2020年8月27日星期四

结构型模式之适配器模式

在现实生活中，经常出现两个对象因接口不兼容而不能在一起工作的实例，这时需要第三者进行适配。例如，用直流电的笔记本电脑接交流电源时需要一个电源适配器。在软件设计中也可能出现：需要开发的具有某种业务功能的组件在现有的组件库中已经存在，但它们与当前系统的接口规范不兼容，如果重新开发这些组件成本又很高，这时用适配器模式能很好地解决这些问题。适配器模式（Adapter）的定义如下：将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口，使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些类能一起工作。适配器模式分为类结构型模式和对象结构型模式两种，前者类之间的耦合度比后者高，且要求程序员了解现有组件库中的相关组件的内部结构，所以应用相对较少些。

定义与特点
结构与实现
- 模式的结构
- 模式的实现
应用场景
扩展：双向适配器模式

定义与特点

适配器模式（Adapter）的定义如下：将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口，使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些类能一起工作。适配器模式分为类结构型模式和对象结构型模式两种，前者类之间的耦合度比后者高，且要求程序员了解现有组件库中的相关组件的内部结构，所以应用相对较少些。

该模式的主要优点如下：

客户端通过适配器可以透明地调用目标接口。
复用了现存的类，程序员不需要修改原有代码而重用现有的适配者类。
将目标类和适配者类解耦，解决了目标类和适配者类接口不一致的问题。

其缺点是：对类适配器来说，更换适配器的实现过程比较复杂。

结构与实现

类适配器模式可采用多重继承方式实现，如 C++ 可定义一个适配器类来同时继承当前系统的业务接口和现有组件库中已经存在的组件接口；C#、Java 不支持多继承，但可以定义一个适配器类来实现当前系统的业务接口，同时又继承现有组件库中已经存在的组件。

对象适配器模式可釆用将现有组件库中已经实现的组件引入适配器类中，该类同时实现当前系统的业务接口。

模式的结构

适配器模式（Adapter）包含以下主要角色：

目标（Target）接口：当前系统业务所期待的接口，它可以是抽象类或接口。
适配者（Adaptee）类：它是被访问和适配的现存组件库中的组件接口。
适配器（Adapter）类：它是一个转换器，通过继承或引用适配者的对象，把适配者接口转换成目标接口，让客户按目标接口的格式访问适配者。

类适配器模式的结构图如图所示：

对象适配器模式的结构图如图所示：

模式的实现

类适配器模式的代码如下：

//访问类public class Program{ static void Main(string[] args) {  //类适配器模式    Console.WriteLine("类适配器模式测试：");  ITarget target = new ClassAdapter();  target.Request();  Console.ReadLine(); }}//目标接口public interface ITarget{ void Request();}//适配者类public class Adaptee{ public void SpecificRequest() {    Console.WriteLine("适配者中的业务代码被调用！"); }}//类适配器类public class ClassAdapter : Adaptee,ITarget{ public void Request() {  SpecificRequest(); }}

程序的运行结果如下：

类适配器模式测试：适配者中的业务代码被调用！

对象适配器模式的代码如下：

//访问类public class Program{ static void Main(string[] args) {  //适配器模式    Console.WriteLine("类适配器模式测试：");  Adaptee adaptee = new Adaptee();  ITarget target = new ObjectAdapter(adaptee);  target.Request();  Console.ReadLine(); }}//对象适配器类class ObjectAdapter : ITarget{ private Adaptee adaptee; public ObjectAdapter(Adaptee adaptee) {  this.adaptee=adaptee; } public void Request() {  adaptee.SpecificRequest(); }}

说明：对象适配器模式中的"目标接口"和"适配者类"的代码同类适配器模式一样，只要修改适配器类和客户端的代码即可。

程序的运行结果如下：

类适配器模式测试：适配者中的业务代码被调用！

应用场景

适配器模式（Adapter）通常适用于以下场景：

以前开发的系统存在满足新系统功能需求的类，但其接口同新系统的接口不一致。
使用第三方提供的组件，但组件接口定义和自己要求的接口定义不同。

扩展：双向适配器模式

适配器模式（Adapter）可扩展为双向适配器模式，双向适配器类既可以把适配者接口转换成目标接口，也可以把目标接口转换成适配者接口，其结构图如图所示：

代码如下：

//访问类public class Program{ static void Main(string[] args) {  //双向适配器模式    Console.WriteLine("类适配器模式测试：");  ITwoWayTarget target = new TargetRealize();    ITwoWayAdaptee adaptee = new AdapteeRealize();    Console.WriteLine("目标通过双向适配器访问适配者：");  ITwoWayTarget twoWayTarget = new TwoWayAdapter(adaptee);  twoWayTarget.Request();  Console.WriteLine("-------------------");  Console.WriteLine("适配者通过双向适配器访问目标：");  ITwoWayAdaptee twoWayAdaptee = new TwoWayAdapter(target);  twoWayAdaptee.SpecificRequest();  Console.ReadLine(); }}///目标接口public interface ITwoWayTarget{ void Request();}//适配者接口public interface ITwoWayAdaptee{ void SpecificRequest();}//目标实现public class TargetRealize :ITwoWayTarget{ public void Request() {    Console.WriteLine("目标代码被调用！"); }}//适配者实现public class AdapteeRealize : ITwoWayAdaptee{ public void SpecificRequest() {    Console.WriteLine("适配者代码被调用！"); }}//双向适配器public class TwoWayAdapter : ITwoWayTarget, ITwoWayAdaptee{ private ITwoWayTarget target; private ITwoWayAdaptee adaptee; public TwoWayAdapter(ITwoWayTarget target) {  this.target=target; } public TwoWayAdapter(ITwoWayAdaptee adaptee) {  this.adaptee=adaptee; } public void Request() {  adaptee.SpecificRequest(); } public void SpecificRequest() {    target.Request(); }}

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