技術標籤：設計模式

將一個類的介面轉換成客戶希望的另外一個介面，使得原本由於介面不相容而不能一起工作的那些類可以一起工作。

介面卡模式是Adapter，也稱Wrapper，是指如果一個介面需要B介面，但是待傳入的物件卻是A介面，怎麼辦？

我們舉個例子。如果去美國，我們隨身帶的電器是無法直接使用的，因為美國的插座標準和中國不同，所以，我們需要一個介面卡：

在程式設計中，介面卡也是類似的。我們已經有一個Task類，實現了Callable介面：

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;
    }
}
 

現在，我們想通過一個執行緒去執行它：

Callable<Long> callable = new Task(123450000L);
Thread thread = new Thread(callable); // compile error!
thread.start();

發現編譯不過！因為Thread接收Runnable介面，但不接收Callable介面，腫麼辦？

一個辦法是改寫Task類，把實現的Callable改為Runnable，但這樣做不好，因為Task很可能在其他地方作為Callable被引用，改寫Task的介面，會導致其他正常工作的程式碼無法編譯。

另一個辦法不用改寫Task

Callable<Long> callable = new Task(123450000L);
Thread thread = new Thread(new RunnableAdapter(callable));
thread.start();

這個RunnableAdapter類就是Adapter，它接收一個Callable，輸出一個Runnable。怎麼實現這個RunnableAdapter呢？我們先看完整的程式碼：

public class RunnableAdapter implements Runnable {
    // 引用待轉換介面:
    private Callable<?> callable;

    public RunnableAdapter(Callable<?> callable) {
        this.callable = callable;
    }

    // 實現指定介面:
    public void run() {
        // 將指定介面呼叫委託給轉換介面呼叫:
        try {
            callable.call();
        } catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}
 

編寫一個Adapter的步驟如下：

1. 實現目標介面，這裡是Runnable；
2. 內部持有一個待轉換介面的引用，這裡是通過欄位持有Callable介面；
3. 在目標介面的實現方法內部，呼叫待轉換介面的方法。

這樣一來，Thread就可以接收這個RunnableAdapter，因為它實現了Runnable介面。Thread作為呼叫方，它會呼叫RunnableAdapter的run()方法，在這個run()方法內部，又呼叫了Callable的call()方法，相當於Thread通過一層轉換，間接呼叫了Callable的call()方法。

介面卡模式在Java標準庫中有廣泛應用。比如我們持有資料型別是String[]，但是需要List介面時，可以用一個Adapter：

String[] exist = new String[] {"Good", "morning", "Bob", "and", "Alice"};
Set<String> set = new HashSet<>(Arrays.asList(exist));

注意到List<T> Arrays.asList(T[])就相當於一個轉換器，它可以把陣列轉換為List。

我們再看一個例子：假設我們持有一個InputStream，希望呼叫readText(Reader)方法，但它的引數型別是Reader而不是InputStream，怎麼辦？

當然是使用介面卡，把InputStream“變成”Reader：

InputStream input = Files.newInputStream(Paths.get("/path/to/file"));
Reader reader = new InputStreamReader(input, "UTF-8");
readText(reader);

InputStreamReader就是Java標準庫提供的Adapter，它負責把一個InputStream適配為Reader。類似的還有OutputStreamWriter。

如果我們把readText(Reader)方法引數從Reader改為FileReader，會有什麼問題？這個時候，因為我們需要一個FileReader型別，就必須把InputStream適配為FileReader：

FileReader reader = new InputStreamReader(input, "UTF-8"); // compile error!

直接使用InputStreamReader這個Adapter是不行的，因為它只能轉換出Reader介面。事實上，要把InputStream轉換為FileReader也不是不可能，但需要花費十倍以上的功夫。這時，面向抽象程式設計這一原則就體現出了威力：持有高層介面不但程式碼更靈活，而且把各種介面組合起來也更容易。一旦持有某個具體的子類型別，要想做一些改動就非常困難。