[设计模式]结构模式-适配模式(C++描述)

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原创 2026-06-26 17:05:37 290 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

C++结构型模式-组合模式 C++实现组合模式阅读详情

[设计模式]结构模式-适配模式(C++描述)

second60 20180429

1. 什么是适配模式

在现有接口中，不修改原有接口的情况下，增加适配器，支持客户的需求。

适配器分为：类适配器模式和对象适配器模式。

现实生活中最简单的例子：手机能电器，我们家用电压为220V(Adaptee)，但我们的手机只需12V的电压(Target)来充电。所以中间需要一个电压适配器(Adapter)来转换电压。

概念：

接口继承：通过继承子类获得了父类的接口（子类实现父类接口）

实现继承：通过继承子类获得父类的实现（子类调用父类接口）

在C++中

public继承：即是接口继承，也是实现继承（能重载父类的接口，又获得父类的接口实现）。

private继承：父类中的接口都变为private,只能是实现继承。

纯抽象基类：可以模似接口继承。

2. 适配器模式结构图

类适配模式

对象适配模式

区别：

类适配模式的Adapter采用继承的方式实现Adaptee的接口。

对象模式的Adapter中采用组合的方式实现Adaptee接口。

分析：

1. Target为面向用户的接口

2. Adaptee为原有功能接口

3. Adapter为适配器，在原有的接口上适配新功能

3 代码实现

3.1对象适配模式

#include <iostream>
using namespace std;

// 目标接口
class Target
{
public:
    virtual ~Target(){}
    virtual void Request()
    {
        cout << "Target::Request" << endl;
    }
}; 

// 原有接口
class Adaptee
{
public:
    Adaptee(){}
    ~Adaptee(){}

    void SpecificRequest()
    {
        cout << "Adaptee::SpecificRequest" << endl;
    }
};

// 适配器
class Adapter: public Target
{
public:
    Adapter(Adaptee* adaptee):_adaptee(adaptee){}
    ~Adapter() override {}

    void Request()
    {
        cout << "do before" << endl;
        _adaptee->SpecificRequest();
        cout << "do after" << endl;
    }

private:
    Adaptee* _adaptee;
};

int main()
{
    Adaptee *adaptee = new Adaptee();
    Target* target = new Adapter(adaptee);
    target->Request();

    delete target;
    delete adaptee;

    return 0;
}

3.2 类适配模式

#include <iostream>
using namespace std;

// 目标接口
class Target
{
public:
    virtual ~Target(){}
    virtual void Request()
    {
        cout << "Target::Request" << endl;
    }
};

// 原有接口
class Adaptee
{
public:
    Adaptee(){}
    virtual ~Adaptee(){}
    void SpecificRequest()
    {
        cout << "Adaptee::SpecificRequest" << endl;
    }
};

//适配器, public 为接口继承和实现继承，private为实现继承
class Adapter: public Target, private Adaptee
{
public:
    Adapter(){}
    ~Adapter() override {}

    void Request()
    {
        cout << "do before" << endl;
        Adaptee::SpecificRequest();
        cout << "do after" << endl;
    }
};

int main()
{
    Target *target = new Adapter();
    target->Request();

    delete target;

    return 0;
}

4 适配器的使用场景

适配器模式使用非常广泛，非常常用。

在系统开发中，经常遇上这样的问题：在已经开发好了一套接口，或使用第三方接口，但是接口对于现在需求并不适合，需要通过一定的修改在支持，而不想改变原有的逻辑。此时，适配器就派上了用场。

使用条件：

1. 原有接口不适用客户需求

2. 客户无须只知内部实现，只知道接口。

例1：用户需求，某系统保存玩家信息。用户并不关心你使用什么数据库，只需保存玩家信息即可。设计的时候，一开始采用MYSQL 数据库，但后来又采用ORACLE数据库。这就非常适合用适配器，用Target写一套标准API给用户调用即可，对于接口基本实现由Adapter配置实现。

#include <iostream>
#include <memory>  // for smart pointers
using namespace std;

// 1. 目标接口（纯虚函数定义规范）
class DBTarget {
public:
    virtual ~DBTarget() {}
    
    // 纯虚函数：强制子类实现
    virtual int insert() = 0;
    virtual int remove() = 0;   // ✅ 避免使用关键字
    virtual int update() = 0;
    virtual int query() = 0;    // ✅ 避免与标准库 select 冲突
};

// 2. 数据库适配器抽象基类
class DBAdaptee {
public:
    virtual ~DBAdaptee() {}
    
    virtual int insert() = 0;
    virtual int remove() = 0;
    virtual int update() = 0;
    virtual int query() = 0;
};

// 3. 具体数据库实现
class MysqlAdaptee : public DBAdaptee {
public:
    int insert() override { 
        cout << "MySQL: 插入数据" << endl; 
        return 0;
    }
    int remove() override { 
        cout << "MySQL: 删除数据" << endl; 
        return 0;
    }
    int update() override { 
        cout << "MySQL: 更新数据" << endl; 
        return 0;
    }
    int query() override { 
        cout << "MySQL: 查询数据" << endl; 
        return 0;
    }
};

class OracleAdaptee : public DBAdaptee {
public:
    int insert() override { 
        cout << "Oracle: 插入数据" << endl; 
        return 0;
    }
    int remove() override { 
        cout << "Oracle: 删除数据" << endl; 
        return 0;
    }
    int update() override { 
        cout << "Oracle: 更新数据" << endl; 
        return 0;
    }
    int query() override { 
        cout << "Oracle: 查询数据" << endl; 
        return 0;
    }
};

class Db2Adaptee : public DBAdaptee {
public:
    int insert() override { 
        cout << "DB2: 插入数据" << endl; 
        return 0;
    }
    int remove() override { 
        cout << "DB2: 删除数据" << endl; 
        return 0;
    }
    int update() override { 
        cout << "DB2: 更新数据" << endl; 
        return 0;
    }
    int query() override { 
        cout << "DB2: 查询数据" << endl; 
        return 0;
    }
};

// 4. 适配器类（对象适配器）
class Adaptor : public DBTarget {
public:
    // 使用智能指针明确所有权
    explicit Adaptor(std::shared_ptr<DBAdaptee> adaptee) 
        : _adaptee(adaptee) {}
    
    int insert() override { 
        return _adaptee->insert(); 
    }
    int remove() override { 
        return _adaptee->remove(); 
    }
    int update() override { 
        return _adaptee->update(); 
    }
    int query() override { 
        return _adaptee->query(); 
    }

private:
    std::shared_ptr<DBAdaptee> _adaptee;
};

// 5. 工厂类（创建具体数据库对象）
class DBAdapteeFactory {
public:
    enum DBType {
        MYSQL = 0,
        ORACLE,
        DB2
    };
    
    static std::shared_ptr<DBAdaptee> create(DBType type) {
        switch (type) {
            case MYSQL:  return std::make_shared<MysqlAdaptee>();
            case ORACLE: return std::make_shared<OracleAdaptee>();
            case DB2:    return std::make_shared<Db2Adaptee>();
            default:     return nullptr;
        }
    }
};

// 6. 配置类（模拟）
class Config {
public:
    static DBAdapteeFactory::DBType db_type;
};
DBAdapteeFactory::DBType Config::db_type = DBAdapteeFactory::MYSQL;

// 7. 主函数
int main() {
    // 配置读取（示例）
    Config::db_type = DBAdapteeFactory::MYSQL;
    
    // 工厂模式生成 DBAdaptee
    auto dbAdaptee = DBAdapteeFactory::create(Config::db_type);
    if (!dbAdaptee) {
        cerr << "创建数据库适配器失败" << endl;
        return -1;
    }
    
    // 使用适配器
    auto dbTarget = std::make_shared<Adaptor>(dbAdaptee);
    
    dbTarget->query();   // MySQL: 查询数据
    dbTarget->update();  // MySQL: 更新数据
    dbTarget->insert();  // MySQL: 插入数据
    dbTarget->remove();  // MySQL: 删除数据
    
    // 智能指针自动释放内存，无需手动 delete
    return 0;
}

分析：

1. 上面DB适配器，无需修改任何代码，只需修改配置，即可支持不同数据库

2. 用户无须关心内部接口的实现

3. 如果需要新增数据库（MongoDB）,只需添加MongoDBAdaptee，和工厂支持即可。

其实，上面的DB例子就是通用的DB适配器，对用户做到DB无关性。