适配器模式

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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）”。

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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。

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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。

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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。

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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。

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类适配器与对象适配器的比较

特性	类适配器	对象适配器
实现方式	使用继承	使用组合
适配者数量	只能适配一个类	可以适配多个适配者
灵活性	较低，受限于单继承	较高，适配器与适配者松耦合
扩展性	需要创建子类	不需要修改适配器类即可扩展

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。

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适配器模式的类图

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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;
}

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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();
    }
}

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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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