JAVA文档格式.docx

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由流的方向，可以分成输入流和输出流，一个程序从输入流读取数据向输出流写数据。

　　如，一个程序可以用FileInputStream类从一个磁盘文件读取数据，如下图所示：

　　像FileInputStream这样的处理器叫做流处理器，它就像流的管道一样，从一个流源吸入某种类型的数据，并输出某种类型的数据。

上面这种示意图叫做流的管道图。

　　同样道理，也可以用FileOutputStream类向一个磁盘文件写数据，如下图所示：

　　在实际应用这种机制并不没有太大的用处，程序需要写出地通常是非常结构化的信息，因此这些byte类型的数据实际上是一些数值，文字，源代码等。

Java的I/O库提供了一个称做链接（Chaining）的机制，可以将一个流处理器跟另一个流处理器首尾相接，以其中之一的输出为输入，形成一个流管道的链接。

　　例如，DataInputStream流处理器可以把FileInputStream流对象的输出当作输入，将Byte类型的数据转换成Java的原始类型和String类型的数据。

如下图所示：

　　类似地，向一个文件写入Byte类型的数据不是一个简单的过程。

一个程序需要向一个文件里写入的数据往往都是结构化的，而Byte类型则是原始类型。

因此在写的时候必须经过转换。

DataOutputStream流处理器提供了接收了原始数据类型和String数据类型，而这个流处理器的输出数据则是Byte类型。

也就是说DataOutputStream可以将源数据转换成Byte类型的数据，再输出来。

　　这样一来，就可以将DataOutputStream与FileOutputStream链接起来，这样程序就可以将原始数据类型和String类型的源数据写入这个链接好的双重管道里面，达到将结构化数据写到磁盘文件里面的目的，如下图所示：

　　这又是链接的所发挥的大作用。

　　流处理器所处理的流必定都有流源，而如果将流类所处理的流源分类的话，基本可以分成两大类：

　　第一　数组，String，File等，这一种叫原始流源。

　　第二　同样类型的流用做链接流类的流源，叫链接流源。

　　二　JavaI/O库的设计原则

　　Java语言的I/O库是对各种常见的流源，流汇以及处理过程的抽象化。

客户端的Java程序不必知道最终的流源，流汇是磁盘上的文件还是数组等；

也不必关心数据是否经过缓冲的，可否按照行号读取等处理的细节。

　　书中提到了，对于第一次见到Java/IO库的人，无不因为这个库的庞杂而感到困惑；

而对于熟悉这个库的人，而又常常为这个库的设计是否得当而争论不体。

书的作者提出自己的意见，要理解JavaI/O这个庞大而复杂的库，关键是要掌握两个对称性跟两个设计模式模式。

　　JavaI/O库具有两个对称性，它们分别是：

　　１　输入－输出对称性，比如InputStream和OutputStream各自占据Byte流的输入与输出的两个平行的等级结构的根部。

而Reader和Writer各自占据Char流的输入与输出的两个平行的等级结构的根部。

　　２　byte-char对称，InputStream和Reader的子类分别负责Byte和Char流的输入；

OutputStream和Writer的子类分别负责Byte和Char流的输出，它们分别形成平行的等级结构。

　　JavaI/O库的两个设计模式：

　　Java的I/O库总体设计是符合装饰者模式（Decorator）跟适配器模式（Adapter）的。

如前所述，这个库中处理流的类叫做流类。

引子里所谈到的FileInputStream，FileOutputStream，DataInputStream及DataOutputStream都是流处理器的例子。

　　１　装饰者模式：

在由InputStream，OutputStream，Reader和Writer代表的等级结构内部，有一些流处理器可以对另一些流处理器起到装饰作用，形成新的，具有改善了的功能的流处理器。

装饰者模式是JavaI/O库的整体设计模式。

这样的一个原则是符合装饰者模式的，如下图所示：

　　２　适配器模式：

在由InputStream，OutputStream，Reader和Writer代表的等级结构内部，有一些流处理器是对其它类型的流源的适配。

这就是适配器模式的应用，如下图所示。

　　适配器模式应用到了原始流处理器的设计上面，构成了I/O库所有流处理器的起点。

　　JDK为程序员提供了大量的类库，而为了保持类库的可重用性，可扩展性和灵活性，其中使用到了大量的设计模式，本文将介绍JDK的I/O包中使用到的Decorator模式，并运用此模式，实现一个新的输出流类。

　　Decorator模式简介

　　Decorator模式又名包装器（Wrapper），它的主要用途在于给一个对象动态的添加一些额外的职责。

与生成子类相比，它更具有灵活性。

　　有时候，我们需要为一个对象而不是整个类添加一些新的功能，比如，给一个文本区添加一个滚动条的功能。

我们可以使用继承机制来实现这一功能，但是这种方法不够灵活，我们无法控制文本区加滚动条的方式和时机。

而且当文本区需要添加更多的功能时，比如边框等，需要创建新的类，而当需要组合使用这些功能时无疑将会引起类的爆炸。

　　我们可以使用一种更为灵活的方法，就是把文本区嵌入到滚动条中。

而这个滚动条的类就相当于对文本区的一个装饰。

这个装饰（滚动条）必须与被装饰的组件（文本区）继承自同一个接口，这样，用户就不必关心装饰的实现，因为这对他们来说是透明的。

装饰会将用户的请求转发给相应的组件（即调用相关的方法），并可能在转发的前后做一些额外的动作（如添加滚动条）。

通过这种方法，我们可以根据组合对文本区嵌套不同的装饰，从而添加任意多的功能。

这种动态的对对象添加功能的方法不会引起类的爆炸，也具有了更多的灵活性。

　　以上的方法就是Decorator模式，它通过给对象添加装饰来动态的添加新的功能。

如下是Decorator模式的UML图：

　　Component为组件和装饰的公共父类，它定义了子类必须实现的方法。

　　ConcreteComponent是一个具体的组件类，可以通过给它添加装饰来增加新的功能。

　　Decorator是所有装饰的公共父类，它定义了所有装饰必须实现的方法，同时，它还保存了一个对于Component的引用，以便将用户的请求转发给Component，并可能在转发请求前后执行一些附加的动作。

　　ConcreteDecoratorA和ConcreteDecoratorB是具体的装饰，可以使用它们来装饰具体的Component.

　　JAVAIO包中的Decorator模式

　　JDK提供的java.io包中使用了Decorator模式来实现对各种输入输出流的封装。

以下将以java.io.OutputStream及其子类为例，讨论一下Decorator模式在IO中的使用。

　　首先来看一段用来创建IO流的代码：

　　以下是代码片段：

　　try{

　　OutputStreamout=newDataOutputStream（newFileOutputStream（"

test.txt"

））；

　　}catch（FileNotFoundExceptione）{

　　e.printStackTrace（）；

　　}

　　这段代码对于使用过JAVA输入输出流的人来说再熟悉不过了，我们使用DataOutputStream封装了一个FileOutputStream.这是一个典型的Decorator模式的使用，FileOutputStream相当于Component，DataOutputStream就是一个Decorator.将代码改成如下，将会更容易理解：

　　OutputStreamout=newFileOutputStream（"

）；

　　out=newDataOutputStream（out）；

　　}catch（FileNotFoundExceptione）{

　　e.printStatckTrace（）；

　　由于FileOutputStream和DataOutputStream有公共的父类OutputStream，因此对对象的装饰对于用户来说几乎是透明的。

下面就来看看OutputStream及其子类是如何构成Decorator模式的：

　　OutputStream是一个抽象类，它是所有输出流的公共父类，其源代码如下：

　　publicabstractclassOutputStreamimplementsCloseable，Flushable{

　　publicabstractvoidwrite（intb）throwsIOException；

　　……

　　它定义了write（intb）的抽象方法。

这相当于Decorator模式中的Component类。

　　ByteArrayOutputStream，FileOutputStream和PipedOutputStream三个类都直接从OutputStream继承，以ByteArrayOutputStream为例：

　　publicclassByteArrayOutputStreamextendsOutputStream{

　　protectedbytebuf[]；

　　protectedintcount；

　　publicByteArrayOutputStream（）{

　　this（32）；

　　publicByteArrayOutputStream（intsize）{

　　if（size〈0）{

　　thrownewIllegalArgumentException（"

Negativeinitialsize：

"

　　+size）；

　　buf=newbyte[size]；

　　publicsynchronizedvoidwrite（intb）{

　　intnewcount=count+1；

　　if（newcount〉buf.length）{

　　bytenewbuf[]=newbyte[Math.max（buf.length〈〈1，newcount）]；

　　System.arraycopy（buf，0，newbuf，0，count）；

　　buf=newbuf；

　　buf[count]=（b