C# 设计模式：适配器模式（Adapter Pattern）

摘要

适配器模式是一种结构型设计模式，它允许不兼容的接口之间能够相互合作。这种模式涉及到一个单独的类，它负责加入独立的或不兼容的接口功能。简单来说，适配器模式就是一个中间件，它使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的类可以一起工作。

正文

应用场景

适配器模式通常应用于以下情况：

• 当你希望使用某个类，但是它的接口与其他代码不兼容时。
• 当你想创建一个可重用的类，该类可以与未知的或未来的类（即那些接口可能不兼容的类）协同工作。
• 当你需要使用几个现有的子类，但是子类化每个类以适配它们的接口会导致代码可复用性降低时。

优势

• 提高类的复用性：通过适配器，可以使原本因接口不兼容而不能一起工作的类可以一起工作。
• 增加了类的透明性和灵活性：隐藏了具体实现，用户只需要关注接口。
• 系统的可扩展性较好：在实现新的适配器时，不必修改原有代码，符合开闭原则。

劣势

• 过多的使用适配器会使系统非常凌乱：不仅会产生很多小类，而且在维护时可能会造成困难。
• 不易于理解：尤其是涉及到多重适配时，适配器的引入可能会让系统的复杂性大大增加。

例子1：电源适配器

想象一下，我们有一个IUSPowerSource美国电源接口，它提供110V电压，而我们有一个设备是IEUPowerDevice欧洲设备，它需要220V电压。为了让这个设备在美国使用，我们需要一个适配器。

首先，我们定义两个接口：

public interface IUSPowerSource
{
    int Provide110V();
}


public interface IEUPowerDevice
{
    void PowerOn(int voltage);
}

两个类

public class EUPowerDevice : IEUPowerDevice
{
    public void PowerOn(int voltage)
    {
        MessageBox.Show(voltage.ToString());
    }
}


public class USPowerSource : IUSPowerSource
{
    public int Provide110V()
    {
        return 110;
    }
}

然后，我们实现一个适配器：

public class PowerAdapter: IUSPowerSource
{
    private IEUPowerDevice _device;


    public PowerAdapter(IEUPowerDevice device)
    {
        _device = device;
    }


    public int Provide110V()
    {
        // 适配器逻辑，将110V转换为220V
        int voltage110 = 110;
        int voltage220 = Convert110VTo220V(voltage110);
        _device.PowerOn(voltage220);
        return voltage110;
    }


    private int Convert110VTo220V(int voltage110)
    {
        // 假设这里有复杂的转换逻辑
        return voltage110 * 2;
    }


}

最后，使用适配器让欧洲设备在美国电源上工作：

private void btnConvert_Click(object sender, EventArgs e)
{
    IEUPowerDevice europeanDevice = new EUPowerDevice();
    IUSPowerSource adapter = new PowerAdapter(europeanDevice);
    var ret = adapter.Provide110V(); // 设备可以在110V电源上工作了 
}

例子2：日志系统适配器

假设你有一个老旧的日志系统，它只支持输出日志到控制台，但是现在需要将日志输出到文件中。我们可以通过适配器模式来实现这一需求，而不是修改原有的日志系统。

首先，定义日志接口：

public interface ILogger
{
    void Log(string message);
}

旧的日志系统实现：

public class ConsoleLogger : ILogger
{
    public void Log(string message)
    {
        Console.WriteLine("Log to console: " + message);
    }
}

现在，我们需要一个适配器来实现文件日志功能：

public class FileLoggerAdapter : ILogger
{
    private FileLogger _fileLogger;


    public FileLoggerAdapter(FileLogger fileLogger)
    {
        _fileLogger = fileLogger;
    }


    public void Log(string message)
    {
        _fileLogger.WriteToFile(message);
    }
}


public class FileLogger
{
    public void WriteToFile(string message)
    {
        // 实现将消息写入文件的逻辑
    }
}

使用适配器输出日志到文件：

ILogger logger = new FileLoggerAdapter(new FileLogger());
logger.Log("This is a log message."); // 现在日志被写入到文件中