C++设计模式 - 适配器模式

适配器模式是一种结构型设计模式，它能使接口不兼容的对象能够相互合作。

适配器模式将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口，使得原本不兼容的接口一起工作。

意义

在于将某些功能与第三方需求接口适配对接，且避免第三方接口与功能代码过多耦合。

在设计初初，不要考虑使用此模式。仅在功能完善，需要实现第三方接口时，没必要迎合第三方的需求对原来的设计大动刀戈，可以尝试使用适配器模式。

多用于想应用某些功能，但是功能类的接口与需求的接口不兼容时，采用适配器模式来解决。主要应用在以下场景：

新旧接口兼容
软件版本升级，部分旧接口还在被使用。需要保留旧的接口，增加新接口，使两者兼容。
第三方接口的适配
在系统功能稳定的情况下，有第三方新的接口需求需要对接。
统一多个类相同功能的接口
例如统一不同类型数据库的访问接口。

应用场景

实现TypeC接口手机连通USB接口的U盘。

分析

手机可插入的接口为TypeC或其他非USB接口，但U盘为USB接口，与需求接口不符。因此，可通过适配器完成USB与TypeC的对接。
USB转TypeC

在实现此适配器后，就能完成U盘连接手机工作。

类图

适配器模式有两种实现方法，类适配器和对象适配器。
类适配器
以多继承方式实现。

Target: 客户端期望接口类
Adaptee: 实际需要的功能类
Adapter: 将接口类与功能类衔接的适配器类
Client: 客户端代码

对象适配器
在适配器类中，包装适配者（Adaptee）接口。类适配器

Target: 客户端期望接口类
Adaptee: 实际需要的功能类
Adapter: 将接口类与功能类衔接的适配器类
Client: 客户端代码

从类图上可以看出两者的差异，类适配器采用多继承方式，对象适配器采用对适配者Adaptee接口方式。两种方式都能完成Target接口与Adaptee接口对接。

源码实现

编程环境

编译环境: Linux环境
语言: C++语言
编译命令: make

工程结构

Adapter/
├── ClassAdapter
│   ├── adapter.cc
│   └── Makefile
└── ObjectAdapter
    ├── adapter.cc
    └── Makefile

ClassAdapter: 类适配器目录
ObjectAdapter: 对象适配器目录
Makefile: 编译工具

类适配器方式

/* Connect Usb port */
class CUsbDisk
{
public:
    virtual ~CUsbDisk() {}

    virtual void ConnectDevice()
    {
        cout << "Connect usb port." << endl;
    }
};

/* Connect Type-C port */
class CTypeCInterface
{
public:
    virtual ~CTypeCInterface() {}

    void ConnectDevice()
    {
        cout << "Connect Type-C port." << endl;
    }
};

/* Not only connect Usb port, but also connect Type-C port */
class CAdapter : public CUsbDisk, public CTypeCInterface
{
public:
    void ConnectDevice()
    {
        CTypeCInterface::ConnectDevice();
    }
};

int main(int argc, char *argv[])
{
    CUsbDisk *theDisk = new CAdapter();

    theDisk->ConnectDevice();

    delete theDisk;
    return 0;
}

对象适配器方式

/* Connect Usb port */
class CUsbDisk
{
public:
    virtual ~CUsbDisk() {}

    virtual void ConnectDevice()
    {
        cout << "Connect usb port." << endl;
    }
};

/* Connect Type-C port */
class CTypeCInterface
{
public:
    virtual ~CTypeCInterface() {}

    void ConnectDevice()
    {
        cout << "Connect Type-C port." << endl;
    }
};

/* Usb device connect phone */
class CAdapter : public CUsbDisk
{
public:
    CAdapter()
    {
        mpAdaptee = new CTypeCInterface();
    }

    ~CAdapter()
    {
        if (NULL != mpAdaptee) {
            delete mpAdaptee;
        }
    }

    void ConnectDevice()
    {
        if (NULL != mpAdaptee) {
            mpAdaptee->ConnectDevice();
        } else {
            cout << "Adapter abnormal. Connect fail!" << endl;
        }
    }

private:
    CTypeCInterface *mpAdaptee;
};


int main(int argc, char *argv[])
{
    CUsbDisk *theDisk = new CAdapter();

    theDisk->ConnectDevice();

    delete theDisk;
    return 0;
}

注意到两种实现方式中，客户端main中的代码都是一致的。说明两种实现方法对于客户来说是无需关心的。

测试效果

类适配器方式

./exe
Connect Type-C port.

对象适配器方式

./exe 
Connect Type-C port.

两者执行结果一致，说明效果相同，实现方式可相互替换。

总结

适配器模式主要原理: 在于实现客户接口时，关联上已存在的功能接口。一种使用过多继承方式，一种通过类之间依赖的方式，都能实现。
为统一多个功能相同的类接口时，类适配器模式是更适合的。比较典型的例子如，MySql和SQLServer等多种类型数据库的访问接口的统一。
《Effective C++》曾告诫程序猿们: C++编程不要轻易使用多继承，除非忍不住！
另外，文中也有说过。在软件开发初，无第三方需求接口的情况下，不要考虑此模式的使用。往往适配器模式的使用，会让代码看起来像一个补丁，修修补补。
适配器模式看起来与外观模式相似，都是与外部对接。其实有很大不同: 外观模式是定义一套新的接口，而适配器模式则是运用已有的接口。外观模式是在已有复杂的接口上，再封一层简单的接口，方便客户端使用。适配器模式则是结合已有的功能，实现或重载已经存在的客户端接口。