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

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。
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。
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。
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

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）。
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。
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

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。
复用性：无需修改现有类（适配者）即可复用，保护现有代码。
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。
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。