Паттерн Адаптер

Часть раздела Объектно-ориентированное программирование путешествия по C++ на Coddy. Урок 97 из 104.

Паттерн Adapter позволяет несовместимым интерфейсам работать вместе. Он действует как мост между двумя классами, преобразуя интерфейс одного класса в интерфейс, который ожидают клиенты. Это особенно полезно при интеграции устаревшего кода или сторонних библиотек, интерфейсы которых не соответствуют интерфейсу вашей системы.

Представьте, что у вас есть существующий класс, который делает то, что вам нужно, но его interface не соответствует тому, что ожидает ваш код. Вместо изменения любой из сторон вы создаёте adapter, который оборачивает существующий класс и преобразует вызовы:

#include <iostream>
#include <string>

// Существующий класс с несовместимым интерфейсом
class LegacyPrinter {
public:
    void printMessage(const std::string& msg) {
        std::cout << "Legacy: " << msg << "\n";
    }
};

// Целевой интерфейс, который ожидает клиент
class Printer {
public:
    virtual void print(const std::string& text) = 0;
    virtual ~Printer() = default;
};

// Адаптер оборачивает LegacyPrinter и реализует интерфейс Printer
class PrinterAdapter : public Printer {
    LegacyPrinter& legacy;
public:
    PrinterAdapter(LegacyPrinter& lp) : legacy(lp) {}
    
    void print(const std::string& text) override {
        legacy.printMessage(text);  // Переводит вызов
    }
};

int main() {
    LegacyPrinter oldPrinter;
    PrinterAdapter adapter(oldPrinter);
    
    // Клиент использует ожидаемый интерфейс
    adapter.print("Hello World");
}

adapter хранит ссылку на LegacyPrinter и реализует интерфейс Printer. Когда вызывается print(), он делегирует выполнение printMessage(). Код клиента работает с интерфейсом Printer, не зная о лежащей в основе реализации legacy.

Используйте Adapter, когда хотите использовать существующий класс, но его interface не соответствует тому, что вам нужно, или когда вам нужно создать повторно используемый класс, взаимодействующий с классами с incompatible interface.

Задание

Легко

Давайте создадим систему Media Player Adapter, которая объединяет интерфейсы разных аудиобиблиотек. Представьте, что вы интегрируете устаревшую аудиобиблиотеку в современное приложение медиаплеера: старая библиотека работает безупречно, но её интерфейс не соответствует тому, что ожидает ваш плеер. Именно здесь проявляются преимущества паттерна Adapter.

Вы организуете код в четырёх файлах:

MediaPlayer.h: Define целевой интерфейс, который ожидает ваш современный медиаплеер.
Create abstract MediaPlayer class с этими чистыми виртуальными методами:
- play(const std::string& filename): воспроизводит указанный файл
- stop(): останавливает воспроизведение
- setVolume(int level): устанавливает громкость (0-100)
Include виртуальный destructor.
LegacyAudioLib.h: Create существующую "legacy" аудиобиблиотеку с incompatible интерфейсом.
Ваш LegacyAudioLib class представляет старую библиотеку, которая работает иначе, чем ожидает ваш плеер. В ней должны быть:
- loadAudio(const std::string& path): выводит Legacy: Loading [path]
- startPlayback(): выводит Legacy: Playback started
- stopPlayback(): выводит Legacy: Playback stopped
- adjustVolume(double percentage): принимает decimal (0.0 to 1.0) и выводит Legacy: Volume set to [percentage] (показывая значение decimal)
AudioAdapter.h: Создайте adapter, который объединяет два интерфейса.
Ваш AudioAdapter class должен наследоваться от MediaPlayer и хранить ссылку на объект LegacyAudioLib. Adapter преобразует вызовы современного интерфейса в вызовы legacy-интерфейса:
- play() должен вызывать и loadAudio(), и startPlayback() у legacy-библиотеки
- stop() должен delegate вызов stopPlayback()
- setVolume() получает целое число (0-100), но legacy-библиотека expects decimal (0.0-1.0), поэтому его необходимо convert
main.cpp: Продемонстрируйте работу adapter.
Считайте два входных значения:
1. Имя файла для воспроизведения (string)
2. Уровень громкости (целое число, 0-100)
Create экземпляр LegacyAudioLib и AudioAdapter, который оборачивает его. Затем используйте adapter через интерфейс MediaPlayer (сохраните его как указатель MediaPlayer), чтобы:
1. Установить громкость на уровне входного значения
2. Воспроизвести входное имя файла
3. Остановить воспроизведение

Например, для входных значений song.mp3 и 75:

Legacy: Volume set to 0.75
Legacy: Loading song.mp3
Legacy: Playback started
Legacy: Playback stopped

Для входных значений podcast.wav и 50:

Legacy: Volume set to 0.5
Legacy: Loading podcast.wav
Legacy: Playback started
Legacy: Playback stopped

Обратите внимание, что код клиента полностью работает с интерфейсом MediaPlayer. Он не знает, что фактическую работу выполняет находящаяся внутри legacy-библиотека. Adapter обрабатывает весь перевод, включая преобразование целочисленного значения громкости в decimal. В этом и заключается суть паттерна Adapter: заставить incompatible интерфейсы работать вместе, не изменяя ни одну из сторон.

Попробуйте сами

#include <iostream>
#include <string>
#include "MediaPlayer.h"
#include "LegacyAudioLib.h"
#include "AudioAdapter.h"

using namespace std;

int main() {
    // Считать входные данные
    string filename;
    int volumeLevel;
    cin >> filename;
    cin >> volumeLevel;
    
    // TODO: Создать экземпляр LegacyAudioLib
    
    // TODO: Создать AudioAdapter, который оборачивает устаревшую библиотеку
    
    // TODO: Сохранить адаптер как указатель MediaPlayer
    
    // TODO: Использовать интерфейс MediaPlayer для:
    // 1. Установить громкость на входной уровень
    // 2. Воспроизвести входное имя файла
    // 3. Остановить воспроизведение
    
    return 0;
}