设计模式之适配器模式(C++)

Posted 2023-03-12 翟天保Steven

作者：翟天保Steven
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一、适配器模式是什么？

       适配器模式是一种结构型的软件设计模式，也称包装模式，即将相对复杂的功能（可能用到多个类）封装起来，提供一个使用者想要的接口，使用者只需要调用接口，不需要知道接口里封装的内容是如何实现的。

       我个人工作中比较常用的设计模式就是适配器模式了，因为我司设计的算法库往往需要涵盖几十甚至更多的功能类，各个类组合起来就能实现一些工程上的技术，若不对其进行组合封装，则调用算法库的软件工程师（不具备专业技术背景）就不知道如何使用了。而通过适配器模式可以将复杂的功能封装起来，只提供一个接口给软件部门，软件工程师只需要按照算法给定的要求调用接口即可。

       适配器模式的优点：

1. 良好封装性。接口内的内容对使用者而言是透明的，即看不见，这确保了内部功能具备较好的封装性，不易被改动。
2. 解耦。不匹配的两方在适配器的作用下可以做到解耦，不需要修改任何一方原有代码逻辑。
3. 良好复用性。适配的两方不需要做任何修改，业务的实现可以通过适配器来完成，不同的业务可以使用不同的适配器。
4. 良好扩展性。若要增加业务场景，只需要增加适配器类，来满足业务即可。

      适配器模式的缺点：

1. 不利于维护。因为业务的实现基于适配器完成，适配器中代码的复杂程度会越来越高，不熟悉业务或者底层逻辑的人难以短时间内接手维护。
2. 系统结构易混乱。当业务量快速增加时，适配器类的数量也会快速增加，没有良好的系统架构布局，最终会使得整个系统臃肿且危险。

       适配器模式一般分为类适配器模式和对象适配器模式。

1）类适配器模式：适配器类通过继承适配者类（多重继承），达到适配目的，部分语言可能不支持多重继承（如C#）。

2）对象适配器模式：适配器类中存放适配者类的实例对象，调用它来达到适配目的，该模式较常用。

二、类适配器模式

2.1 结构图

       客户端即Main主函数，接口类给客户调用，适配者类是要被重新封装的功能类。在类适配器模式中，适配器类继承于接口类和适配者类，并在类中进行相关封装操作，使接口兼容。

2.2 代码示例

       场景描述：我准备调用一款巴斯勒相机进行相关工作，但是其SDK的接口与我希望的接口不太一样，为此我设计了一个适配器类，对巴斯勒第三方库进行再次封装，以使接口符合我的要求。

//BaslerCamera.h
/****************************************************/
#pragma once
#include <iostream>

using namespace std;

// 巴斯勒相机类（适配者）
class BaslerCamera

public:
	// 打开相机
	void openBaslerCamera() 
		cout << "巴斯勒相机：打开相机。" << endl;
	
	// 关闭相机
	void closeBaslerCamera() 
		cout << "巴斯勒相机：关闭相机。" << endl;
	
	// 打开曝光设置
	void openExposureSettings() 
		cout << "巴斯勒相机：打开曝光设置。" << endl;
	
	// 更改相机帧率
	void changeCameraFrame() 
		cout << "巴斯勒相机：更改相机帧率。" << endl;
	
;

//Camera.h
/****************************************************/
#pragma once
#include <iostream>
#include "BaslerCamera.h"

using namespace std;

// 相机接口类
class Camera

public:
	// 构造函数
	Camera() ;
	// 析构函数
	virtual ~Camera() ;
	// 打开相机
	virtual void openCamera() = 0;
	// 关闭相机
	virtual void closeCamera() = 0;
	// 配置属性
	virtual void setConfig() = 0;
;

// 相机适配器类
class CameraAdapter :public Camera, public BaslerCamera

public:
	// 打开相机
	virtual void openCamera() 
		openBaslerCamera();
	
	// 关闭相机
	virtual void closeCamera() 
		closeBaslerCamera();
	
	// 配置属性
	virtual void setConfig() 
		// 打开曝光设置
		openExposureSettings();
		// 更改相机帧率
		changeCameraFrame();
	
;

//main.cpp
/****************************************************/
#include <iostream>
#include <string>
#include "Camera.h"

using namespace std;

int main()

	Camera *m_camera = new CameraAdapter();
	// 打开相机
	m_camera->openCamera();
	// 配置相机
	m_camera->setConfig();
	// 关闭相机
	m_camera->closeCamera();
	delete m_camera;
	return 0;

       程序结果如下。

       在上述示例中，我们可以看到，巴斯勒相机的相关功能被我进行了再次封装，我只需要通过继承了接口类的适配器类，调用相关的接口即可完成我要的功能，至于接口中如何调用巴斯勒的库，那就是接口开发者的工作了。

三、对象适配器模式

3.1 结构图

       对象适配器模式和类适配器模式相比，更适合大型项目的开发。在该模式中，适配器只需要继承接口类即可，而适配者以实例对象的形式存放在适配器类中，适配器通过调用对象的相关功能，同样可以达到封装效果。

 

3.2 代码示例

       场景描述：与类适配器模式一致。

//Camera.h
/****************************************************/
#pragma once
#include <iostream>
#include "BaslerCamera.h"

using namespace std;

// 相机接口类
class Camera

public:
	// 构造函数
	Camera() ;
	// 析构函数
	virtual ~Camera() ;
	// 打开相机
	virtual void openCamera() = 0;
	// 关闭相机
	virtual void closeCamera() = 0;
	// 配置属性
	virtual void setConfig() = 0;
;

// 相机适配器类
class CameraAdapter :public Camera

public:
	// 构造函数
	CameraAdapter() 
		m_baslerCamera = new BaslerCamera();
	
	// 析构函数
	virtual ~CameraAdapter() 
		if (m_baslerCamera != nullptr) 
			delete m_baslerCamera;
			m_baslerCamera = nullptr;
		
	
	// 打开相机
	virtual void openCamera() 
		m_baslerCamera->openBaslerCamera();
	
	// 关闭相机
	virtual void closeCamera() 
		m_baslerCamera->closeBaslerCamera();
	
	// 配置属性
	virtual void setConfig() 
		// 打开曝光设置
		m_baslerCamera->openExposureSettings();
		// 更改相机帧率
		m_baslerCamera->changeCameraFrame();
	
private:
	BaslerCamera *m_baslerCamera;                 // 适配者类实例
;

       适配器类做了改变，类中增加了一个适配者类的实例对象，调用的结果同类适配器模式一致，就不再展示了。

四、总结

       我尽可能用较通俗的话语和直观的代码例程，来表述我对适配器模式的理解，或许有考虑不周到的地方，如果你有不同看法欢迎评论区交流！希望我举的例子能帮助你更好地理解适配器模式。

       如果文章帮助到你了，可以点个赞让我知道，我会很快乐~加油！