设计模式之适配器模式

概述

与电源适配器相似，在适配器模式中引入了一个被称为适配器(Adapter)的包装类，而它所包装的对象称为适配者(Adaptee)，即被适配的类。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，适配器让那些由于接口不兼容而不能交互的类可以一起工作。

适配器模式可以将一个类的接口和另一个类的接口匹配起来，而无须修改原来的适配者接口和抽象目标类接口。适配器模式定义如下：将一个接口转换成客户希望的另一个接口，使接口不兼容的那些类可以一起工作，其别名为包装器(Wrapper)。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。

注：在适配器模式定义中所说的接口是指广义的接口，它可以表示一个方法或者方法的集合。

在适配器模式中，通过增加一个新的适配器类来解决接口不兼容的问题，使得原本没有任何关系的类可以协同工作。根据适配器类与适配者类的关系不同，适配器模式可分为对象适配器模式和类适配器模式两种。在对象适配器模式中，适配器与适配者之间是关联关系；在类适配器模式中，适配器与适配者之间是继承关系。在实际开发中，对象适配器模式的使用频率更高，其结构如图所示：

从图中可以看出，在对象适配器模式结构图中包含以下 3 个角色：

1. Target(目标抽象类)：目标抽象类定义客户所需接口，可以是一个抽象类或接口，也可以是具体类。
2. Adapter(适配器类)：适配器可以调用另一个接口，作为一个转换器，对 Adaptee 和 Target 进行适配。适配器类是适配器模式的核心，在对象适配器模式中，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，在某些情况下可能没有适配者类的源代码。

在上图的对象适配器模式中，客户端需要调用 request() 方法，而适配者类 Adaptee 没有该方法，但是它所提供的 specificRequest() 方法却是客户端所需要的。为了使客户端能够使用适配者类，需要提供一个包装类 Adapter，即适配器类。这个包装类包装了一个适配者的实例，从而将客户端与适配者衔接起来，在适配器的 request() 方法中调用适配者的 specificRequest() 方法。因为适配器类与适配者类是关联关系（也可称之为委派关系)，所以这种适配器模式称为对象适配器模式。典型的对象适配器模式代码如下：

class Adapter : public Target {
public:
	Adapter(Adaptee adapt) : adaptee(adapt) {}
	void request() { adaptee.specificRequest(); }

private:
	Adaptee adaptee;
};

例如，通过适配器模式来重用算法库中的算法，其结构如下所示：

如图所示，ScoreOperation 充当抽象目标，QuickSort 和 BinarySearch 类充当适配者，OperationAdapter 充当适配器。

类适配器模式

除了对象适配器模式之外，适配器模式还有一种形式，那就是类适配器模式。类适配器模式与对象适配器模式最大的区别在于其适配器和适配者之间的关系是继承关系。类适配器模式结构如图所示:

根据上图所示的类适配器模式结构图，适配器类实现了抽象目标类接口 Target，并继承了适配者类，在适配器类的 request() 方法中调用所继承的适配者类的 specificRequest() 方法，实现了适配。典型的类适配器模式代码如下：

class Adapter : public Adaptee, Target {
public:
	void request() { specificRequest(); }
};

双向适配器模式

在对象适配器模式的使用过程中，如果在适配器中同时包含对目标类和适配者类的引用，适配者可以通过它调用目标类中的方法，目标类也可以通过它调用适配者类中的方法，那么该适配器就是一个双向适配器，其模式结构示意图如图所示：

双向适配器的典型代码如下:

class Adapter : public Target, Adaptee {
public:
	Adapter(Target obj, Adaptee adapt)
		: target(obj)
		, adaptee(adapt) {}
	void request() { adaptee.specificRequest(); }
	void specififcRequest() { target.request(); }
private:
	Target target;
	Adpatee adaptee;
};

总结

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，而且提高了适配者类的复用性，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。

缺点

对象适配器模式的缺点是：与类适配器模式相比，要在适配器中置换适配者类的某些方法比较麻烦。如果一定要置换掉适配者类的一个或多个方法，可以先做一个适配者类的子类，在子类中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。

适用场景

1. 系统需要使用一些现有的类，而这些类的接口（例如方法名）不符合系统的需要，甚至没有这些类的源代码。
2. 想创建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类，包括一些可能在将来引进的类一起工作。

所有的代码见 Kohirus-Github