作者：Flyingis
任何程序語言的I/O設計都是一項具有挑戰的任務，因為數據的傳輸存在多種可能，這些可能不僅存在于數據發送端和接收端(文件、網絡鏈接等)，還存在于這些數據的多種存在方式，例如緩沖區數據、順序存取數據、字符數據、字節數據等等。
Java的I/O使用“流”這個抽象的概念，它屏蔽了實際的I/O設備中處理數據的細節。在實際的應用中，我們很少使用單一的類來創建流對象，而是通過多個對象來提供所需要的I/O功能。Java從1.0到1.1到1.4多I/O類庫作了多次重大修改，具體的可以參考相關的書籍或Sun官方網站。這里是從模式的角度來分析Java的I/O類庫的設計。
Strategy設計模式
將會發生變化的代碼封裝在單獨的類(Strategy對象)中，供其他保持不變的類使用，實現某種算法或應用，這是Strategy設計模式的一般思想。在Java I/O中，一個典型的應用是File類，它可以代表一個特定文件的名稱，也可以代表一個目錄下一組文件的名稱。當我們要查詢顯示一個目錄下特定文件類型的所有文件對象信息時，就需要將這個目錄下的文件過濾，找到所需要的對象。
import java.io.*;
import java.util.*;
import java.util.regex.*;
public class AlphabeticComparator implements Comparator {
public int compare(Object o1, Object o2) {
String s1 = (String)o1;
String s2 = (String)o2;
return s1.toLowerCase().compareTo(s2.toLowerCase()); //比較時不考慮大小寫
}
}
public class FruitList {
public static FilenameFilter filter(final String regex) {
return new FilenameFilter() {
private Pattern pattern = Pattern.compile(regex);
public boolean accept(File dir, String name) {
return pattern.matcher(new File(name).getName()).matches();
}
};
}
public static void main(String[] args) {
File path = new File(“.”);
String[] list;
if (args.length == 0)
list = path.list(); //搜索出該目錄下所有類型的文件
else
list = path.list(filter(args[0])); //搜索出該目錄下指定類型的文件
Arrays.sort(list, new AlphabeticComparator());
for (int i = 0; i < list.length; i++)
System.out.println(list[i]);
}
}
在上述代碼中，有兩個地方使用了Strategy設計模式，一個是AlphabeticComparator類，用來在忽略字符串大小寫的情況下提供排序的規則，另一個就是FilenameFilter接口，使用了匿名內部類的設計，然后將其中實現的accept()規則提供給File類的list方法使用。這里是用來判斷正則表達式regex是否和文件名匹配，當運行程序在命令操作符中輸入“E.*\.java”時，搜索到的是該目錄下所有.java文件。
File類除了上述用法外，還可以創建或刪除目錄，查看文件的信息，包括文件大小、最后修改日期，讀寫狀態等，具體的可以參考JDK文檔。
Decorator設計模式
在http://www.j2eesp.com上有對Decorator設計模式的定義：動態給一個對象添加一些額外的職責，就像在墻上刷油漆。使用Decorator模式相比用生成子類方式達到功能的擴充顯得更為靈活。Decorator模式規定所有封裝于初始對象內部的對象具有相同的接口，這使得該模式的應用具有透明性。
在Java I/O設計中，Decorator模式主要體現在filter類的設計上，抽象類filter是所有Decorator模式類的基類。但是Decorator模式同樣存在缺點：在編寫程序時，它在給開發人員提供了靈活性的同時，增加了代碼的復雜性，造成了Java I/O類操作不便，因為很多I/O設計中都需要應用Decorator模式，增加一些類來完成該設計。
例如在Java 1.0中，FilterInputStream從InputStream中讀取數據，FilterOutPutStream向OutputStream中寫入數據，在Java 1.1中，相應的有FilterReader和FilterWriter(抽象類，沒有子類)用于Decorator模式設計。舉個簡單的例子：
import java.io.*;
public class DecoratorDemo {
public static void main(String[] args) {
BufferedReader in = new BufferedReader(new FileReader(“FruitList.java”));
String s = new String();
while ((s = in.readLine()) != null)
System.out.println(s);
in.close();
}
}
BufferedReader和FileReader完成了Decorate模式設計，這兩個類可以更換為其他具有相同功用的類(在Thinking in Java中稱為“修飾器”類)來組合完成特定的任務，正如上文所述，這給開發者提供了多種組合方式，同時也相對的增加了復雜度。
最后，祝blogjava所有成員和Java、開源愛好者元旦快樂！幸福安康！