Python设计模式 - 适配器模式

定义

适配器模式（Adapter Pattern）是一种结构型设计模式，它用于将一个类的接口转换为客户端所期待的另一个接口。
注：在适配器模式定义中所提及的接口是指广义的接口，它可以表示一个方法或者一组方法的集合。

结构

适配器模式可分为对象适配器模式和类适配器模式两种。在对象适配器模式中，适配器与适配者之间是关联关系；在类适配器模式中，适配器与适配者之间是继承关系。

对象适配器模式：
在这里插入图片描述

类适配器模式：
在这里插入图片描述

目标抽象类（Target）：客户端希望使用的抽象类。
适配者类（Adaptee）：需要适配的具体类。
适配器类（Adapter）：作为一个转换器，对Adaptee和Target进行适配。

应用场景

复用现有代码：当你有现有的第三方库或遗留代码，这些代码与新的系统接口不兼容时，使用适配器模式可以使它们能够共同工作，而无需修改现有的代码。例如，旧的数据库访问类或旧的消息队列系统，通过适配器模式将它们与新的系统进行兼容。
多种外部系统对接：在系统需要与多个外部系统进行对接时，不同的外部系统可能会有不同的接口和协议。适配器模式可以帮助将这些不同的接口转换为统一的接口，从而简化集成工作。比如，可以将不同支付网关（如支付宝、微信支付、PayPal等）整合到统一的支付接口中，或将不同操作系统上的图像处理库通过适配器封装为统一接口。
当系统或接口升级时，新接口可能与旧系统不兼容。适配器模式可以将新接口转换为旧接口的形式，确保旧系统正常运行，无需大规模修改代码。例如，第三方API更新时，适配器可以将新接口转化为旧的调用方式，从而保持兼容性。

优缺点

优点：

解耦：适配器模式使得客户端和具体的实现类解耦。客户端只与适配器交互，而不直接依赖于具体的类实现，这样客户端无需关心具体实现的细节。
代码复用性高：通过使用适配器，可以将旧的或第三方的代码与新的系统无缝对接，避免重复开发。
易于扩展：通过引入新的适配器类，可以快速支持新的接口或协议，而不需要修改现有的代码。

缺点：

增加系统复杂性：适配器模式通过引入额外的适配器类来实现接口转换，这会使系统的结构更加复杂。在需要多个适配器时，会增加类的数量和相互关系，特别是当适配器层次过多时，可能会导致系统的维护变得更加困难。

代码示例

对象适配器模式

# 目标抽象类
class Payment:def pay(self, amount):pass# 支付宝支付类
class Alipay:def alipay_payment(self, amount):print(f"支付{amount}元，通过支付宝完成支付。")# 微信支付类
class WeChatPay:def wechat_payment(self, amount):print(f"支付{amount}元，通过微信支付完成支付。")# 支付宝适配器类
class AlipayAdapter(Payment):def __init__(self):self.alipay = Alipay()def pay(self, amount):self.alipay.alipay_payment(amount)# 微信支付适配器类
class WeChatPayAdapter(Payment):def __init__(self):self.wechat_pay = WeChatPay()def pay(self, amount):self.wechat_pay.wechat_payment(amount)# 客户端通过适配器来选择支付方式
alipay_adapter = AlipayAdapter()
wechat_adapter = WeChatPayAdapter()alipay_adapter.pay(100)  # 支付100元，通过支付宝
wechat_adapter.pay(200)  # 支付200元，通过微信支付

类适配器模式

# 支付宝适配器类（类适配器）
class AlipayAdapter(Alipay, Payment):def pay(self, amount):# 调用Alipay类的支付方法self.alipay_payment(amount)# 微信支付适配器类（类适配器）
class WeChatPayAdapter(WeChatPay, Payment):def pay(self, amount):# 调用WeChatPay类的支付方法self.wechat_payment(amount)# 客户端通过适配器来选择支付方式
alipay_adapter = AlipayAdapter()
wechat_adapter = WeChatPayAdapter()alipay_adapter.pay(100)  # 支付100元，通过支付宝
wechat_adapter.pay(200)  # 支付200元，通过微信支付

对象适配器模式和类适配器模式的比较

在类适配器模式中，由于适配器类是适配者类的子类，因此可以在适配器类中重写一些适配者的方法，使得适配器的灵活性更强。而在对象适配器模式中，适配器通过组合适配者类实现功能，要修改适配者的方法则需要通过委托和包装，操作上相对复杂。
在对象适配器模式中，一个对象适配器可以把多个不同的适配者适配到同一个目标。而在类适配器模式中，虽然可以通过继承多个适配者来实现，但这样会使类结构变得更加复杂，难以维护。
对象适配器模式更适合需要高灵活性、能够适配多个不同对象或者无需修改适配者的场景。类适配器模式适用于适配单一适配者并且对性能和实现简单性有较高要求的场景。