設計模式：適配器模式

一：適配器模式的定義

　　適配器模式：將一個類的接口轉換成客戶但願的另外一個接口。適配器模式讓那些接口不兼容的類能夠一塊兒工做

　　Adapter Pattern：Convert the interface of a class into another interface clients expect.Adapter lets classes work together that couldn't otherwise because of incompatible interface.

　　適配器模式的別名爲包裝器(Wrapper)模式，它既能夠做爲類結構型模式，也能夠做爲對象結構型模式。在適配器模式定義中所說起的接口是指廣義的接口，它能夠表示一個方法或者方法的集合。

二：適配器模式的結構

　　類適配器模式結構圖：

　　

　　對象適配器結構圖：

　　　　

 

　　由圖可知適配器模式包含一下三個角色：

　　1：Target(目標抽象類)：目標抽象類定義客戶所需的接口，能夠是一個抽象類或接口，也能夠是具體類。在類適配器中，因爲C#語言不支持多重繼承，因此它只能是接口。

　　2：Adapter(適配器類)：它能夠調用另外一個接口，做爲一個轉換器，對Adaptee和Target進行適配。它是適配器模式的核心。

　　3：Adaptee(適配者類)：適配者即被適配的角色，它定義了一個已經存在的接口，這個接口須要適配，適配者類包好了客戶但願的業務方法。

 

三：適配器模式的實現

　　1：類適配器

class Adapter : Adaptee, Target
{
    public void Request()
    {
        base.SpecificRequest();
    }
}

　　2：對象適配器

class Adapter : Target
{
    private Adaptee adaptee; //維持一個對適配者對象的引用
    
    public Adapter(Adaptee adaptee)
    {
        this.adaptee = adaptee;
    }
    
    public void Request()
    {
        adaptee.SpecificRequest();//轉發調用
    }
}

　　注意：在實際開發中對象適配器的使用頻率更高。

 

四：適配器模式的應用

　　在爲某學校開發教務管理系統時，開發人員發現須要對學生成績進行排序和查找，該系統的設計人員已經開發了一個成績操做接口ScoreOperation，在該接口中聲明瞭排序方法Sort(int[]) 和查找方法Search(int[], int)，爲了提升排序和查找的效率，開發人員決定重用現有算法庫中的快速排序算法類QuickSortClass和二分查找算法類BinarySearchClass，其中QuickSortClass的QuickSort(int[])方法實現了快速排序，BinarySearchClass的BinarySearch (int[], int)方法實現了二分查找。

 

因爲某些緣由，開發人員已經找不到該算法庫的源代碼，沒法直接經過複製和粘貼操做來重用其中的代碼；並且部分開發人員已經針對ScoreOperation接口編程，若是再要求對該接口進行修改或要求你們直接使用QuickSortClass類和BinarySearchClass類將致使大量代碼須要修改。

 

現使用適配器模式設計一個系統，在不修改已有代碼的前提下將類QuickSortClass和類BinarySearchClass的相關方法適配到ScoreOperation接口中。

　　結構以下圖所示：

　　

 

　　ScoreOperation接口充當抽象目標，QuickScortClass和BinarySearchClass充當適配者，OperationAdapter充當適配器。

　　(1)ScoreOperation：抽象成績操做類，充當目標接口

    public interface ScoreOperation
    {
        int[] Sort(int[] array);    //成績排序
        int Search(int[] array, int key);   //成績查找
    }

 

　　(2)QuickSortClass：快速排序類，充當適配者

    public class QuickSortClass
    {
        public int[] QuickSort(int[] array)
        {
            Sort(array, 0, array.Length - 1);
            return array;
        }

        public void Sort(int[] array, int p, int r)
        {
            int q = 0;
            if(p < r)
            {
                q = Partition(array, p, r);
                Sort(array, p, q - 1);
                Sort(array, q + 1, r);
            }
        }

        public int Partition(int[] array, int p, int r)
        {
            int x = array[r];
            int j = p - 1;
            for (int i = p; i <= r - 1; i++)
            {
                if(array[i] <= x)
                {
                    j++;
                    Swap(array, j, i);
                }
            }
            Swap(array, j + 1, r);
            return j + 1;
        }

        public void Swap(int[] array, int i, int j)
        {
            int t = array[i];
            array[i] = array[j];
            array[j] = t;
        }
    }

　　(3)BinarySearchClass：二分查找類，充當適配者

    public class BinarySearchClass
    {
        public int BinarySearch(int[] array, int key)
        {
            int low = 0;
            int high = array.Length - 1;
            while (low <= high)
            {
                int mid = (low + high) / 2;
                int midVal = array[mid];
                if (midVal < key)
                    low = mid + 1;
                else if (midVal > key)
                    high = mid - 1;
                else
                    return 1;   //找到元素返回1
            }
            return -1;  //未找到元素返回-1
        }
    }

　　(4)OperationAdapter：操做適配器，充當適配器

    public class OperationAdapter : ScoreOperation
    {
        //定義適配者QuickSortClass對象
        private QuickSortClass sortObj; 
        //定義適配者BinarySearchClass對象
        private BinarySearchClass searchObj;    

        public OperationAdapter()
        {
            sortObj = new QuickSortClass();
            searchObj = new BinarySearchClass();
        }
        public int Search(int[] array, int key)
        {
            return searchObj.BinarySearch(array, key);
        }

        public int[] Sort(int[] array)
        {
            return sortObj.QuickSort(array);
        }
    }

　　(5)配置文件App.config：在配置文件中存儲了適配器類的類名

<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
<configuration>
    <startup> 
        <supportedRuntime version="v4.0" sku=".NETFramework,Version=v4.5.2" />
    </startup>
  <appSettings>
    <add key="adapter" value="Model.AdapterSample.OperationAdapter"/>
  </appSettings>
</configuration>

　　(6)Program：客戶端測試類

        static void Main(string[] args)
        {
            ScoreOperation operation;
            //讀取配置文件
            string adapterType = ConfigurationManager.AppSettings["adapter"];
            //經過反射生成對象
            operation = (ScoreOperation)Assembly.Load("Model.AdapterSample").CreateInstance(adapterType);

            int[] socres = { 84,76, 50, 69, 90, 92, 88, 86 };
            int[] result;
            int score;

            Console.WriteLine("程序的排序結果是：");
            result = operation.Sort(socres);

            //遍歷輸出成績
            foreach (var item in result)
                Console.Write(item+",");
            Console.WriteLine();

            Console.WriteLine("查找成績90：");
            score = operation.Search(result, 90);
            if(score!=-1)
                Console.WriteLine("找到成績90.");
            else
                Console.WriteLine("沒有找到成績90。");

            Console.WriteLine("查找成績92：");
            score = operation.Search(result, 920);
            if(score!=-1)
                Console.WriteLine("找到成績92.");
            else
                Console.WriteLine("沒有找到成績92。");

            Console.ReadKey();
        }

 

　　　　

　　

五：適配器模式的優缺點

 　　優勢：

　　　　1：將目標類和適配者類解耦，經過引入一個適配器類來重用現有的適配者類，無需修改原有結構。

　　　　2：增長了類的透明性和複用性，將具體的業務實現過程封裝在適配者類中，對於客戶端類而言是透明的，並且提升了適配者的複用性，同一適配者類能夠在多個不一樣的系統中複用。

　　　　3：靈活性和擴展性都很是好，經過使用配置文件，能夠很方便的更換適配器，也能夠在不修改原有代碼的基礎上 增長新的適配器，徹底複合開閉原則。

　　缺點：

　　　　1：一次最多隻能適配一個適配者類，不能同時適配多個適配者。

　　　　2：適配者類不能爲最終類，在C#中不能爲sealed類

　　　　3：目標抽象類只能爲接口，不能爲類，其使用有必定的侷限性。

六：適配器模式的適用環境

 　　系統須要使用一些現有的類，而這些類的接口不符合系統的須要，甚至沒有這些類的源代碼

　　建立一個能夠重複使用的類，用於和一些彼此之間沒有太大關聯的類，包括一些可能在未來引進的類一塊兒工做

七：缺醒適配器模式

 　　缺醒適配器模式(Default Adapter Pattern)：當不須要實現一個接口所提供的全部方法時，可先設計一個抽象類實現該接口，併爲接口中的每一個方法提供一個默認實現(空方法)，那麼該抽象類能夠有選擇性的覆蓋父類的某些方法來實現需求，它適用於不想使用一個接口中的全部方法的狀況，又稱爲單接口適配器模式。

由圖可知，在缺醒適配器模式中，包含如下三個角色：

　　1：ServiceInsterface(適配者接口)：它是一個接口，一般在該接口中聲明瞭大量的方法

　　2：AbstractServiceClass(缺醒適配器類)：它是缺醒適配器模式的核心類，使用空方法的形式實現了ServiceInterface接口中聲明的方法。一般將它定義爲抽象類，由於對它進行實例化也沒有任何意義。

　　3：ConcreteServiceClass(具體業務類)：它是缺醒適配器的子類，在沒有引入適配器以前，它須要實現適配者接口，所以須要實如今適配者接口中生命的全部方法，而對於一些無需使用的方法不得不提供空實現。有了缺醒適配器以後，能夠直接繼承該適配器類，根據須要有選擇性的覆蓋配置器類中定義的方法。

八：雙向適配器

 　　在對象適配器中若是同時包含目標類和適配者類的引用，適配者能夠經過它調用目標類中的方法，目標類也能夠經過它調用適配者類中的方法，那麼該適配器就是一個雙向適配器。

　　雙向適配器結構示意圖：

　　

示意代碼：

    public class Adapter:Target,Adaptee
    {
        //同時維持對抽象目標類和適配者類的引用
        private Target target;
        private Adaptee adaptee;

        public Adapter(Target target)
        {
            this.target = target;
        }
        public Adapter(Adaptee adatee)
        {
            this.adaptee = adatee;
        }

        public void Reqeust()
        {
            this.adaptee.SpecificRequest();
        }

        public void SpecificRequest()
        {
            this.target.Request();
        }
    }