Java I/O中的设计模式

作者：Flyingis

    任何程序语言的I/O设计都是一项具有挑战的任务，因为数据的传输存在多种可能，这些可能不仅存在于数据发送端和接收端(文件、网络链接等)，还存在于这些数据的多种存在方式，例如缓冲区数据、顺序存取数据、字符数据、字节数据等等。<!----><o:p></o:p>

Java的I/O使用“流”这个抽象的概念，它屏蔽了实际的I/O设备中处理数据的细节。在实际的应用中，我们很少使用单一的类来创建流对象，而是通过多个对象来提供所需要的I/O功能。Java从1.0到1.1到1.4多I/O类库作了多次重大修改，具体的可以参考相关的书籍或Sun官方网站。这里是从模式的角度来分析Java的I/O类库的设计。<o:p></o:p>

Strategy设计模式<o:p></o:p>

将会发生变化的代码封装在单独的类(Strategy对象)中，供其他保持不变的类使用，实现某种算法或应用，这是Strategy设计模式的一般思想。在Java I/O中，一个典型的应用是File类，它可以代表一个特定文件的名称，也可以代表一个目录下一组文件的名称。当我们要查询显示一个目录下特定文件类型的所有文件对象信息时，就需要将这个目录下的文件过滤，找到所需要的对象。<o:p></o:p>

import java.io.*;<o:p></o:p>

import java.util.*;<o:p></o:p>

import java.util.regex.*;<o:p></o:p>

<o:p> </o:p>

public class AlphabeticComparator implements Comparator {<o:p></o:p>

public int compare(Object o1, Object o2) {<o:p></o:p>

  String s1 = (String)o1;<o:p></o:p>

  String s2 = (String)o2;<o:p></o:p>

  return s1.toLowerCase().compareTo(s2.toLowerCase());  //比较时不考虑大小写<o:p></o:p>

}<o:p></o:p>

}<o:p></o:p>

<o:p> </o:p>

public class FruitList {<o:p></o:p>

  public static FilenameFilter filter(final String regex) {<o:p></o:p>

return new FilenameFilter() {<o:p></o:p>

  private Pattern pattern = Pattern.compile(regex);<o:p></o:p>

  public boolean accept(File dir, String name) {<o:p></o:p>

    return pattern.matcher(new File(name).getName()).matches();<o:p></o:p>

}<o:p></o:p>

};<o:p></o:p>

}<o:p></o:p>

public static void main(String[] args) {<o:p></o:p>

  File path = new File(“.”);<o:p></o:p>

  String[] list;<o:p></o:p>

  if (args.length == 0)<o:p></o:p>

    list = path.list();  //搜索出该目录下所有类型的文件<o:p></o:p>

else<o:p></o:p>

  list = path.list(filter(args[0]));  //搜索出该目录下指定类型的文件<o:p></o:p>

Arrays.sort(list, new AlphabeticComparator());<o:p></o:p>

for (int i = 0; i < list.length; i++)<o:p></o:p>

  System.out.println(list[i]);<o:p></o:p>

}<o:p></o:p>

}在上述代码中，有两个地方使用了Strategy设计模式，一个是AlphabeticComparator类，用来在忽略字符串大小写的情况下提供排序的规则，另一个就是FilenameFilter接口，使用了匿名内部类的设计，然后将其中实现的accept()规则提供给File类的list方法使用。这里是用来判断正则表达式regex是否和文件名匹配，当运行程序在命令操作符中输入“E.*\.java”时，搜索到的是该目录下所有.java文件。<o:p></o:p>

File类除了上述用法外，还可以创建或删除目录，查看文件的信息，包括文件大小、最后修改日期，读写状态等，具体的可以参考JDK文档。<o:p></o:p>

Decorator设计模式<o:p></o:p>

在http://www.j2eesp.com上有对Decorator设计模式的定义：动态给一个对象添加一些额外的职责，就像在墙上刷油漆。使用Decorator模式相比用生成子类方式达到功能的扩充显得更为灵活。Decorator模式规定所有封装于初始对象内部的对象具有相同的接口，这使得该模式的应用具有透明性。<o:p></o:p>

在Java I/O设计中，Decorator模式主要体现在filter类的设计上，抽象类filter是所有Decorator模式类的基类。但是Decorator模式同样存在缺点：在编写程序时，它在给开发人员提供了灵活性的同时，增加了代码的复杂性，造成了Java I/O类操作不便，因为很多I/O设计中都需要应用Decorator模式，增加一些类来完成该设计。<o:p></o:p>

例如在Java 1.0中，FilterInputStream从InputStream中读取数据，FilterOutPutStream向OutputStream中写入数据，在Java 1.1中，相应的有FilterReader和FilterWriter(抽象类，没有子类)用于Decorator模式设计。举个简单的例子：<o:p></o:p>

import java.io.*;<o:p></o:p>

public class DecoratorDemo {<o:p></o:p>

  public static void main(String[] args) {<o:p></o:p>

BufferedReader in = new BufferedReader(new FileReader(“FruitList.java”));<o:p></o:p>

String s = new String();<o:p></o:p>

while ((s = in.readLine()) != null)

  System.out.println(s);<o:p></o:p>

in.close();<o:p></o:p>

}<o:p></o:p>

}<o:p></o:p>

    BufferedReader和FileReader完成了Decorate模式设计，这两个类可以更换为其他具有相同功用的类(在Thinking in Java中称为“修饰器”类)来组合完成特定的任务，正如上文所述，这给开发者提供了多种组合方式，同时也相对的增加了复杂度。

    最后，祝blogjava所有成员和Java、开源爱好者元旦快乐！幸福安康！