设计模式（六）适配器

一、定义

将一个类的接口转换成客户希望的另一个接口。适配器模式让那些接口不兼容的类可以一起工作。适配器模式是一种结构型模式。

二、描述

包含以下三个角色：
1、Target（目标抽象类）：目标抽象类定义了客户所需要的接口，可以是一个抽象类或接口，也可以是一个具体的类，由于C#不支持多继承，所以它只能是接口。
2、Adapter（适配器类）：它可以调用另一个接口，作为一个转换器，对Adaptee和Target进行适配。适配器Adapter是适配者模式的核心，在适配器模式中，它通过继承Target并关联一个Adaptee对象使二者产生联系。
3、Adaptee（适配者类）：适配者即被适配的角色，它定义了一个已经存在的接口，这个接口需要适配，适配者类一般是一个具体类，包含了客户希望使用的业务方法，在某些情况下甚至没有适配者类的源代码。

三、例子

X公司很久以前曾经开发了一个算法库，包含了排序、查找等算法。在为某学校开发教务管理系统时，开发人员设计了一个成绩操作接口IScoreOperation，在该接口中声明了排序方法Sort(int[])和查找方法Search(int[],int)，但是为了提高排序和查找的效率，决定重用算法库中的快速排序算法类QuickSort和二分查找算法类BinarySearch。算法库已经没有源码了，需要在不改动两边代码的情况下完成功能。IScoreOperation：抽象成绩操作接口，充当目标抽象类

public interface IScoreOperation
{
    int[] Sort(int[] array);
    int Search(int[] array, int key);
}

QuickSortHelper、BinarySearchHelper：快速排序算法类、二分查找算法类，充当适配者类

public class QuickSortHelper
{
    public int[] QuickSort(int[] array)
    {
        Sort(array, 0, array.Length - 1);
        return array;
    }

    public void Sort(int[] array, int p, int r)
    {
        int q = 0;
        if (p < r)
        {
            q = Partition(array, p, r);
            Sort(array, p, q - 1);
            Sort(array, q + 1, r);
        }
    }

    public int Partition(int[] array, int p, int r)
    {
        int x = array[r];
        int j = p - 1;

        for (int i = p; i <= r - 1; i++)
        {
            if (array[i] <= x)
            {
                j++;
                Swap(array, j, i);
            }
        }

        Swap(array, j + 1, r);
        return j + 1;
    }

    public void Swap(int[] array, int i, int j)
    {
        int t = array[i];
        array[i] = array[j];
        array[j] = t;
    }
}

public class BinarySearchHelper
{
    public int BinarySearch(int[] array, int key)
    {
        int low = 0;
        int high = array.Length - 1;

        while (low <= high)
        {
            int mid = (low + high) / 2;
            int midVal = array[mid];

            if (midVal < key)
            {
                low = mid + 1;
            }
            else if (midVal > key)
            {
                high = mid - 1;
            }
            else
            {
                return 1;   // 找到元素返回1
            }
        }

        return -1;  // 未找到元素返回-1
    }
}

OperationAdapter：成绩操作类，充当适配器类

public class OperationAdapter : IScoreOperation
{
    private QuickSortHelper sortTarget;
    private BinarySearchHelper searchTarget;

    public OperationAdapter()
    {
        sortTarget = new QuickSortHelper();
        searchTarget = new BinarySearchHelper();
    }

    public int Search(int[] array, int key)
    {
        return searchTarget.BinarySearch(array, key);
    }

    public int[] Sort(int[] array)
    {
        return sortTarget.QuickSort(array);
    }
}

Program：测试代码

IScoreOperation operation = new OperationAdapter();
if (operation == null)
{
    return;
}

int[] scores = { 84, 76, 50, 69, 90, 91, 88, 96 };
int[] result;
int score;

Console.WriteLine("测试成绩排序结果：");
result = operation.Sort(scores);
foreach (int s in result)
{
    Console.Write("{0},", s.ToString());
}
Console.WriteLine();

Console.WriteLine("查找是否有90分的人：");
score = operation.Search(scores, 90);
if (score == -1)
{
    Console.WriteLine("抱歉，这个真没找到~~~");
}
else
{
    Console.WriteLine("恭喜，的确存在90分选手~~~");
}

Console.WriteLine("查找是否有92分的人：");
score = operation.Search(scores, 92);
if (score == -1)
{
    Console.WriteLine("抱歉，这个真没找到~~~");
}
else
{
    Console.WriteLine("恭喜，的确存在92分选手~~~");
}
Console.ReadLine(); 

四、总结

1、优点

（1）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，无须修改原有结构。
（2）增加了类的透明性和复用性，将具体的业务实现过程封装在适配者类中，对于客户端类而言是透明的，而且提高了适配者的复用性，同一个适配者类可以在多个不同的系统中复用。
（3）灵活性和可扩展性很好，可以通过配置文件、反射机制等，配合增加或切换新的适配器，完全符合开闭原则。

2、缺点

（1）C#、Java等不支持多继承，一次最多只能适配一个适配者类，不能同时使用多个。
（2）适配者类不能成为最终类，例如C#中不能为sealed类。
（3）C#、Java等类适配器模式中目标抽象类只能是接口，具有一定局限性。