结构型模式

结构型模式主要涉及如何组合各种对象以便获得更好、更灵活的结构。虽然面向对象的继承机制提供了最基本的子类扩展父类的功能，但结构型模式不仅仅简单地使用继承，而更多地通过组合与运行期的动态组合来实现更灵活的功能。

适配器

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：

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在程序设计中，适配器也是类似的。我们已经有一个 Task​类进行一个 1 到 num 的求和，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;
    }
}

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();

发现编译不过！因为 Thread 接收 Runnable 接口，但不接收 Callable 接口，肿么办？

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();

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);
        }
    }
}

编写一个 Adapter 的步骤如下：

1. 实现目标接口，这里是 Runnable；
2. 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；
3. 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。

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));

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);

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();
    }
}

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。

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