适配器
# 概念
将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口,使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些类可以一起工作。
适配器模式是Adapter,也称Wrapper,是指如果一个接口需要B接口,但是待传入的对象却是A接口,怎么办?
我们举个例子。如果去美国,我们随身带的电器是无法直接使用的,因为美国的插座标准和中国不同,所以,我们需要一个适配器:
在程序设计中,适配器也是类似的。我们已经有一个Task
类,实现了Callable
接口:
public class Task implements Callable<Long> {
private long num;
public Task(long num) {
this.num = num;
}
public Long call() throws Exception {
long r = 0;
for (long n = 1; n <= this.num; n++) {
r = r + n;
}
System.out.println("Result: " + r);
return r;
}
}
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# 问题引入
现在,我们想通过一个线程去执行它:
Callable<Long> callable = new Task(123450000L);
Thread thread = new Thread(callable); // compile error!
thread.start();
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发现编译不过!因为Thread
接收Runnable
接口,但不接收Callable
接口,肿么办?
# 解决方案
一个办法是改写Task
类,把实现的Callable
改为Runnable
,但这样做不好,因为Task
很可能在其他地方作为Callable
被引用,改写Task
的接口,会导致其他正常工作的代码无法编译。
另一个办法不用改写Task
类,而是用一个Adapter,把这个Callable
接口“变成”Runnable
接口,这样,就可以正常编译:
Callable<Long> callable = new Task(123450000L);
Thread thread = new Thread(new RunnableAdapter(callable));
thread.start();
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这个RunnableAdapter
类就是Adapter,它接收一个Callable
,输出一个Runnable
。怎么实现这个RunnableAdapter
呢?我们先看完整的代码:
public class RunnableAdapter implements Runnable {
// 引用待转换接口:
private Callable<?> callable;
public RunnableAdapter(Callable<?> callable) {
this.callable = callable;
}
// 实现指定接口:
public void run() {
// 将指定接口调用委托给转换接口调用:
try {
callable.call();
} catch (Exception e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
}
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编写一个Adapter的步骤如下:
- 实现目标接口,这里是
Runnable
; - 内部持有一个待转换接口的引用,这里是通过字段持有
Callable
接口; - 在目标接口的实现方法内部,调用待转换接口的方法。
这样一来,Thread就可以接收这个RunnableAdapter
,因为它实现了Runnable
接口。Thread
作为调用方,它会调用RunnableAdapter
的run()
方法,在这个run()
方法内部,又调用了Callable
的call()
方法,相当于Thread
通过一层转换,间接调用了Callable
的call()
方法。
# 其他应用案例
适配器模式在Java标准库中有广泛应用。比如我们持有数据类型是String[]
,但是需要List
接口时,可以用一个Adapter:
String[] exist = new String[] {"Good", "morning", "Bob", "and", "Alice"};
Set<String> set = new HashSet<>(Arrays.asList(exist));
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注意到List<T> Arrays.asList(T[])
就相当于一个转换器,它可以把数组转换为List
。
我们再看一个例子:假设我们持有一个InputStream
,希望调用readText(Reader)
方法,但它的参数类型是Reader
而不是InputStream
,怎么办?
当然是使用适配器,把InputStream
“变成”Reader
:
InputStream input = Files.newInputStream(Paths.get("/path/to/file"));
Reader reader = new InputStreamReader(input, "UTF-8");
readText(reader);
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InputStreamReader
就是Java标准库提供的Adapter
,它负责把一个InputStream
适配为Reader
。类似的还有OutputStreamWriter
。
如果我们把readText(Reader)
方法参数从Reader
改为FileReader
,会有什么问题?这个时候,因为我们需要一个FileReader
类型,就必须把InputStream
适配为FileReader
:
FileReader reader = new InputStreamReader(input, "UTF-8"); // compile error!
直接使用InputStreamReader
这个Adapter是不行的,因为它只能转换出Reader
接口。事实上,要把InputStream
转换为FileReader
也不是不可能,但需要花费十倍以上的功夫。这时,面向抽象编程这一原则就体现出了威力:持有高层接口不但代码更灵活,而且把各种接口组合起来也更容易。一旦持有某个具体的子类类型,要想做一些改动就非常困难。
# 小结
Adapter模式可以将一个A接口转换为B接口,使得新的对象符合B接口规范。
编写Adapter实际上就是编写一个实现了B接口,并且内部持有A接口的类:
public BAdapter implements B {
private A a;
public BAdapter(A a) {
this.a = a;
}
public void b() {
a.a();
}
}
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在Adapter内部将B接口的调用“转换”为对A接口的调用。
只有A、B接口均为抽象接口时,才能非常简单地实现Adapter模式。