案例分析：设计模式与代码的结构特性

请选择一种我们课程中介绍的设计模式，用您熟悉的编程语言提供一个典型的应用范例，并分析其代码结构特性。完成一篇研究报告，具体要求如下：

•  引用关键代码（引用代码是为解释说明服务的，不要贴对解释问题无关的代码）解释该设计模式在该应用场景中的适用性；
•  引入该设计模式后对系统架构和代码结构带来了哪些好处；
•  解释其中用到的多态机制；
•  说明模块抽象封装的方法；
•  分析各个模块的内聚度和模块之间的耦合度；
•  提供该应用范例完整的源代码包括构建部署的操作过程，建议以github版本库URL的方式提供源代码，其中README.md中说明构建部署的操作过程。

适配器模式

1、适配器模式定义：

    适配器模式可以将一个接口的接口转换成客户希望的另一个接口，让那些接口不兼容的类可以一起工作，是作为两个不兼容的接口之间的桥梁。这种类型的设计模式属于结构型模式，它结合了两个独立接口的功能。

2、适配器模式的结构

　　类适配器模式结构图：

　　

　　对象适配器结构图：

　　　　

 

适配器模式包含以下三个角色：

　　1：Target(目标抽象类)：目标抽象类定义客户所需的接口，可以是一个抽象类或接口，也可以是具体类。在类适配器中，由于C#语言不支持多重继承，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。它是适配器模式的核心。

　　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，适配者类包好了客户希望的业务方法。

3、案例分析

本例是一个简单的python实现的适配器模式。

下面是3个不同的类Computer、Human、Synthesizer。

在这里，execute方法是Computer可以执行的主要动作。这一方法由客户端代码调用。

存在的问题是：Computer类仅知道如何调用execute()方法，并不知道Synthesizer中的play()和Human中的speak()方法。

class Computer:
    """ 为了尽可能关注于适配器模式，所以这些类都非常简单 """

    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def __str__(self):
        return "The %s computer" % self.name

    @staticmethod
    def execute():
        return "executes a program"


class Human:

    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def __str__(self):
        return "%s the human" % self.name

    @staticmethod
    def speak():
        return "says hello"


class Synthesizer:

    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def __str__(self):
        return "the %s synthesizer" % self.name

    @staticmethod
    def play():
        return "is playing an eletronic song"

不改变Synthesizer类和Human类的替代下，使用适配器模式是最好的解决方案。

我们创建一个通用的Adapter类，将一些带不同接口的对象适配到一个统一接口中。_init_()方法的obj参数是我们想要适配的对象，adapted_methods是一个字典，键值对中的键是客户端要调用的方法，值是应该被调用的方法。

class Adapter:
    """适配器"""

    def __init__(self, obj: object, adapted_methods: dict):
        """ :param obj: 想要适配的对象 :param adapted_methods: 字典, 键值对中的键是客户端要调用的方法， 值是应该被调用的方法。 """
        self.obj = obj
        # 这里使用了地道的python对象的魔法方法 __dict__ 去为适配对象添加方法         
        self.__dict__.update(adapted_methods)

    def __str__(self):
        return str(self.obj)

使用适配器模式的方法：列表objects容纳着所有对象。属于Computer类的可兼容对象不需要适配。可以直接将它们添加到列表中。不兼容的对象则不能直接添加。使用Adapter类来适配它们。结果是，对于所有对象，客户端代码都可以始终调用已知的execute()方法，而无需关心被使用的类之间的任何接口差别。

def main():
    objects = [Computer("Dell")]
    synth = Synthesizer("moog")
    objects.append(Adapter(synth, dict(execute=synth.play)))

    human = Human("Bob")
    objects.append(Adapter(human, dict(execute=human.speak)))

    for i in objects:
        print("{} {}".format(str(i), i.execute()))

结果输出如下：

 可见我们通过适配器实现了在不改变Synthesizer和Human类的前提下客户端的正常运行。

4、适配器模式的优缺点　　

优点：可以让任何两个没有关联的类一起运行，提高了类的复用，增加了类的透明度，灵活性好

缺点：过多地使用适配器，会让系统非常零乱，不利于整体把控。

5、适配器模式的适用环境

 　　系统需要使用一些现有的类，而这些类的接口不符合系统的需要，甚至没有这些类的源代码

　　创建一个可以重复使用的类，用于和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

6、源代码地址：

https://github.com/waaq151/DesignPatterns