设计模式之二：Adapter(适配器模式)

来源：互联网发布：鬼畜调教软件编辑：程序博客网时间：2024/05/21 08:45

    适配器模式是用来解决使用不兼容的接口的问题的方案。从下面可以看到2种适配器都有3个类分别是Target,   Adaptee,adapter.

              client希望使用的是Target.request()

              而既有类使用的是Adaptee.SpecificRequest()

              request()和SpecificRequest()可能在返回值，参数列表都不同

              类适配器模式和对象适配器模式都是通过嫁接一个Adapter进行转换。

              但是2种模式嫁接的方式不同。

              类适配器模式采用的是多重继承的方式

              class   Adapter   extends   Adaptee   implements   Target{

                          request(){this.SpecificRequest();}

                          ....

            }

              对象适配器采用的是包含的方式

              class   Adapter   implements   Taget{

                        Adaptee   adaptee;

                        request(){adaptee.SpecificRequest();}

                        ...

                }

              两者的区别我认为有以下几点

              1.类适配器模式需要创建自身来创建一个Adaptee,

                  对象适配器模式可以直接使用一个已有的Adaptee的实例来转换接口。

              2.   类适配器继承了Adaptee,所以可以通过覆写来扩展SpecificRequest()

                  对象适配器和Adaptee是包含关系不能扩展;

一、适配器（Adapter）模式
　　适配器模式把一个类的接口变换成客户端所期待的另一种接口，从而使原本接口不匹配而无法在一起工作的两个类能够在一起工作。

　　名称由来
　　这很像变压器（Adapter），变压器把一种电压变换成另一种电压。美国的生活用电电压是110V，而中国的电压是220V。如果要在中国使用美国电器，就必须有一个能把220V电压转换成110V电压的变压器。这个变压器就是一个Adapter。

　　Adapter模式也很像货物的包装过程：被包装的货物的真实样子被包装所掩盖和改变，因此有人把这种模式叫做包装（Wrapper）模式。事实上，大家经常写很多这样的Wrapper类，把已有的一些类包装起来，使之有能满足需要的接口。

　　适配器模式的两种形式

　　适配器模式有类的适配器模式和对象的适配器模式两种。我们将分别讨论这两种Adapter模式。

　　二、类的Adapter模式的结构：

　　由图中可以看出，Adaptee类没有Request方法，而客户期待这个方法。为了使客户能够使用Adaptee类，提供一个中间环节，即类Adapter类，Adapter类实现了Target接口，并继承自Adaptee，Adapter类的Request方法重新封装了Adaptee的SpecificRequest方法，实现了适配的目的。

　　因为Adapter与Adaptee是继承的关系，所以这决定了这个适配器模式是类的。

　　该适配器模式所涉及的角色包括：

　　目标（Target）角色：这是客户所期待的接口。因为C#不支持多继承，所以Target必须是接口，不可以是类。
　　源（Adaptee）角色：需要适配的类。
　　适配器（Adapter）角色：把源接口转换成目标接口。这一角色必须是类。

　　三、类的Adapter模式示意性实现：

　　下面的程序给出了一个类的Adapter模式的示意性的实现：
　　　　// Class Adapter pattern -- Structural example
　　using System;

　　　　// "ITarget"
　　interface ITarget
　　{
　　　// Methods
　void Request();
　　　}

　　　　// "Adaptee"
　　class Adaptee
　　｛
　　　// Methods
　public void SpecificRequest()
　　{
Console.WriteLine("Called SpecificRequest()" );
　　}
　　}

　　　　// "Adapter"
　　class Adapter : Adaptee, ITarget
　　{
　　　// Implements ITarget interface
　　public void Request()
　　{
    　　// Possibly do some data manipulation
    　　// and then call SpecificRequest
    　　this.SpecificRequest();
　　 }
　　}

　　　　/**//// <summary>
　　　　/// Client test
　　　　/// </summary>
　　public class Client
　　{
　public static void Main(string[] args)
　{
    　　// Create adapter and place a request
    ITarget t = new Adapter();
    t.Request();
　　 }
　　}

四、对象的Adapter模式的结构

　　从图中可以看出：客户端需要调用Request方法，而Adaptee没有该方法，为了使客户端能够使用Adaptee类，需要提供一个包装（Wrapper）类Adapter。这个包装类包装了一个Adaptee的实例，从而将客户端与Adaptee衔接起来。由于Adapter与Adaptee是委派关系，这决定了这个适配器模式是对象的。

　　该适配器模式所涉及的角色包括：

　　目标（Target）角色：这是客户所期待的接口。目标可以是具体的或抽象的类，也可以是接口。
　　源（Adaptee）角色：需要适配的类。
　　适配器（Adapter）角色：通过在内部包装（Wrap）一个Adaptee对象，把源接口转换成目标接口。

　　五、对象的Adapter模式示意性实现：
　　下面的程序给出了一个类的Adapter模式的示意性的实现：

　　　　// Adapter pattern -- Structural example
　　using System;

　　　　// "Target"
　　class Target
　　{
　　　// Methods
　　virtual public void Request()
　　{
　　// Normal implementation goes here
　　 }
　　}

　　　　// "Adapter"
　　class Adapter : Target
　　{
　　　 // Fields
　　private Adaptee adaptee = new Adaptee();

　　　// Methods
　　override public void Request()
　　{
    　　// Possibly do some data manipulation
   　　 // and then call SpecificRequest
    　　adaptee.SpecificRequest();
　　}
　　}

　　　　// "Adaptee"
　　class Adaptee
　　{
　　　 // Methods
　public void SpecificRequest()
　　{
　　 Console.WriteLine("Called SpecificRequest()" );
　　}
　　}

　　　　/**//// <summary>
　　　　/// Client test
　　　　/// </summary>
　　public class Client
　　{
　　 public static void Main(string[] args)
　　 {
　　 // Create adapter and place a request
　　 Target t = new Adapter();
　　 t.Request();
　　}
　　}　

六、在什么情况下使用适配器模式
　　在以下各种情况下使用适配器模式：

　　1、系统需要使用现有的类，而此类的接口不符合系统的需要。
　　2、想要建立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一些类，包括一些可能在将来引进的类一起工作。这些源类不一定有很复杂的接口。
　　3、（对对象适配器而言）在设计里，需要改变多个已有子类的接口，如果使用类的适配器模式，就要针对每一个子类做一个适配器，而这不太实际。

　　七、一个实际应用Adapter模式的例子
　　下面的程序演示了Class Adapter与Object Adapter的应用。

　　　　// Example of implementing the Adapter pattern
　　using System;

　　　　// Target
　　public interface ICar
　　{
　　 void Drive();
　　}

　　　　// Direct use without Adapter
　　public class CToyota : ICar
　　{
　　 public void Drive()
　　 {
　　 Console.WriteLine("Vroom Vroom, we're off in our Toyota");
　　}
　　}

　　　　// Adaptee
　　public class CCessna
　　{
　　 public void Fly()
　　 {
　　 Console.WriteLine("Static runup OK, we're off in our C172");
　　}
　　}

　　　　// Class Adapter
　　public class CDrivableCessna : CCessna, ICar
　　{
　　 public void Drive() { base.Fly(); }
　　}

　　　　// Object Adapter
　　public class CDrivableCessna2 : ICar
　　{
　　 private CCessna m_oContained;

　　 public CDrivableCessna2()
　　 {
　　m_oContained = new CCessna();
　　}

　　 public void Drive() { m_oContained.Fly(); }
　　}

　　　　// Client
　　public class Client
　　{
　　 public static void Main(string[] args)
　　 {
　　 ICar oCar = new CToyota();

   　　 Console.Write("Class Adapter: Driving an Automobile");
   　　 oCar.Drive();
　　 oCar = new CDrivableCessna();
   　　 Console.Write("Driving a Cessna");
    　　oCar.Drive();
    　　oCar = new CDrivableCessna2();
    　　Console.Write(" Object Adapter: Driving a Cessna");
    　　oCar.Drive();
　　 }
　　}

　　八、关于Adapter模式的讨论
　　Adapter模式在实现时有以下这些值得注意的地方：

　　1、目标接口可以省略，模式发生退化。但这种做法看似平庸而并不平庸，它可以使Adaptee不必实现不需要的方法（可以参考Default Adapter模式）。其表现形式就是父类实现缺省方法，而子类只需实现自己独特的方法。这有些像模板（Template）模式。
　　2、适配器类可以是抽象类。
　　3、带参数的适配器模式。使用这种办法，适配器类可以根据参数返还一个合适的实例给客户端。

一、分类：

结构型模式

二、理解“适配”

“适配”其实就是一种转换，这种转换发生在你不想改变某个东西现有功能，但又想把这个东西用在另外的一种新场合中。

绝大多数产品在设计之时是针对某个特定使用场合的，它向这个特定的使用场合公开一些接口以使客户可以使用它。一旦其使用场合发生变化，其对外公开的接口可能就不再符合客户的需求了。但与此同时，我们不想去改变原有的产品（如果你想改变这个原有产品的实现，那就不需要使用适配了），因为它拥有很好的功能且已经在使用过程中经过了验证，这个时候我们就需要“转化”（适配）一下，提供一个适配器，将原来产品的接口转化为客户期望的接口。这样的例子在生活中很容易举证，比如我们家庭中使用的很多电器所要求的电压为220，但也有一些电器要求更低的电压，这个时候就出现了电源适配器，利用电源适配器来改变输出的电压以提供给低电压的电器使用。

二、应用场景假设

其实上面的文件已经表示出了适配器模式使用的场合了。表现在软件设计与开发中，就是由于客户需求的变化，要将一些现有的对像放在一个新场合中使用，而新场合所期望的接口是这些原有对象所不能满足的，而我们又不想（在某些情况下可能是你根本不能去改变的）改变这些原有实现。

三、意图

将一个类的接口转换为客户希望的另一个接口。Adapter使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些类可以一起工作。（Gof)

四、结构

Adapter模式有两种结构，分别是类的适配与对象的适配。

1、类的适配

角色分析：Target目标角色：这是一个接口，定义了客户所期望的操作Adaptee源角色：这是我们原有的产品，也是需要被适配的产品Adapter适配器角色：在Target目标角色与Adaptee源角色之间提供一种过渡，即把Adaptee源角色所提供的接口转换为Target目标角色所提供的接口。从结构图中可以很容易的知道，适配器角色Adapter必须要继承Targe目标角色（一个接口）与源角色Adaptee。2、对象的适配
两种结构的角色其实都是一样的，客户的调用流程也是相同的。不同之处于两者在包装Adaptee源角色时，前者（类适配）包装的是Adaptee类（因为它同时从Target与Adaptee继承而来，可想而知，类适配的Adatper必须是一个具体类，而Target只能是一个接口），后者（对象适配）则直接包装了一个源Adaptee的实例。这一点如果放在代码中，则更容易体现出来。此处的差别导致了在具体实现时各个角色的不同实现方式（以类还是以接口）。

五、代码示例

以电压的转换为例

1、类适配

/// <summary>
/// 目标接口,这是客户要使用的,客户需要30伏的电压,这里必须是一个接口,因为C#不支持多重继承
/// </summary>
public interface Target
{
         int Out();
}
/// <summary>
/// 标准电压类,提供220伏电压,这是现有对象(即源Adaptee)
/// </summary>
public class Tension
{
         public Tension()
         {
          //...
         }

         /// <summary>
         /// 输出电压
         /// </summary>
         /// <returns></returns>
         public int OutTension()
         {
          return 220 ;
         }
}

/// <summary>
/// 电源适配器类,同时继承Target与Tension(源Adaptee对象),这里必须是一个类
/// </summary>
public class PowerAdapter:Tension,Target
{
         public PowerAdapter()
         {
          //...
         }

         #region Target 成员
         public int Out()
         {
          //do something
          //...

          //call
          return base.OutTension() - 190 ;
         }
         #endregion
}

客户调用：

Target t = new PowerAdapter() ;

Response.Write(t.Out().ToString()) ;

输出结果：

2、对象适配

对象适配直接封装了一个Adaptee实例，所以，Adapter适配器就可以不需要去继承Adaptee源对象了，只需要继承Target就可以了，这个时候由于Adapter只需要从单独的Target继承，所以，Target在实现时就不局限于只是接口的规定了，它也可以是一个类。我们面边还是把它写成了接口，这没关系。

         /// <summary>
         /// 输出电压
         /// </summary>
         /// <returns></returns>
         public int OutTension()
         {
          return 220 ;
         }
}

/// <summary>
/// 电源适配器类,同时继承Target与Tension(源Adaptee对象),这里必须是一个类
/// </summary>
public class PowerAdapter:Target
{
private Tension MyTension = new Tension() ;

         public PowerAdapter()
         {
          //...
         }

         #region Target 成员
         public int Out()
         {
          //do something
          //...

          //call
          return MyTension.OutTension() - 190 ;
         }
         #endregion
}

客户调用：

Target t = new PowerAdapter() ;

Response.Write(t.Out().ToString()) ;

程序输出：

通过对代码的分析不难发现，类适配使用的是多继承来实现适配工作，本身类继承可能会带来的一个结果就是“高耦合”，所以推荐使用对象的适配而不是类的适配，因为对象适配使用的是“对象组合”的方式，其带来的“低耦合”使系统在未来更容易扩展。

六、关于适配器模式的演化

在我们观察对象适配时，目标角色在某些情况下是完全可以被去掉了，客户只需要直接使用适配器对象就OK了。如下代码

/// <summary>
/// 标准电压类,提供220伏电压,这是现有对象(即源Adaptee)
/// </summary>
public class Tension
{
        public Tension()
        {
         //...
        }

        /// <summary>
        /// 输出电压
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public int OutTension()
        {
         return 220 ;
        }
}

/// <summary>
/// 电源适配器类
/// </summary>
public class PowerAdapter
{
private Tension MyTension = new Tension() ;

        public PowerAdapter()
        {
         //...
        }

        #region Target 成员
        public int Out()
        {
         //do something
         //...

         //call
         return MyTension.OutTension() - 190 ;
        }
        #endregion
}

客户调用：

PowerAdapter t = new PowerAdapter() ;

Response.Write(t.Out().ToString()) ;

程序输出：

这样做有一个好处就是如果Target规定了很多与Adaptee使用无关的接口，那我们可以决定我们不需要实现Target的所有规定，当然前提是Adapter已经知道了客户期望的接口并已将其实现。