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适配器模式（Adapter Pattern） C++

news 2025/9/11 22:34:48

上一节：原型模式（Prototype Pattern） C++

文章目录

0.理论
- 1.组件
- 2.类型
- 3.什么时候使用
1.实践
- 1.基础接口和类
- 2.类适配器实现
- 3.对象适配器实现

0.理论

适配器模式（Adapter Pattern）是一种结构型设计模式，它允许将一个类的接口转换成客户端期望的另一个接口。适配器模式让那些接口不兼容的类可以一起工作，它通过包装一个已有的类提供一个新的接口，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。

1.组件

目标（Target）：定义客户端使用的与特定领域相关的接口。
客户端（Client）：与符合目标接口的对象协同工作。
被适配者（Adaptee）：定义一个已经存在的接口，这个接口需要适配。
适配器（Adapter）：对Adaptee的接口与Target接口进行适配；适配器让原本接口不兼容的类可以合作无间。

2.类型

类适配器：使用多重继承对一个接口与另一个接口进行匹配。适配器继承自Adaptee类，并实现Target接口。
对象适配器：使用组合将请求从Client转发给Adaptee。适配器实现Target接口，并在内部持有一个Adaptee实例的引用。

在这里插入图片描述

在 Adapter 模式的结构图中可以看到，类模式的 Adapter 采用继承的方式复用 Adaptee的接口，而在对象模式的 Adapter 中我们则采用组合的方式实现 Adaptee 的复用.

类适配器使用继承，直接继承自被适配者（Adapter ），这要求适配器和被适配者之间是“是一个”（is-a）的关系。类适配器可以重写被适配者的行为。

对象适配器使用组合，包含一个被适配者的引用，这表示适配器和被适配者之间是“有一个”（has-a）的关系。对象适配器更加灵活，它允许一个适配器与多个被适配者同时工作，甚至在运行时动态地适配。

3.什么时候使用

当你想使用某个类，但是它的接口与其他代码不兼容时。
当你想创建一个可复用的类，该类可以与未知的或未来的类（即那些接口可能不兼容的类）协同工作。
当你需要使用几个现有的子类，但是子类的接口不符合你的需求且你不能控制这些子类的源代码时。
类适配器适合于被适配者不太可能改变的情况，而对象适配器则适合于需要适配多个不同的类的情况

1.实践

假设我们正在开发一个游戏，游戏中有一个旧的敌人接口OldEnemy，它提供了一些基本的功能，比如攻击（attack）和移动（move）。现在，我们希望在游戏中引入一个新的敌人类型，这个新敌人使用了一个不同的接口NewEnemy。我们的目标是让新敌人能够适配旧的敌人接口，以便可以使用旧的游戏逻辑来控制它。

1.基础接口和类

首先定义旧的敌人接口OldEnemy和新的敌人接口NewEnemy，以及一个实现了新接口的新敌人类Alien：

// 旧的敌人接口
class OldEnemy {
public:virtual void attack() = 0;virtual void move() = 0;virtual ~OldEnemy() {}
};// 新的敌人接口
class NewEnemy {
public:virtual void fireWeapon() = 0;virtual void navigate() = 0;virtual ~NewEnemy() {}
};// 实现了新接口的敌人类
class Alien : public NewEnemy {
public:void fireWeapon() override {std::cout << "Alien fires its blaster!" << std::endl;}void navigate() override {std::cout << "Alien moves in zero gravity." << std::endl;}
};

2.类适配器实现

类适配器使用继承来实现适配，同时继承OldEnemy（目标接口）和Alien（被适配者）：

class AlienAdapter : public OldEnemy, private Alien {
public:void attack() override {fireWeapon(); // 调用Alien的fireWeapon}void move() override {navigate(); // 调用Alien的navigate}
};

在这个类适配器中，AlienAdapter通过继承Alien类直接访问其方法，并将它们适配到OldEnemy接口的期望方法上。

3.对象适配器实现

对象适配器使用组合来实现适配，它包含一个对新接口对象的引用：

class AlienObjectAdapter : public OldEnemy {
private:NewEnemy* alien; // 持有一个指向NewEnemy接口的指针
public:AlienObjectAdapter(NewEnemy* a) : alien(a) {}void attack() override {alien->fireWeapon(); // 通过引用调用Alien的fireWeapon}void move() override {alien->navigate(); // 通过引用调用Alien的navigate}
};