适配器模式

适配器模式（Adapter Pattern）

定义

适配器模式是一种结构型设计模式，它允许接口不兼容的类能够一起工作。适配器充当两个不兼容接口之间的桥梁，将一个类的接口转换成客户端期望的另一个接口。

核心思想

• 接口转换：将一个接口转换成另一个客户端期望的接口

• 兼容性桥梁：使原本不兼容的类可以协同工作

• 复用已有类：不需要修改原有代码就能复用现有类

模式结构

Client（客户端）
│
Target（目标接口）
│
├── Adapter（适配器）
│     │
│     └── Adaptee（被适配者）
│
└── ConcreteTarget（具体目标）

关键组件：

• Target：客户端期望使用的目标接口

• Adaptee：需要被适配的已有类（不兼容的接口）

• Adapter：适配器类，实现Target接口并包装Adaptee实例

• Client：与符合Target接口的对象协同工作

主要解决的问题

• 接口不兼容：已有类的接口不符合系统需求

• 复用遗留代码：需要复用一些已经存在的类，但其接口与系统不匹配

• 统一多个类接口：需要将多个不同接口的类统一为相同接口

代码示例

• 场景描述
  假设有一个现有的第三方日志库（Adaptee），它的接口与我们的系统期望的日志接口（Target）不兼容，我们需要使用适配器使其兼容。

using System;

// 目标接口：系统期望的日志接口
public interface ILogger
{
    void Log(string message);
    void Error(string message);
    void Warn(string message);
}

// 被适配者：现有的第三方日志类（不兼容接口）
public class ThirdPartyLogger
{
    public void LogMessage(string message)
    {
        Console.WriteLine($"Log: {message}");
    }
    
    public void LogError(string error)
    {
        Console.WriteLine($"ERROR: {error}");
    }
    
    public void LogWarning(string warning)
    {
        Console.WriteLine($"WARN: {warning}");
    }
}

// 类适配器（通过继承实现）
public class LoggerClassAdapter : ThirdPartyLogger, ILogger
{
    public void Log(string message)
    {
        base.LogMessage(message);
    }
    
    public void Error(string message)
    {
        base.LogError(message);
    }
    
    public void Warn(string message)
    {
        base.LogWarning(message);
    }
}

// 对象适配器（通过组合实现）
public class LoggerObjectAdapter : ILogger
{
    private readonly ThirdPartyLogger _logger;
    
    public LoggerObjectAdapter(ThirdPartyLogger logger)
    {
        _logger = logger;
    }
    
    public void Log(string message)
    {
        _logger.LogMessage(message);
    }
    
    public void Error(string message)
    {
        _logger.LogError(message);
    }
    
    public void Warn(string message)
    {
        _logger.LogWarning(message);
    }
}

// 客户端代码
class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        // 使用类适配器
        ILogger classAdapter = new LoggerClassAdapter();
        classAdapter.Log("类适配器测试消息");
        classAdapter.Error("类适配器测试错误");
        classAdapter.Warn("类适配器测试警告");
        
        Console.WriteLine();
        
        // 使用对象适配器
        ThirdPartyLogger thirdPartyLogger = new ThirdPartyLogger();
        ILogger objectAdapter = new LoggerObjectAdapter(thirdPartyLogger);
        objectAdapter.Log("对象适配器测试消息");
        objectAdapter.Error("对象适配器测试错误");
        objectAdapter.Warn("对象适配器测试警告");
        
        /* 输出：
        Log: 类适配器测试消息
        ERROR: 类适配器测试错误
        WARN: 类适配器测试警告
        
        Log: 对象适配器测试消息
        ERROR: 对象适配器测试错误
        WARN: 对象适配器测试警告
        */
    }
}

模式对比

模式	目的	关键区别
适配器	使不兼容接口能够一起工作	关注接口转换，事后补救
桥接	分离抽象与实现	事前设计，让抽象和实现独立变化
装饰器	动态添加职责	不改变接口，增强功能
外观	简化复杂子系统接口	定义新接口，不涉及接口转换

主要区别：

• 适配器 vs 桥接：适配器是事后补救，桥接是事前设计

• 适配器 vs 装饰器：适配器改变接口，装饰器保持接口

• 适配器 vs 外观：适配器使已有类可用，外观简化复杂系统

总结

优点

• 兼容性：使不兼容的接口能够协同工作

• 复用性：可以复用现有的类而不需要修改其代码

• 灵活性：可以同时适配多个被适配者

• 开闭原则：引入适配器而不改变现有代码

缺点

• 过度使用复杂性：过多使用适配器会使系统变得混乱

• 性能开销：额外的间接调用会带来轻微性能损失

• 设计警示：可能表明系统接口设计存在问题

适用场景

• 需要使用现有类，但其接口不符合需求

• 需要创建一个可复用的类，与不相关或不可预见的类协同工作

• 需要统一多个不同子系统的接口

• 需要为多个已有子类提供统一接口

适配器模式在以下情况特别有用：

• 集成第三方库

• 升级系统时保持与旧组件的兼容

• 统一不同版本的API接口

• 跨平台开发中处理平台特定API

最佳实践：

• 优先使用对象适配器（组合），因为它更灵活，可以适配多个不同的被适配者，而类适配器（继承）在某些语言中受限于单继承的限制。