C# 設計模式精講：適配器模式 - 類適配器與物件適配器的雙重實現

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前言：不兼容介面的「轉接頭」

現實中，手機充電器將 220V 市電轉為 5V 直流電，讓手機能安全充電。軟體開發中，當第三方庫介面與既有系統介面不匹配時，適配器模式扮演同樣角色：將一個類的介面轉換成客戶端期望的另一個介面，使原本無法協作的類能夠共同工作。

一、模式結構與兩種變體

適配器模式 UML 結構圖

類型	核心機制	C# 實現關鍵	優缺點
類適配器	多重繼承 (繼承 Adaptee + 實作 Target)	C# 不支援多重繼承類別，故 Target 必須是介面，Adaptee 可以是類別	可覆寫 Adaptee 行為；但受限於單繼承
物件適配器	組合/委派 (持有 Adaptee 參考 + 實作 Target)	Target 可為介面或抽象類別；Adaptee 為成員欄位	靈活適用於 Adaptee 所有子類；無法輕易覆寫 Adaptee 行為

二、實戰範例：二孔插頭轉三孔插座

客戶端 (電器) 擁有二孔插頭 (`TwoHole`)，牆上插座為三孔介面 (`IThreeHole`)。適配器 (`PowerAdapter`) 橋接兩者。

1. 類適配器實作 (繼承 + 實作介面)

// 目標介面：客戶端期望的三孔插座
public interface IThreeHole
{
    void Request(); // 三孔標準方法
}

// 被適配者：現有的二孔插頭
public abstract class TwoHole
{
    public void SpecificRequest()
    {
        Console.WriteLine("我是兩個孔的插頭，提供基本供電。");
    }
}

// 類適配器：繼承 TwoHole，實作 IThreeHole
public class ClassPowerAdapter : TwoHole, IThreeHole
{
    public void Request()
    {
        // 內部委派給被適配者的具體方法
        this.SpecificRequest();
        Console.WriteLine("【類適配器】轉接完成，現在提供三孔介面。");
    }
}

// 客戶端測試
public static void TestClassAdapter()
{
    IThreeHole adapter = new ClassPowerAdapter();
    adapter.Request(); // 輸出兩行訊息
}

2. 物件適配器實作 (組合 + 繼承/實作)

// 目標角色：這裡改為抽象類別，展示靈活性
public abstract class ThreeHoleBase
{
    public virtual void Request() { /* 預設實作或為空 */ }
}

// 被適配者：普通類別 (不再是 abstract)
public class TwoHolePlug
{
    public void SpecificRequest()
    {
        Console.WriteLine("我是兩個孔的插頭 (物件適配器版)。");
    }
}

// 物件適配器：繼承目標，持有被適配者實例
public class ObjectPowerAdapter : ThreeHoleBase
{
    private readonly TwoHolePlug _adaptee = new TwoHolePlug(); // 組合

    public override void Request()
    {
        _adaptee.SpecificRequest(); // 委派
        Console.WriteLine("【物件適配器】轉接完成，現在提供三孔介面。");
    }
}

// 客戶端測試
public static void TestObjectAdapter()
{
    ThreeHoleBase adapter = new ObjectPowerAdapter();
    adapter.Request();
}

三、核心差異深度解析

耦合度：類適配器與 Adaptee 是「是一種」關係 (繼承)，耦合緊密；物件適配器是「有一個」關係 (組合)，耦合鬆散。
擴展性：物件適配器可適配 Adaptee 及其所有子類；類適配器綁定具體 Adaptee 類別。
行為覆寫：類適配器可輕易 Override Adaptee 的虛擬方法；物件適配器需建立 Adaptee 子類再組合，較繁瑣。
C# 語言限制：因單繼承，類適配器強制 Target 為介面；物件適配器無此限制。

四、實際開發中的決策指南

**優先選擇物件適配器**：符合「組合優於繼承」原則，靈活度高，符合現代設計習慣。
**使用類適配器的場景**：需覆寫 Adaptee 部分行為、Adaptee 為 sealed 無法繼承時 (但類適配器也繼承不了 sealed 類)，或極簡單場景下減少一個物件建立開銷。
**雙向適配器**：若需在雙向系統中使用 (既作 Target 又作 Adaptee)，類適配器因多重繼承天然適合，物件適配器需同時持有兩個介面參考。