C#设计模式(7)——适配器模式（Adapter Pattern）

1、引言

在实际的开发过程当中，因为应用环境的变化（例如使用语言的变化），咱们须要的实如今新的环境中没有现存对象能够知足，可是其余环境却存在这样现存的对象。那么若是将“将现存的对象”在新的环境中进行调用呢？解决这个问题的办法就是咱们本文要介绍的适配器模式——使得新环境中不须要去重复实现已经存在了的实现而很好地把现有对象（指原来环境中的现有对象）加入到新环境来使用。

2、适配器模式的详细介绍

2.1 定义

下面让咱们看看适配器的定义，适配器模式——把一个类的接口变换成客户端所期待的另外一种接口，从而使本来接口不匹配而没法一块儿工做的两个类可以在一块儿工做。适配器模式有类的适配器模式和对象的适配器模式两种形式，下面咱们分别讨论这两种形式的实现和给出对应的类图来帮助你们理清类之间的关系。

2.2 类的适配器模式实现

在这里以生活中的一个例子来进行演示适配器模式的实现，具体场景是: 在生活中，咱们买的电器插头是2个孔的，可是咱们买的插座只有三个孔的，此时咱们就但愿电器的插头能够转换为三个孔的就好，这样咱们就能够直接把它插在插座上，此时三个孔插头就是客户端期待的另外一种接口，天然两个孔的插头就是现有的接口，适配器模式就是用来完成这种转换的，具体实现代码以下：

using System;
/// 这里以插座和插头的例子来诠释适配器模式
/// 如今咱们买的电器插头是2个孔，可是咱们买的插座只有3个孔的
/// 这是咱们想把电器插在插座上的话就须要一个电适配器
namespace 设计模式之适配器模式
{
    /// <summary>
    /// 客户端，客户想要把2个孔的插头 转变成三个孔的插头，这个转变交给适配器就好
    /// 既然适配器须要完成这个功能，因此它必须同时具体2个孔插头和三个孔插头的特征
    /// </summary>
    class Client
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            // 如今客户端能够经过电适配要使用2个孔的插头了
            IThreeHole threehole = new PowerAdapter();
            threehole.Request();
            Console.ReadLine();
        }
    }
    /// <summary>
    /// 三个孔的插头，也就是适配器模式中的目标角色
    /// </summary>
    public interface IThreeHole
    {
        void Request();
    }
    /// <summary>
    /// 两个孔的插头，源角色——须要适配的类
    /// </summary>
    public abstract class TwoHole
    {
        public void SpecificRequest()
        {
            Console.WriteLine("我是两个孔的插头");
        }
    }
    /// <summary>
    /// 适配器类，接口要放在类的后面
    /// 适配器类提供了三个孔插头的行为，但其本质是调用两个孔插头的方法
    /// </summary>
    public class PowerAdapter:TwoHole,IThreeHole
    {
        /// <summary>
        /// 实现三个孔插头接口方法
        /// </summary>
        public void Request()
        {
            // 调用两个孔插头方法
            this.SpecificRequest();
        }
    }
}

从上面代码中能够看出，客户端但愿调用Request方法（即三个孔插头），可是咱们现有的类（即2个孔的插头）并无Request方法，它只有SpecificRequest方法（即两个孔插头自己的方法），然而适配器类（适配器必须实现三个孔插头接口和继承两个孔插头类）能够提供这种转换，它提供了Request方法的实现（其内部调用的是两个孔插头，由于适配器只是一个外壳罢了，包装着两个孔插头（由于只有这样，电器才能使用），并向外界提供三个孔插头的外观，）以供客户端使用。

2.3 类图

上面实现中，由于适配器（PowerAdapter类）与源角色（TwoHole类）是继承关系，因此该适配器模式是类的适配器模式，具体对应的类图为：

2.4 对象的适配器模式

上面都是类的适配器模式的介绍，然而适配器模式还有另一种形式——对象的适配器模式，这里就具体讲解下它的实现，实现的分析思路：既然如今适配器类不能继承TwoHole抽象类了（由于用继承就属于类的适配器了），可是适配器类不管如何都要实现客户端期待的方法的，即Request方法，因此必定是要继承ThreeHole抽象类或IThreeHole接口的，然而适配器类的Request方法又必须调用TwoHole的SpecificRequest方法，又不能用继承，这时候就想，不能继承，可是咱们能够在适配器类中建立TwoHole对象，而后在Requst中使用TwoHole的方法了。正如咱们分析的那样，对象的适配器模式的实现正式如此。下面就让我看看具体实现代码：

namespace 对象的适配器模式
{
    class Client
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            // 如今客户端能够经过电适配要使用2个孔的插头了
            ThreeHole threehole = new PowerAdapter();
            threehole.Request();
            Console.ReadLine();
        }
    }
    /// <summary>
    /// 三个孔的插头，也就是适配器模式中的目标(Target)角色
    /// </summary>
    public class ThreeHole
    {
        // 客户端须要的方法
        public virtual void Request()
        {
            // 能够把通常实现放在这里
        }
    }
    /// <summary>
    /// 两个孔的插头，源角色——须要适配的类
    /// </summary>
    public class TwoHole
    {
        public void SpecificRequest()
        {
            Console.WriteLine("我是两个孔的插头");
        }
    }
    /// <summary>
    /// 适配器类，这里适配器类没有TwoHole类，
    /// 而是引用了TwoHole对象，因此是对象的适配器模式的实现
    /// </summary>
    public class PowerAdapter : ThreeHole
    {
        // 引用两个孔插头的实例,从而将客户端与TwoHole联系起来
        public TwoHole twoholeAdaptee = new TwoHole();
        /// <summary>
        /// 实现三个孔插头接口方法
        /// </summary>
        public override void Request()
        {
            twoholeAdaptee.SpecificRequest();
        }
    }
}

从上面代码能够看出,对象的适配器模式正如咱们开始分析的思路去实现的, 其中客户端调用代码和类的适配器实现基本相同,下面让咱们看看对象的适配器模式的类图,具体类图以下:

3、适配器模式的优缺点

在引言部分已经提出,适配器模式用来解决现有对象与客户端期待接口不一致的问题,下面详细总结下适配器两种形式的优缺点。

类的适配器模式：

优势：

• 能够在不修改原有代码的基础上来复用现有类，很好地符合 “开闭原则”

• 能够从新定义Adaptee(被适配的类)的部分行为，由于在类适配器模式中，Adapter是Adaptee的子类

• 仅仅引入一个对象，并不须要额外的字段来引用Adaptee实例（这个便是优势也是缺点）。

缺点：

• 用一个具体的Adapter类对Adaptee和Target进行匹配，当若是想要匹配一个类以及全部它的子类时，类的适配器模式就不能胜任了。由于类的适配器模式中没有引入Adaptee的实例，光调用this.SpecificRequest方法并不能去调用它对应子类的SpecificRequest方法。

• 采用了 “多继承”的实现方式，带来了不良的高耦合。

对象的适配器模式

优势：

• 能够在不修改原有代码的基础上来复用现有类，很好地符合 “开闭原则”（这点是两种实现方式都具备的）

• 采用 “对象组合”的方式，更符合松耦合。

缺点：

• 使得重定义Adaptee的行为较困难，这就须要生成Adaptee的子类而且使得Adapter引用这个子类而不是引用Adaptee自己。

4、使用场景

在如下状况下能够考虑使用适配器模式：

1. 系统须要复用现有类，而该类的接口不符合系统的需求

2. 想要创建一个可重复使用的类，用于与一些彼此之间没有太大关联的一些类，包括一些可能在未来引进的类一块儿工做。

3. 对于对象适配器模式，在设计里须要改变多个已有子类的接口，若是使用类的适配器模式，就要针对每个子类作一个适配器，而这不太实际。

5、.NET中适配器模式的实现

1．适配器模式在.NET Framework中的一个最大的应用就是COM Interop。COM Interop就好像是COM和.NET之间的一座桥梁（关于COM互操做更多内容能够参考个人互操做系列）。COM组件对象与.NET类对象是彻底不一样的，但为了使.NET程序

象使用.NET对象同样使用COM组件，微软在处理方式上采用了Adapter模式，对COM对象进行包装，这个包装类就是RCW(Runtime Callable Wrapper)。RCW其实是runtime生成的一个.NET类，它包装了COM组件的方法，并内部实现对COM组件的调用。以下图所示：

2．.NET中的另一个适配器模式的应用就是DataAdapter。ADO.NET为统一的数据访问提供了多个接口和基类，其中最重要的接口之一是IdataAdapter。DataAdpter起到了数据库到DataSet桥接器的做用，使应用程序的数据操做统一到DataSet上，而与具体的数据库类型无关。甚至能够针对特殊的数据源编制本身的DataAdpter，从而使咱们的应用程序与这些特殊的数据源相兼容。

6、总结

到这里适配器模式的介绍就结束了，本文主要介绍了适配器模式的两种实现、分析它们的优缺点以及使用场景的介绍，在适配器模式中，适配器能够是抽象类，并适配器模式的实现是很是灵活的，咱们彻底能够将Adapter模式中的“现存对象”做为新的接口方法参数，适配器类能够根据参数参数能够返回一个合适的实例给客户端。