C++适配器模式

简述

适配器模式(Adapter Pattern)是一种补救模式,将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口,从而使原本由于接口不兼容而不能一起工作的类可以一起工作。

  • 简述
  • 模式结构
  • 类适配器和对象适配器
  • 优缺点
  • 适用场景
  • 案例分析
  • 代码实现
    • 对象适配器
    • 类适配器

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模式结构



UML 结构图(类适配器):

UML 结构图(对象适配器):

  • 目标接口(Target):所期望得到的接口
  • 适配者(Adaptee):需要适配的类
  • 适配器(Adapter):该模式的核心,具有将 Adaptee 包装为 Target 的职责

类适配器和对象适配器



从实现层面上划分,适配器模式分为两种:

  • 类适配器(多继承方式)
  • 对象适配器(对象组合方式)

那么,实际应用中如何在二者之间进行选择?

类适配器包含以下特点:

  • 由于 Adapter 直接继承自 Adaptee 类,所以,在 Adapter 类中可以对 Adaptee 类的方法进行重定义。
  • 如果在 Adaptee 中添加了一个抽象方法,那么 Adapter 也要进行相应的改动,这样就带来高耦合。
  • 如果 Adaptee 还有其它子类,而在 Adapter 中想调用 Adaptee 其它子类的方法时,使用类适配器是无法做到的。

对象适配器包含以下特点:

  • 有的时候,你会发现,去构造一个 Adaptee 类型的对象不是很容易。
  • 当 Adaptee 中添加新的抽象方法时,Adapter 类不需要做任何调整,也能正确的进行动作。
  • 可以使用多态的方式在 Adapter 类中调用 Adaptee 类子类的方法。

由于对象适配器的耦合度比较低,所以在很多的书中都建议使用对象适配器。在我们实际项目中,也是如此,能使用对象组合的方式,就不使用多继承的方式。

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。

例如,看到调用的是 A 接口,内部却被适配成了 B 接口的实现,系统如果出现太多类似情况,无异于一场灾难。因此,如果不是很必要,可以不使用适配器,而是直接对系统进行重构。

适用场景


  • 当想使用一个已存在的类,而它的接口不符合需求时。
  • 你想创建一个可复用的类,该类可以与其他不相关的类或不可预见的类协同工作。
  • 你想使用一些已经存在的子类,但是不可能对每一个都进行子类化以匹配它们的接口,对象适配器可以适配它的父接口。

案例分析


莫斯科 - 森林中的首都

莫斯科、圣彼得堡。。。作为俄罗斯的热门旅游景点,每年都会迎来成百上千万的游客,而中国稳居其第一大客源国。

要去俄罗斯旅游,手机必不可少,然而,让人头疼的是如何给手机充电!

世界各国插座标准都不尽相同,甚至同一国家的不同地区也可能不一样。例如,中国一般使用两脚扁型,而俄罗斯使用的是双脚圆形。那么,如果去俄罗斯旅游,就会出现一个问题:我们带去的充电器为两脚扁型,而他们提供的插座为双脚圆形,如何给手机充电呢?总不能为了旅客而随意更改墙上的插座吧,而且俄罗斯人一直都这么使用,并且用的很好。俗话说入乡随俗,那么只能自己想办法解决了。

其实这个问题的解决方式很简单 - 适配器模式,只需要提供一个电源转化器即可。该转化器的一端符合俄罗斯标准,可以插到俄罗斯的插座上,另一端符合中国标准,可以供我们的手机充电器使用。

代码实现


对象适配器

创建目标接口

俄罗斯提供的插座:

// target.h
#ifndef TARGET_H
#define TARGET_H

#include <iostream>

// 俄罗斯提供的插座
class IRussiaSocket
{
public:
    // 使用双脚圆形充电(暂不实现)
    virtual void Charge() = 0;
};

#endif // TARGET_H

创建适配者

再来看看我们自带的充电器:

// adaptee.h
#ifndef ADAPTEE_H
#define ADAPTEE_H

#include <iostream>

using namespace std;

// 自带的充电器 - 两脚扁型
class OwnCharger
{
public:
    void ChargeWithFeetFlat() {
        cout << "OwnCharger::ChargeWithFeetFlat" << endl;
    }
};

#endif // ADAPTEE_H

创建适配器

定义一个电源适配器,并使用我们自带的充电器充电:

// adapter.h
#ifndef ADAPTER_H
#define ADAPTER_H

#include "target.h"
#include "adaptee.h"

#ifndef SAFE_DELETE
#define SAFE_DELETE(p) { if(p){delete(p); (p)=NULL;} }
#endif

// 电源适配器
class PowerAdapter : public IRussiaSocket
{
public:
    PowerAdapter() : m_pCharger(new OwnCharger()){}
    ~PowerAdapter() {
        SAFE_DELETE(m_pCharger);
    }
    void Charge() {
        //  使用自带的充电器(两脚扁型)充电
        m_pCharger->ChargeWithFeetFlat();
    }

private:
    OwnCharger *m_pCharger;  // 持有需要被适配的接口对象 - 自带的充电器
};

#endif // ADAPTER_H

创建客户端

最终,客户端实现如下:

// main.cpp
#include "adapter.h"

int main()
{
    // 创建适配器
    IRussiaSocket *pAdapter = new PowerAdapter();

    // 充电
    pAdapter->Charge();

    SAFE_DELETE(pAdapter);

    getchar();

    return 0;
}

输出如下:

OwnCharger::ChargeWithFeetFlat

这说明适配器起作用了,现在可以使用两脚扁型插孔充电了。我们并没有改变俄罗斯提供的插座,只提供了一个适配器就能使用中国的标准插口充电。这就是适配器模式的魅力:不改变原有接口,却还能使用新接口的功能。

类适配器

Target 和 Adaptee 保持不变,只需要将 Adapter 变为多继承的方式即可:

#ifndef ADAPTER_H
#define ADAPTER_H

#include "target.h"
#include "adaptee.h"

// 电源适配器
class PowerAdapter : public IRussiaSocket, OwnCharger
{
public:
    PowerAdapter() {}
    void Charge() {
        // 使用自带的充电器(两脚扁型)充电
        ChargeWithFeetFlat();
    }
};

#endif // ADAPTER_H

除此之外,其他用法和“对象适配器”一致。

时间: 2024-10-30 13:32:34

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