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C++如何实现适配器设计模式?C++结构型设计模式实例【代码重构】

尼克

尼克

发布时间:2025-12-25 16:35:02

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来源于php中文网

原创

适配器模式通过封装+委托将不兼容接口转为期望接口,含类适配器(继承实现,零开销)和对象适配器(组合复用,更灵活),STL中stack/queue等即典型应用,适用于重构中安全过渡。

c++如何实现适配器设计模式?c++结构型设计模式实例【代码重构】

适配器模式(Adapter Pattern)在C++中用于让两个不兼容的接口协同工作——它不修改原有类,而是通过封装+委托,把“旧接口”转成“新期望接口”。核心就两点:目标接口(Target)、被适配者(Adaptee)、适配器(Adapter)作为中间层。

类适配器:继承 + 实现(静态绑定)

适用于 Adaptee 是具体类、且允许继承的场景。Adapter 同时继承 Target 抽象接口和 Adaptee 类,用继承复用 Adaptee 的实现。

示例:现有老日志类 OldLogger 只有 logString(),但新系统要求符合 ILogger 接口(含 write()level()):

class ILogger {
public:
    virtual void write(const std::string& msg) = 0;
    virtual int level() const = 0;
    virtual ~ILogger() = default;
};

class OldLogger { public: void logString(const std::string& s) { std::cout << "[OLD] " << s << "\n"; } };

class LoggerAdapter : public ILogger, private OldLogger { // 私有继承避免接口污染 public: void write(const std::string& msg) override { logString(msg); // 委托给旧实现 } int level() const override { return 2; } // 适配逻辑(比如固定为INFO级) };

✅ 优点:编译期绑定,零开销;可直接复用 Adaptee 的所有公有/保护成员。
❌ 注意:C++ 不支持多继承接口时若 Target 已是类而非抽象基类,需谨慎;私有继承更安全,避免外部误调 OldLogger 接口。

对象适配器:组合 + 指针(动态绑定,更常用)

Adapter 持有 Adaptee 的引用或智能指针,通过组合复用,解耦更强,也支持运行时切换被适配对象。

立即学习C++免费学习笔记(深入)”;

class LoggerAdapterObj : public ILogger {
private:
    std::shared_ptr adaptee_;
public:
    explicit LoggerAdapterObj(std::shared_ptr logger)
        : adaptee_(std::move(logger)) {}
void write(const std::string& msg) override {
    if (adaptee_) adaptee_->logString(msg);
}

int level() const override { return 3; }

};

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✅ 更灵活:适配任意 OldLogger 实例(包括派生类);易于单元测试(可注入 mock);符合合成复用原则。
✅ 支持适配多个 Adaptee(如同时包装网络日志 + 文件日志)。
⚠️ 少量间接调用开销(通常可忽略)。

STL 中的天然适配器:stack、queue、priority_queue

C++ 标准库本身就是适配器模式的典范——它们不自己存数据,而是「包装」一个底层容器(如 deque、vector、list),只暴露受限接口:

  • std::stack 默认基于 std::deque,只开放 push()top()pop()
  • std::queue 同样包装 deque/list,只提供 FIFO 接口
  • std::priority_queue 包装 vector + make_heap 算法,提供堆语义

你甚至可以自定义:std::stack> —— 这就是把 vector “适配”成行为。无需重写存储逻辑,专注接口契约。

重构场景:当 legacy API 需对接新框架时

比如老项目用 int process(char* buf, int len) 处理数据,而新模块要求 std::string processData(const std::string&)

  • 别改老函数(可能被多处调用、无权限或风险高)
  • 写一个 Adapter 函数对象或轻量类,内部调用老函数并做字符串 ↔ char* 转换
  • 新模块只依赖 Adapter 接口,后续可替换成纯现代实现而不影响调用方

这样既保持向后兼容,又为逐步替换铺路——适配器是重构中“安全过渡”的关键胶水。

基本上就这些。类适配器适合简单、确定的继承关系;对象适配器更通用、更推荐;而理解 STL 容器适配器,能帮你写出更自然的 C++ 接口。不复杂但容易忽略——关键是守住“不改旧、不强求新、只做翻译”这个边界。

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