完整教程：C++设计模式之结构型模式：适配器模式（Adapter）

适配器模式（Adapter）是结构型设计模式的一种，它的核心作用是将一个类的接口转换成客户端期望的另一个接口，使原本因接口不兼容而无法协作的类能够一起工作。这种模式类似于现实生活中的“转换器”（如电源适配器、USB转接头）。

一、核心角色与设计思想

适配器模式通过以下3个核心角色实现接口转换：

角色名称	核心职责
目标接口（Target）	客户端期望的接口，定义了客户端可以使用的方法。
适配者（Adaptee）	已存在的、但接口与目标接口不兼容的类（需要被适配的类）。
适配器（Adapter）	实现目标接口，并内部包含适配者的实例，通过转换调用适配者的方法，完成接口适配。

核心思想：不修改现有类（适配者）和客户端代码，通过引入适配器类，将适配者的接口转换为目标接口，实现两者的兼容。

二、实现方式

适配器模式有两种主要实现方式，根据适配器与适配者的关系不同区分：

1. 类适配器（继承实现）

适配器通过继承适配者类并实现目标接口，将适配者的方法转换为目标接口方法。

#include <iostream>#include <string>// 1. 目标接口（客户端期望的接口）class Target {public:virtual void request(const std::string& data) const = 0;virtual ~Target() = default;};// 2. 适配者（已存在的、接口不兼容的类）class Adaptee {public:// 适配者的方法与目标接口方法名/参数不同void specificRequest(const std::string& data, int format) const {std::cout << "适配者处理数据：" << data<< "（格式：" << format << "）" << std::endl;}};// 3. 类适配器（继承适配者 + 实现目标接口）class ClassAdapter : public Target, private Adaptee {public:// 实现目标接口方法，内部调用适配者的方法void request(const std::string& data) const override {// 转换参数并调用适配者的specificRequestspecificRequest(data, 1); // 假设格式1是客户端需要的格式}};// 客户端代码：只依赖目标接口void clientCode(const Target* target) {target->request("测试数据");}int main() {std::cout << "直接使用适配者（接口不兼容，无法调用）" << std::endl;// Adaptee adaptee;// adaptee.request("数据"); // 编译错误：Adaptee没有request方法std::cout << "\n使用类适配器：" << std::endl;Target* adapter = new ClassAdapter();clientCode(adapter); // 客户端通过适配器调用适配者delete adapter;return 0;}

2. 对象适配器（组合实现）

适配器通过实现目标接口并组合适配者对象（而非继承），完成接口转换。这是更常用的实现方式，符合“组合优于继承”原则。

#include <iostream>#include <string>// 1. 目标接口（与类适配器相同）class Target {public:virtual void request(const std::string& data) const = 0;virtual ~Target() = default;};// 2. 适配者（与类适配器相同）class Adaptee {public:void specificRequest(const std::string& data, int format) const {std::cout << "适配者处理数据：" << data<< "（格式：" << format << "）" << std::endl;}};// 3. 对象适配器（实现目标接口 + 组合适配者对象）class ObjectAdapter : public Target {private:Adaptee* adaptee; // 持有适配者对象的指针（组合关系）public:// 构造函数接收适配者对象ObjectAdapter(Adaptee* a) : adaptee(a) {}// 实现目标接口方法，通过适配者对象调用其方法void request(const std::string& data) const override {if (adaptee) {adaptee->specificRequest(data, 2); // 转换参数}}};// 客户端代码（与类适配器相同）void clientCode(const Target* target) {target->request("测试数据");}int main() {std::cout << "使用对象适配器：" << std::endl;Adaptee* adaptee = new Adaptee();Target* adapter = new ObjectAdapter(adaptee);clientCode(adapter); // 客户端通过适配器调用适配者// 注意释放顺序：先释放适配器，再释放适配者delete adapter;delete adaptee;return 0;}

三、代码解析

1. 目标接口（Target）：定义客户端需要的方法request(const std::string&)，是客户端与适配器交互的标准。

2. 适配者（Adaptee）：存在一个specificRequest方法，但参数（多了int format）和名称与目标接口不兼容，无法被客户端直接调用。

3. 适配器的作用：

   • 类适配器通过继承Adaptee和实现Target，在request中调用父类的specificRequest，完成参数转换。
   • 对象适配器通过持有Adaptee指针，在request中调用其specificRequest，同样完成转换。

4. 客户端：仅依赖Target接口，无需知道Adaptee的存在，实现了解耦。

四、两种实现方式的对比

对比维度	类适配器（继承）	对象适配器（组合）
实现方式	继承适配者类，实现目标接口	实现目标接口，持有适配者对象
灵活性	只能适配特定适配者，无法适配其子类	可适配适配者及其子类，更灵活
代码耦合	与适配者类强耦合（继承关系）	与适配者弱耦合（组合关系）
方法重写	可重写适配者的方法	无法重写适配者的方法（需通过其他方式）
适用场景	适配者类稳定，且不需要适配其子类	适配者可能变化，或需要适配多种子类

推荐优先使用对象适配器，因为组合比继承更灵活，且符合面向对象设计原则。

五、适用场景与优势

适用场景

1. 集成 legacy 代码：当需要使用旧系统中的类，但它的接口与新系统不兼容时（如旧数据库驱动适配新ORM框架）。
2. 复用第三方库：第三方库的接口不符合项目规范，通过适配器转换后再使用。
3. 统一接口风格：将多个功能相似但接口不同的类，通过适配器统一为相同接口（如不同日志库统一为项目的日志接口）。

核心优势

1. 兼容性：解决接口不兼容问题，使原本无法协作的类可以一起工作。
2. 复用性：无需修改现有类（适配者）即可复用，保护现有代码。
3. 透明性：客户端只需与目标接口交互，无需知道适配者的存在。
4. 灵活性：通过更换不同适配器，可在不修改客户端的情况下切换适配者。

六、与其他模式的区别

模式	核心差异点
适配器	转换现有接口，解决“接口不兼容”问题，不改变原有功能。
装饰器	不改变接口，为对象增加新功能，强调功能扩展。
外观（Facade）	为复杂系统提供简化接口，关注“简化使用”，不涉及接口转换。
桥接（Bridge）	分离抽象与实现，使两者可独立变化，解决“多维度变化”问题。

七、实践建议

1. 优先对象适配器：除非必须继承适配者（如需要重写其方法），否则优先使用组合实现的对象适配器。
2. 明确目标接口：设计清晰的Target接口，确保它能满足客户端需求。
3. 适配多个适配者：一个适配器可适配多个相关的适配者（如同时适配数据读取和数据解析类）。
4. 避免过度使用：不要为了适配而适配，若能直接修改接口，应优先修改而非引入适配器。

适配器模式是系统集成和代码复用的重要工具，尤其在维护 legacy 系统或整合第三方库时能显著降低耦合。其核心价值在于“在不破坏现有代码的前提下，实现接口兼容”，是结构型模式中解决“接口不匹配”问题的最佳方案。