器都非常方便，符合“开闭原则”；类适配器模式的缺点是适配器类在很多编程语言中不能同时适配多个适配者类，对象适配器模式的缺点是很难置换适配者类的方法。

• 适配器模式适用情况包括：系统需要使用现有的类，而这些类的接口不符合系统的需要；想要建立一个可以重复使用的类，用于与一些彼此之间没有太大关联的一些类一起工作。