Python设计模式详解之6 —— 适配器模式

适配器模式（Adapter Pattern）是一种结构型设计模式，它允许通过“包装”现有对象来使其适应不同的接口。适配器模式通常用于将一个类的接口转换成客户端所期望的接口，从而使得原本由于接口不兼容而无法一起工作的类能够协同工作。

适配器模式的目的

适配器模式的主要目的是解决接口不兼容的问题，通过引入适配器，使得原本无法交互的两个类可以在一起工作。它通常用于需要复用现有代码或第三方库时，特别是当代码结构无法修改的情况下。

适配器模式的组成

1. 目标接口（Target Interface）：客户端希望使用的接口。通常是定义了一个通用的接口。
2. 源接口（Adaptee Interface）：需要适配的接口，它通常是不可修改的，已经存在的接口。
3. 适配器（Adapter）：实现了目标接口并且包含对源接口的引用，将源接口的调用转换为目标接口的调用。
4. 客户端（Client）：使用目标接口的代码，客户端无需关心适配器的存在，只与目标接口交互。

适配器模式的结构图

      +--------------------+
      |     Client         |
      +--------------------+
               |
      +--------------------+
      |    Target Interface|
      +--------------------+
               ^
               |
      +--------------------+    +-------------------+
      |     Adapter        |<-->|    Adaptee        |
      +--------------------+    +-------------------+

适配器模式的分类

1. 类适配器（Class Adapter）：

   • 使用多重继承实现适配器。
   • 适配器类继承自源类，并实现目标接口。

2. 对象适配器（Object Adapter）：

   • 使用对象组合而不是继承。
   • 适配器类通过持有源类的实例，并委托目标方法的调用给源类的实例。

适配器模式的实现（示例）

假设我们有一个老旧的系统，它提供了一个打印机接口，而客户端需要一个新的打印机接口，我们可以使用适配器模式将这两个接口对接起来。

目标接口：

class Printer:
    def print_document(self, document: str):
        pass

源接口：

class OldPrinter:
    def print(self, content: str):
        print(f"Printing using old printer: {content}")

适配器（对象适配器）：

class PrinterAdapter(Printer):
    def __init__(self, old_printer: OldPrinter):
        self.old_printer = old_printer
        
    def print_document(self, document: str):
        # 转换成源接口的 print 方法
        self.old_printer.print(document)

客户端代码：

class Client:
    def __init__(self, printer: Printer):
        self.printer = printer
        
    def print(self, document: str):
        self.printer.print_document(document)

# 使用示例
old_printer = OldPrinter()
adapter = PrinterAdapter(old_printer)
client = Client(adapter)
client.print("Hello, Adapter Pattern!")

输出：

Printing using old printer: Hello, Adapter Pattern!

适配器模式的优点

1. 解耦：适配器将客户端和被适配的类解耦，客户端不需要知道源类的具体实现。
2. 复用现有代码：可以将已有的类适配成新的接口，从而复用现有代码而不需要修改。
3. 提高灵活性：通过适配器，可以在运行时动态决定使用哪个适配器，从而提供更多的灵活性。

适配器模式的缺点

1. 增加类的数量：每次要适配一个类时，都需要创建一个适配器类，可能会增加系统中的类数。
2. 可能造成性能开销：适配器模式引入了一层包装，可能会在某些情况下带来性能开销。

适配器模式的应用场景

• 当你希望利用现有的类，但它们的接口不符合你的需求时，可以使用适配器模式。
• 需要通过复用某些库或第三方模块，而这些库或模块与系统中的接口不兼容时。
• 系统中有多个组件需要协作，但这些组件的接口不兼容时。

适配器模式通常被用于对外提供一致的接口，隐藏系统内部的复杂性。