4.1 ADAPTER（适配器） — 类对象结构型模式

1.意图

将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口。Adapter模式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。

2 别名

包装器 Wrapper

3 动机

有时，为复用和设计的工具箱类不能够被复用的原因仅仅是因为它的接口和专业应用领域所需要的接口不匹配。

例如，有一个绘图编辑器，这个编辑器允许用户绘制和排列基本图元（线，多边形和正文等）生成图片和图表。这个绘图编辑器的关键抽象是图形对象。图形对象有一个可编辑的形状，并可以绘制自身。图形对象的接口由一个称为Shape的抽象类定义。绘图编辑器为每一种图形对象定义了一个Shape的子类：LineShape类对应直线，PolygonShape类对应多边形等。

像LineShape和PolygonShape这样的基本几何图形的类比较容易实现，这是由于它们的绘图和编辑功能本来就有限。但是对于可以显示和编辑正文的TextShape子类来说，实现相当困难，因为即使是基本的正文编辑也要涉及到复杂的屏幕刷新和缓冲区管理。同时，成品的用户界面工具箱可能已经提供了一个复杂的TextView类用于显示和编辑正文。理想的情况是我们可以复用这个TextView以实现TextShape类，但是工具箱的设计者当时没有考虑Shape的存在，因此TextView和Shape对象不能互换。

一个应用可能会有一些类具有不同的接口并且这些接口互不兼容，在这样的应用中像TextView这样已经存在并且不相关的类如何协同工作呢？我们可以改变TextView类使它兼容Shape类的接口。但前提是必须有这个工具箱的源代码。然而即使我们得到了这些源代码，修改TextView也是没有什么意义的；因为不应该仅仅为了实现一个应用，工具箱就不得不采用一些与特定领域相关的接口。

我们可以不用上面的方法，而定义一个TextShape类，由它来适配TextView的接口和Shape的接口。我们可以用两种方法做这件事：

• 1 继承Shape类的接口实现TextView的实现；

• 2 将一个TextView实例作为TextShape的组成部分，并且使用TextView的接口实现TextShape。这两种方法恰恰对应Adapter模式的类和对象版本。我们将TextShape称之为适配器Adapter。

  
  
  

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  A d a p t e r时常还要负责提供那些被匹配的类所没有提供的功能，上面的类图中说明了适配器如何实现这些职责。

4 适用性

以下情况使用Adapter模式

• 1 你想使用一个已经存在的类，而它的接口不符合你的需求；
• 2 你想创建一个可以复用的类，该类可以与其他不相关的类或不可预见的类协同工作；
• 3 你想使用一些已经存在的子类，但是不可能对每一个进行子类化以匹配它们的接口。对象匹配器可以匹配它的父类接口。

5 结构

类适配器使用多重继承对一个接口与另外一个接口进行匹配，如下图所示：

image.png

对象匹配器依赖于对象组合，如下图所示：

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6 参与者

• Target（Shape）——定义Client使用的与特定领域相关的接口；
• Client（DrawingEditor）——与符合Target接口的对象协同。
• Adaptee(TextView)——定义一个已经存在的接口，这个接口需要适配
• Adapter(TextShape)——对Adaptee的接口与Target接口进行适配

7 协作

Client在Adapter实例上调用一些操作。接着适配器调用Adaptee的操作实现这个请求。

8 效果

类适配器和对象适配器有不同的权衡。
类适配器：

• 用一个具体的Adapter类对Adaptee和Target进行匹配。结果是当我们想要匹配一个类以及所有它的子类时，类Adapter将不能胜任。
• 使得Adapter可以重定义Adaptee的部分行为，因为Adapter是Adaptee的一个子类。
• 仅仅引入了一个对象，并不需要额外的指针以间接得到adaptee。

对象适配器：

• 允许一个Adapter与多个Adaptee 即Adaptee 本身以及它的所有子类（如果有子类的话）—同时工作。Adapter也可以一次给所有的Adaptee 添加功能。
• 使得重定义Adaptee的行为比较困难，这就需要生成Adaptee的子类并且使得Adapter引用这个子类不是引用Adaptee本身。

使用Adapter模式时需要考虑的其他一些因素有：

• 1 Adapter的匹配程度：对Adaptee的接口与Target的接口进行匹配的工作量各个Adapter可能不一样。工作范围可能是，从简单的接口转换(例如改变操作名 )到支持完全不同的操作集合。Adapter的工作量取决于Target接口与Adaptee接口的相似程度。

• 2 可插入的Adapter：当其他的类使用一个类时，如果所需的假定条件越少，这个类就更具可复用性。如果将接口匹配构建为一个类，就不需要假定对其他的类可见的是一个相同的接口。

• 3 使用双向适配器提供透明操作：使用适配器的一个潜在问题是，它们不对所有的客户都透明。被适配的对象不再兼容 Adaptee的接口，因此并不是所有Adaptee对象可以被使用的地方它都可以被使用。双向适配器提供了这样的透明性。在两个不同的客户需要用不同的方式查看同一个对象时，双向适配器尤其有用。

9 实现

注意的问题：

• 1 使用C + +实现适配器类：Adapter类应该采用公共方式继承Target类，并且用私有方式继承Adaptee类。
• 2 可插入的适配器： a.使用抽象操作;b.使用代理对象;c.参数化的适配器

10 代码示例

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