C++适配器模式

    xiaoxiao2023-06-20  184

    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。

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