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适配器模式的三种C++实现

news 2025/7/30 10:16:02

适配器模式(Adapter Pattern)是一种结构型设计模式，它允许接口不兼容的类能够一起工作。适配器模式通过将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口，解决了接口不兼容的问题。

适配器模式三种实现方式

1. 抽象接口方式（类适配器）

这种方式通过继承被适配类并实现目标接口来实现适配。

C++实现示例：

#include <iostream>
#include <string>// 目标接口
class MediaPlayer {
public:virtual ~MediaPlayer() = default;virtual void play(const std::string& audioType, const std::string& fileName) = 0;
};// 被适配的接口
class AdvancedMediaPlayer {
public:virtual ~AdvancedMediaPlayer() = default;virtual void playVlc(const std::string& fileName) = 0;virtual void playMp4(const std::string& fileName) = 0;
};// 被适配的具体类
class VlcPlayer : public AdvancedMediaPlayer {
public:void playVlc(const std::string& fileName) override {std::cout << "Playing vlc file: " << fileName << std::endl;}void playMp4(const std::string& /*fileName*/) override {}
};class Mp4Player : public AdvancedMediaPlayer {
public:void playVlc(const std::string& /*fileName*/) override {}void playMp4(const std::string& fileName) override {std::cout << "Playing mp4 file: " << fileName << std::endl;}
};// 适配器
class MediaAdapter : public MediaPlayer {
private:AdvancedMediaPlayer* advancedMusicPlayer;public:MediaAdapter(const std::string& audioType) {if (audioType == "vlc") {advancedMusicPlayer = new VlcPlayer();} else if (audioType == "mp4") {advancedMusicPlayer = new Mp4Player();} else {advancedMusicPlayer = nullptr;}}~MediaAdapter() {delete advancedMusicPlayer;}void play(const std::string& audioType, const std::string& fileName) override {if (audioType == "vlc") {advancedMusicPlayer->playVlc(fileName);} else if (audioType == "mp4") {advancedMusicPlayer->playMp4(fileName);}}
};// 客户端
class AudioPlayer : public MediaPlayer {
private:MediaAdapter* mediaAdapter;public:~AudioPlayer() {delete mediaAdapter;}void play(const std::string& audioType, const std::string& fileName) override {if (audioType == "mp3") {std::cout << "Playing mp3 file: " << fileName << std::endl;} else if (audioType == "vlc" || audioType == "mp4") {mediaAdapter = new MediaAdapter(audioType);mediaAdapter->play(audioType, fileName);} else {std::cout << "Invalid media type: " << audioType << std::endl;}}
};// 使用示例
int main() {AudioPlayer audioPlayer;audioPlayer.play("mp3", "song.mp3");audioPlayer.play("vlc", "movie.vlc");audioPlayer.play("mp4", "video.mp4");audioPlayer.play("avi", "movie.avi");return 0;
}

2. 代理对象方式（对象适配器）

这种方式通过组合（持有被适配对象的引用）来实现适配。

C++实现示例：

#include <iostream>
#include <string>// 目标接口
class CreditCard {
public:virtual ~CreditCard() = default;virtual void giveBankDetails() = 0;virtual std::string getCreditCard() = 0;
};// 被适配的类
class BankDetails {
private:std::string bankName;std::string accHolderName;long accNumber;public:void setBankName(const std::string& bankName) {this->bankName = bankName;}void setAccHolderName(const std::string& accHolderName) {this->accHolderName = accHolderName;}void setAccNumber(long accNumber) {this->accNumber = accNumber;}std::string getBankName() const {return bankName;}std::string getAccHolderName() const {return accHolderName;}long getAccNumber() const {return accNumber;}
};// 适配器（代理对象）
class BankCustomer : public CreditCard {
private:BankDetails bankDetails;public:void giveBankDetails() override {bankDetails.setAccHolderName("John Doe");bankDetails.setAccNumber(123456789);bankDetails.setBankName("ABC Bank");}std::string getCreditCard() override {return "Credit card issued for " + bankDetails.getAccHolderName() + " from " + bankDetails.getBankName() + " with account number " + std::to_string(bankDetails.getAccNumber());}
};// 使用示例
int main() {CreditCard* targetInterface = new BankCustomer();targetInterface->giveBankDetails();std::cout << targetInterface->getCreditCard() << std::endl;delete targetInterface;return 0;
}

3. 参数化适配器方式

这种方式通过构造函数或方法参数传入被适配的对象，实现更灵活的适配。

C++实现示例：

#include <iostream>
#include <memory>// 目标接口
class Temperature {
public:virtual ~Temperature() = default;virtual double getTemperature() const = 0;
};// 被适配的类
class CelsiusThermometer {
private:double temperature;public:explicit CelsiusThermometer(double temp) : temperature(temp) {}double getCelsiusTemperature() const {return temperature;}
};// 适配器
class TemperatureAdapter : public Temperature {
private:std::shared_ptr<CelsiusThermometer> thermometer;bool toFahrenheit;public:TemperatureAdapter(std::shared_ptr<CelsiusThermometer> thermo, bool toFahr): thermometer(thermo), toFahrenheit(toFahr) {}double getTemperature() const override {if (toFahrenheit) {// 摄氏转华氏return (thermometer->getCelsiusTemperature() * 9.0 / 5.0) + 32.0;}return thermometer->getCelsiusTemperature();}
};// 使用示例
int main() {auto celsiusThermometer = std::make_shared<CelsiusThermometer>(25.0);std::unique_ptr<Temperature> celsius = std::make_unique<TemperatureAdapter>(celsiusThermometer, false);std::cout << "Temperature in Celsius: " << celsius->getTemperature() << std::endl;std::unique_ptr<Temperature> fahrenheit = std::make_unique<TemperatureAdapter>(celsiusThermometer, true);std::cout << "Temperature in Fahrenheit: " << fahrenheit->getTemperature() << std::endl;return 0;
}

适配器模式的关键点
目标接口(Target): 客户端期望的接口

被适配者(Adaptee): 需要被适配的现有接口

适配器(Adapter): 将Adaptee接口转换为Target接口

三种实现方式的比较
方式   优点   缺点   适用场景
抽象接口(类适配器)   适配器可以重写被适配者的行为   需要多重继承(C++支持)   需要适配少量不兼容接口
代理对象(对象适配器)   更灵活，可以适配多个不同的被适配者   需要额外的间接层   需要适配多个不兼容接口
参数化适配器   最灵活，可以在运行时配置适配行为   接口可能变得复杂   需要运行时决定适配行为
实际应用场景
遗留系统集成：将新系统与旧系统集成时，可以使用适配器模式使旧系统的接口符合新系统的要求。

第三方库适配：当使用第三方库时，如果其接口不符合你的需求，可以使用适配器模式。

接口标准化：当有多个类实现相似功能但接口不同时，可以使用适配器模式提供统一的接口。

在C++中实现适配器模式时，需要注意资源管理（使用智能指针等RAII技术）和多线程安全性等问题。

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http://www.dtcms.com/a/304925.html