1. 定义
适配器模式（Adapter Pattern）属于结构型设计模式，它的主要作用是将一个类的接口转换成客户期望的另一个接口，使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的类可以协同工作。简单来说，就是充当了不同接口之间的 "转换器" 或 "适配器"，让原本不匹配的双方能够顺利对接。
2. 结构组成
适配器模式通常包含以下几个关键角色：
- 目标接口（Target Interface）：
这是客户所期望的接口，客户端代码通过这个接口来调用相关功能。它定义了客户端想要使用的方法签名等。例如，在一个图形绘制系统中，客户端期望调用 draw() 方法来绘制图形，那么目标接口中就会定义这个 draw() 方法。 - 被适配者（Adaptee）：
它是已经存在的、具有某些功能但接口不符合客户端要求的类或对象。比如，有一个第三方图形库提供了 displayShape() 方法来展示图形，但其接口与客户端期望的 draw() 接口不同，这个第三方图形库就是被适配者。 - 适配器（Adapter）：
适配器类实现了目标接口，并持有对被适配者的引用。在适配器类的方法实现中，会调用被适配者的相关方法，并将其结果转换为符合目标接口要求的形式返回给客户端。例如，在上述图形绘制场景中，适配器类会在自己实现的 draw() 方法里调用第三方图形库的 displayShape() 方法，并做一些必要的适配处理，使得客户端能像调用自己期望的 draw() 方法一样来使用第三方图形库的功能。
3. 类图示例
- 组合 +继承
- 多重继承
- 客户端 （Client） 是包含当前程序业务逻辑的类。
- 客户端接口 （Client Interface） 描述了其他类与客户端代码合作时必须遵循的协议。
- 服务 （Service） 中有一些功能类 （通常来自第三方或遗留系统）。 客户端与其接口不兼容， 因此无法直接调用其功能。
- 适配器 （Adapter） 是一个可以同时与客户端和服务交互的类： 它在实现客户端接口的同时封装了服务对象。 适配器接受客户端通过适配器接口发起的调用， 并将其转换为适用于被封装服务对象的调用。
- 客户端代码只需通过接口与适配器交互即可， 无需与具体的适配器类耦合。 因此， 你可以向程序中添加新类型的适配器而无需修改已有代码。 这在服务类的接口被更改或替换时很有用： 你无需修改客户端代码就可以创建新的适配器类。
4. 示例代码
- 组合 + 继承
cpp
#include <iostream>
#include <string>
#include <algorithm>
#include <memory>
using namespace std;
class ClientInterface{
public:
ClientInterface(){cout << "ClientInterface construct" <<endl;}
virtual ~ClientInterface(){cout << "ClientInterface destruct" <<endl;}
virtual string request() const{
return "ClientInterface: The default ClientInterface's behavior.";
}
};
class Service{
public:
Service(){cout << "Service construct" <<endl;}
virtual ~Service(){cout << "Service destruct" <<endl;}
string SpecialRequest()const{
return "5 4 3 2 1";
}
};
class Adapter : public ClientInterface{
private:
shared_ptr<Service> _service;
public:
Adapter( shared_ptr<Service> service): _service(service){cout << "Adapter construct" <<endl;}
virtual ~Adapter(){cout << "Adapter destruct" <<endl;}
string request() const override{
string to_reverse = _service->SpecialRequest();
reverse(to_reverse.begin(),to_reverse.end());
return to_reverse;
}
};
void Client(const shared_ptr<ClientInterface>& cinter){
cout<< "Client: " << cinter->request()<<endl;
}
int main(){
cout << "Client: I can work just fine with the ClientInterface objects:\n";
shared_ptr<ClientInterface> cinter = make_shared<ClientInterface>();
Client(cinter);
cout<< "\n\n";
shared_ptr<Service> service = make_shared<Service>();
cout << "Client: The Service class has a weird interface. See, I don't understand it:\n";
cout << "Service: " << service->SpecialRequest();
cout << "\n\n";
cout << "Client: But I can work with it via the Adapter:\n";
shared_ptr<Adapter> adapter = make_shared<Adapter>(service);
Client(adapter);
std::cout << "\n";
return 0;
}- 多重继承
cpp
#include <iostream>
#include <string>
#include <algorithm>
#include <memory>
using namespace std;
class ClientInterface{
public:
ClientInterface(){cout << "ClientInterface construct" <<endl;}
virtual ~ClientInterface(){cout << "ClientInterface destruct" <<endl;}
virtual string request() const{
return "ClientInterface: The default ClientInterface's behavior.";
}
};
class Service{
public:
Service(){cout << "Service construct" <<endl;}
virtual ~Service(){cout << "Service destruct" <<endl;}
string SpecialRequest()const{
return "5 4 3 2 1";
}
};
class Adapter : public ClientInterface , public Service{
public:
Adapter(){cout << "Adapter construct" <<endl;}
virtual ~Adapter(){cout << "Adapter destruct" <<endl;}
string request() const override{
string to_reverse = SpecialRequest();
reverse(to_reverse.begin(),to_reverse.end());
return to_reverse;
}
};
void Client(const shared_ptr<ClientInterface>& cinter){
cout<< "Client: " << cinter->request()<<endl;
}
int main(){
cout << "Client: I can work just fine with the ClientInterface objects:\n";
shared_ptr<ClientInterface> cinter = make_shared<ClientInterface>();
Client(cinter);
cout<< "\n\n";
shared_ptr<Service> service = make_shared<Service>();
cout << "Client: The Service class has a weird interface. See, I don't understand it:\n";
cout << "Service: " << service->SpecialRequest();
cout << "\n\n";
cout << "Client: But I can work with it via the Adapter:\n";
shared_ptr<Adapter> adapter = make_shared<Adapter>();
Client(adapter);
std::cout << "\n";
return 0;
}5. 模式优势体现
- 提高复用性：通过适配器模式，Service类无需进行修改就可以在ClientInterface的接口体系下被复用，避免了对已有代码的大量改动。
- 增强扩展性：如果后续有更多不同接口的类需要与客户端代码集成，只需要创建相应的适配器类，而不需要对客户端代码和已有类进行大规模的重构，符合开闭原则，使得系统具有更好的扩展性。
- 解耦客户端与具体实现：客户端只需要依赖ClientInterface接口，而不需要了解具体的Service类或其他被适配类的细节，降低了代码的耦合度，提高了代码的可维护性和可理解性。
6. 总结
适配器模式在这个代码示例中有效地解决了ClientInterface与Service类之间的接口不兼容问题，通过创建适配器类，将Service类的功能适配到客户端期望的接口形式，使得整个系统更加灵活、可扩展和易于维护，是一种在软件设计中非常实用的设计模式，尤其适用于系统集成和接口转换的场景。