設計模式（六）適配器

一、定義

將一個類的介面轉換成客戶希望的另一個介面。適配器模式讓那些介面不相容的類可以一起工作。適配器模式是一種結構型模式。

二、描述

包含以下三個角色：
1、Target（目標抽象類）：目標抽象類定義了客戶所需要的介面，可以是一個抽象類或介面，也可以是一個具體的類，由於C#不支持多繼承，所以它只能是介面。
2、Adapter（適配器類）：它可以調用另一個介面，作為一個轉換器，對Adaptee和Target進行適配。適配器Adapter是適配者模式的核心，在適配器模式中，它通過繼承Target並關聯一個Adaptee對象使二者產生聯繫。
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介面，這個介面需要適配，適配者類一般是一個具體類，包含了客戶希望使用的業務方法，在某些情況下甚至沒有適配者類的源代碼。

三、例子

X公司很久以前曾經開發了一個演算法庫，包含了排序、查找等演算法。在為某學校開發教務管理系統時，開發人員設計了一個成績操作介面IScoreOperation，在該介面中聲明瞭排序方法Sort(int[])和查找方法Search(int[],int)，但是為了提高排序和查找的效率，決定重用演算法庫中的快速排序演算法類QuickSort和二分查找演算法類BinarySearch。演算法庫已經沒有源碼了，需要在不改動兩邊代碼的情況下完成功能。IScoreOperation：抽象成績操作介面，充當目標抽象類

public interface IScoreOperation
{
    int[] Sort(int[] array);
    int Search(int[] array, int key);
}

QuickSortHelper、BinarySearchHelper：快速排序演算法類、二分查找演算法類，充當適配者類

public class QuickSortHelper
{
    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;
    }
}

public class BinarySearchHelper
{
    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
    }
}

OperationAdapter：成績操作類，充當適配器類

public class OperationAdapter : IScoreOperation
{
    private QuickSortHelper sortTarget;
    private BinarySearchHelper searchTarget;

    public OperationAdapter()
    {
        sortTarget = new QuickSortHelper();
        searchTarget = new BinarySearchHelper();
    }

    public int Search(int[] array, int key)
    {
        return searchTarget.BinarySearch(array, key);
    }

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

Program：測試代碼

IScoreOperation operation = new OperationAdapter();
if (operation == null)
{
    return;
}

int[] scores = { 84, 76, 50, 69, 90, 91, 88, 96 };
int[] result;
int score;

Console.WriteLine("測試成績排序結果：");
result = operation.Sort(scores);
foreach (int s in result)
{
    Console.Write("{0},", s.ToString());
}
Console.WriteLine();

Console.WriteLine("查找是否有90分的人：");
score = operation.Search(scores, 90);
if (score == -1)
{
    Console.WriteLine("抱歉，這個真沒找到~~~");
}
else
{
    Console.WriteLine("恭喜，的確存在90分選手~~~");
}

Console.WriteLine("查找是否有92分的人：");
score = operation.Search(scores, 92);
if (score == -1)
{
    Console.WriteLine("抱歉，這個真沒找到~~~");
}
else
{
    Console.WriteLine("恭喜，的確存在92分選手~~~");
}
Console.ReadLine(); 

四、總結

1、優點

（1）將目標類和適配者類解耦，通過引入一個適配器類來重用現有的適配者類，無須修改原有結構。
（2）增加了類的透明性和復用性，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，而且提高了適配者的復用性，同一個適配者類可以在多個不同的系統中復用。
（3）靈活性和可擴展性很好，可以通過配置文件、反射機制等，配合增加或切換新的適配器，完全符合開閉原則。

2、缺點

（1）C#、Java等不支持多繼承，一次最多只能適配一個適配者類，不能同時使用多個。
（2）適配者類不能成為最終類，例如C#中不能為sealed類。
（3）C#、Java等類適配器模式中目標抽象類只能是介面，具有一定局限性。