C++适配器模式的使用场景与实现方法详细解析-源码库

C++适配器模式：让不兼容的接口无缝协作

作为一名有着多年C++开发经验的程序员，我经常遇到这样的情况：手头有一个功能完善的类，但它的接口与当前项目需要的接口不匹配。这时候，适配器模式就成了我的救星。今天我就结合自己的实战经验，详细解析适配器模式的使用场景和实现方法。

什么是适配器模式？

适配器模式就像现实生活中的电源适配器——将不同标准的插头转换成我们需要的接口。在软件设计中，它通过创建一个中间层，让原本接口不兼容的类能够协同工作。记得我第一次使用适配器模式是在一个图形渲染项目中，当时需要将第三方图形库的接口适配到我们的渲染框架中，适配器模式完美解决了这个问题。

适配器模式的典型使用场景

在实际开发中，我总结出适配器模式最适用的几个场景：

1. 集成第三方库：当引入第三方库时，其接口设计往往与我们的系统不匹配，适配器可以充当翻译官的角色。

2. 系统重构：在重构旧系统时，为了保持向后兼容性，可以使用适配器让新接口支持旧的调用方式。

3. 多数据源适配：比如需要从不同数据库（MySQL、Oracle、SQL Server）读取数据，但希望对外提供统一的查询接口。

4. 单元测试：在测试时，可以用适配器来模拟真实的服务，这在测试驱动开发中特别有用。

适配器模式的实现方式

根据我的经验，C++中实现适配器模式主要有三种方式：类适配器、对象适配器和接口适配器。让我通过具体示例来展示这几种实现方法。

类适配器（通过多重继承）

类适配器使用多重继承来实现，同时继承目标接口和适配者类。这种方式比较直接，但C++中多重继承需要谨慎使用。


// 目标接口
class Target {
public:
    virtual ~Target() = default;
    virtual void request() = 0;
};

// 需要适配的类
class Adaptee {
public:
    void specificRequest() {
        std::cout << "Adaptee's specific request" << std::endl;
    }
};

// 类适配器
class ClassAdapter : public Target, private Adaptee {
public:
    void request() override {
        std::cout << "ClassAdapter: ";
        specificRequest();  // 调用适配者的方法
    }
};

对象适配器（推荐方式）

对象适配器通过组合的方式实现，这是我个人最推荐的方式。它更加灵活，符合合成复用原则，而且避免了多重继承的复杂性。


class ObjectAdapter : public Target {
private:
    std::unique_ptr adaptee_;
    
public:
    ObjectAdapter(std::unique_ptr adaptee) 
        : adaptee_(std::move(adaptee)) {}
        
    void request() override {
        std::cout << "ObjectAdapter: ";
        if (adaptee_) {
            adaptee_->specificRequest();
        }
    }
};

接口适配器（缺省适配器）

当目标接口方法很多，但我们只需要使用其中部分方法时，可以使用接口适配器来提供默认实现。


// 庞大的接口
class BigInterface {
public:
    virtual ~BigInterface() = default;
    virtual void method1() = 0;
    virtual void method2() = 0;
    virtual void method3() = 0;
    // ... 更多方法
};

// 缺省适配器
class DefaultAdapter : public BigInterface {
public:
    void method1() override { /* 默认空实现 */ }
    void method2() override { /* 默认空实现 */ }
    void method3() override { /* 默认空实现 */ }
    // ... 其他方法的默认实现
};

实战案例：日志系统适配

让我分享一个真实的项目案例。我们需要将项目中的日志系统从spdlog迁移到glog，但不想修改所有调用日志的代码。这时候适配器模式就派上了用场。


// 原有的日志接口
class ILogger {
public:
    virtual ~ILogger() = default;
    virtual void info(const std::string& message) = 0;
    virtual void error(const std::string& message) = 0;
    virtual void debug(const std::string& message) = 0;
};

// glog适配器
class GlogAdapter : public ILogger {
public:
    void info(const std::string& message) override {
        LOG(INFO) << message;
    }
    
    void error(const std::string& message) override {
        LOG(ERROR) << message;
    }
    
    void debug(const std::string& message) override {
        DLOG(INFO) << message;  // glog中DEBUG级别对应DLOG
    }
};