《二十三种设计模式》 第一篇 “适配器模式” （C++实现）

于 2020-04-19 21:18:25 发布
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分类专栏： 二十三种设计模式 文章标签： 设计模式 c++
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适配器模式

适配器模式是很多企业在项目中都会用到的模式，他的独特之处在于可以将两个不兼容的接口完美的兼容到一起，执行出客户端需要的结构。

把一个类的接口转换成客户端所期待的另一种接口，从而使原接口不匹配无法在一起工作的两个类能在一起工作。

从功能上讲这些接口不兼容的类一般具有相同或相似的功能。通常我们通过修改该类的接口来解决这种接口不兼容的情形，但是如果我们不愿意为了一个应用而修改各原有的接口，或者我们压根就没有原有对象的源代码，此时，Adapter（适配器）模式就会派上大用场了。

上面的术语可能讲得很专业，通俗的来讲：
原本已经有了一个接口，且这个接口里面的代码是不可修改的。但是，现在客户更改了需求，需要实现另一种效果，效果和原来接口实现的差不多。由于不能改写原来的接口，所以我们得另外重新编写一个接口，与原接口兼容到一起，实现出客户所需要的需求效果。

所以基于上面例子的情况，我们可以根据原先接口的返回值，然后再根据这个返回值进行操作，实现出需要的结构。

在这里插入图片描述
适配器是一个具体的类，这是本模式的核心。由此可见，当客户端调用Adapter接口时候，Adapter便会调用Adaptee的操作相应请求，该模式就完成了接口的适配过程。

适配器模式的优势与缺点

适配器模式可以将一个类的接口和另一个类的接口匹配起来，使用的前提是你不能或不想修改原来的适配器母接口。
例如，你向第三方购买了一些类、控件，但没有源程序，这时，使用适配器模式，你可以统一对象访问接口，但客户调用可能需要改动。

适配器模式的分类

为何迎合各种情况，适配器模式可分为两类： 类适配器 和 对象适配器。（对象适配器的使用者更多一点）

  1. 类适配器
    类适配器具有以下的两个特点：
    1、适配器类（Adapter）实现Target接口；
    2、适配器类（Adapter）通过继承来实现对Adaptee类的重用。

  2. 对象适配器
    对象适配器具有的特点：
    1、适配器类（Adapter）实现Target接口；
    2、适配器类（Adapter）通过调用Adaptee类的方法来实现对Adaptee类的重用

类适配器的UML图：
在这里插入图片描述

下面我们将举一个例子来解析：
电压转换。大家都知道，我们国家的电压是220v的，而国外普遍都是110v的。当我们出国时，我们的手机就无法充电，所以我们得需要一个变压器。

这是你所在国外的电压110V

// 这是你所在国外的电压110V
class ForeignVoltage {
public:
	int Voltage110V() {
		cout << "---国外电压110V---" << endl;
		return 1;
	}
};

这是你需要的国内电压220V

// 这是你需要的国内电压220V
class InlandVoltage {
public:
	virtual void Voltage220V(int i) = 0;		// 定义为纯虚函数抽象类
};

类适配器

可以将返回值变为参数进行操作。

基于以上的情况，那么你需要一个变压器

这是你需要的变压器

// 这是你需要的转压器
class TransitionVoltage : public ForeignVoltage, public InlandVoltage {	// 继承于你现在的电压类和你需要的电压类
public:
	void Transition() {
		int value = Voltage110V();	// 可以根据他的返回值来进行操作，实现出我们需要的效果
		Voltage220V(value);	// 实现电压转换
	}

	// 这是你自己实现的函数
	void Voltage220V(int i) {
		cout << "---实现电压转换---" << endl;
		if (i == 1) {
			cout << "---电压成功转换为220V---" << endl;
		}
	}
};

好了，既然有了这个变压器，就可以愉快的变压了。

TransitionVoltage* transition = new TransitionVoltage;
transition->Transition();

全部测试代码：

#include <iostream>
#include <Windows.h>

using namespace std;

// 这是你所在国外的电压110V
class ForeignVoltage {
public:
	int Voltage110V() {
		cout << "---国外电压110V---" << endl;
		return 1;
	}
};

// 这是你需要的国内电压220V
class InlandVoltage {
public:
	virtual void Voltage220V(int i) = 0;		// 定义为纯虚函数抽象类
};

// 这是你需要的变压器
class TransitionVoltage : public ForeignVoltage, public InlandVoltage {	// 继承于你现在的电压类和你需要的电压类
public:
	void Transition() {
		int value = Voltage110V();	// 可以根据他的返回值来进行操作，实现出我们需要的效果
		Voltage220V(value);	// 实现电压转换
	}

	// 这是你自己实现的函数
	void Voltage220V(int i) {
		cout << "---实现电压转换---" << endl;
		if (i == 1) {
			cout << "---电压成功转换为220V---" << endl;
		}
	}
};


int main(void) {
	TransitionVoltage* transition = new TransitionVoltage;

	transition->Transition();
	
	system("pause");
	return 0;
}

运行截图：
在这里插入图片描述

对象适配器

可以根据返回值，进行 if 判断，操作得出我们想要的结果。

对象适配器UML图：
在这里插入图片描述

原本就有的电压和需要的电压还是跟上面的一样，只是变压器就得变一下了。

这是你需要的变压器

// 这是你需要的转压器（方式一）
class TransitionVoltage : public InlandVoltage {	// 继承于你需要的电压类
public:
	void Transition() {
		int value = foreign.Voltage110V();	// 可以根据他的返回值来进行操作，实现出我们需要的效果
		if (value == 1) {	// 根据返回值进行判断，操作得出结果
			Voltage220V();	// 实现电压转换
		} else {
			return;
		}
	}

	// 这是你自己实现的函数
	void Voltage220V() {
		cout << "---实现电压转换---" << endl;
		cout << "---电压成功转换为220V---" << endl;
	}

private:
	ForeignVoltage foreign;	// 当前已有的接口对象
};

可以看出，我们定义了ForeignVoltage类型的私有数据成员对象，有了这个对象，我们可以随意的调用已有类里面的函数了。

例如：
如果ForeignVoltage类里面有很多个接口，那么，我们就可以根据具体项目需要去调用这些接口了。

// 根据需要可以随意调用里面的函数
foreign.Voltage110V_1();
foreign.Voltage110V_2();
foreign.Voltage110V_3();
// 而类适配器却做不到

所以说，相比于类适配器，对象适配器是很灵活的。

当然，上面只是其中一种方式，我们还有另外一种实现方式（由调用者自行传入对象参数）：
该方式比方式一更加灵活一点

// 这是你需要的转压器（方式二）
class TransitionVoltage : public InlandVoltage {	// 继承于你需要的电压类
public:
	TransitionVoltage(ForeignVoltage foreign) {
		this->foreign = foreign;	// 传入的参数赋值给私有对象，然后进行操作
	}

	void Transition() {
		int value = foreign.Voltage110V();	// 可以根据他的返回值来进行操作，实现出我们需要的效果
		if (value == 1) {	// 根据返回值进行判断，操作得出结果
			Voltage220V();	// 实现电压转换
		} else {
			return;
		}
	}

	void Voltage220V() {
		cout << "---实现电压转换---" << endl;
		cout << "---电压成功转换为220V---" << endl;
	}

private:
	ForeignVoltage foreign;	// 当前已有的接口对象
};

我们可以在构造函数中，将调用者传入进来的对象赋值给构造函数里面的对象，这样，也是一样可以灵活的调用里面的接口。因为是调用者需要手动传入对象参数，所以调用者可以根据具体情况传入自己需要的对象，就比第一种方式更灵活了。（注意：传入的对象必须得跟私有数据成员中的对象类型一致）

// 方式二
ForeignVoltage foreign;
TransitionVoltage transition(foreign);
transition.Transition();

我们可以自行传入需要的对象进行操作，这样根据不同的对象操作得出不同的效果，这是非常可观的。（注意：传入的对象必须得跟私有数据成员中的对象类型一致）

测试代码：

#include <iostream>
#include <Windows.h>

using namespace std;

// 这是你所在国外的电压110V
class ForeignVoltage {
public:
	int Voltage110V() {
		cout << "---国外电压110V---" << endl;
		return 1;
	}
};

// 这是你需要的国内电压220V
class InlandVoltage {
public:
	virtual void Voltage220V() = 0;		// 定义为纯虚函数抽象类
};

// 这是你需要的转压器（方式一）
//class TransitionVoltage : public InlandVoltage {	// 继承于你需要的电压类
//public:
//	void Transition() {
//		int value = foreign.Voltage110V();	// 可以根据他的返回值来进行操作，实现出我们需要的效果
//		if (value == 1) {	// 根据返回值进行判断，操作得出结果
//			Voltage220V();	// 实现电压转换
//		} else {
//			return;
//		}
//	}
//
//	// 这是你自己实现的函数
//	void Voltage220V() {
//		cout << "---实现电压转换---" << endl;
//		cout << "---电压成功转换为220V---" << endl;
//	}
//
//private:
//	ForeignVoltage foreign;	// 当前已有的接口对象
//};

// 这是你需要的转压器（方式二）
class TransitionVoltage : public InlandVoltage {	// 继承于你需要的电压类
public:
	TransitionVoltage(ForeignVoltage foreign) {
		this->foreign = foreign;	// 传入的参数赋值给私有对象，然后进行操作
	}

	void Transition() {
		int value = foreign.Voltage110V();	// 可以根据他的返回值来进行操作，实现出我们需要的效果
		if (value == 1) {	// 根据返回值进行判断，操作得出结果
			Voltage220V();	// 实现电压转换
		} else {
			return;
		}
	}

	void Voltage220V() {
		cout << "---实现电压转换---" << endl;
		cout << "---电压成功转换为220V---" << endl;
	}

private:
	ForeignVoltage foreign;	// 当前已有的接口对象
};

int main(void) {
	// 方式一
	/*TransitionVoltage transition;
	transition.Transition();*/


	// 方式二
	ForeignVoltage foreign;
	TransitionVoltage transition(foreign);
	transition.Transition();

	system("pause");
	return 0;
}

运行截图：
在这里插入图片描述

总结：

适配器模式的主要用法就是根据原先已有的接口的返回值，进行加工改造，得出我们需要的效果。用的最多的是对象适配器，大家可以重点关注学习一下。

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