10.2 增添属性和有用的接口

利用层次化对象动态和透明地添加单个对象的能力的做法叫作“装饰器”（Decorator）方案——“方案”属于本书第 16 章的主题（注释 ①）。装饰器方案规定封装于初始化对象中的所有对象都拥有相同的接口，以便利用装饰器的“透明”性质——我们将相同的消息发给一个对象，无论它是否已被“装饰”。这正是在 Java IO 库里存在“过滤器”（Filter）类的原因：抽象的“过滤器”类是所有装饰器的基础类（装饰器必须拥有与它装饰的那个对象相同的接口，但装饰器亦可对接口作出扩展，这种情况见诸于几个特殊的“过滤器”类中）。

子类处理要求大量子类对每种可能的组合提供支持时，便经常会用到装饰器——由于组合形式太多，造成子类处理变得不切实际。Java IO 库要求许多不同的特性组合方案，这正是装饰器方案显得特别有用的原因。但是，装饰器方案也有自己的一个缺点。在我们写一个程序的时候，装饰器为我们提供了大得多的灵活性（因为可以方便地混合与匹配属性），但它们也使自己的代码变得更加复杂。原因在于 Java IO 库操作不便，我们必须创建许多类——“核心”IO 类型加上所有装饰器——才能得到自己希望的单个 IO 对象。

FilterInputStream 和 FilterOutputStream（这两个名字不十分直观）提供了相应的装饰器接口，用于控制一个特定的输入流（InputStream）或者输出流（OutputStream）。它们分别是从 InputStream 和 OutputStream 衍生出来的。此外，它们都属于抽象类，在理论上为我们与一个流的不同通信手段都提供了一个通用的接口。事实上，FilterInputStream 和 FilterOutputStream 只是简单地模仿了自己的基础类，它们是一个装饰器的基本要求。

10.2.1 通过 FilterInputStream 从 InputStream 里读入数据

FilterInputStream 类要完成两件全然不同的事情。其中，DataInputStream 允许我们读取不同的基本类型数据以及 String 对象（所有方法都以“read”开头，比如 readByte()，readFloat()等等）。伴随对应的 DataOutputStream，我们可通过数据“流”将基本类型的数据从一个地方搬到另一个地方。这些“地方”是由表 10.1 总结的那些类决定的。若读取块内的数据，并自己进行解析，就不需要用到 DataInputStream。但在其他许多情况下，我们一般都想用它对自己读入的数据进行自动格式化。 剩下的类用于修改 InputStream 的内部行为方式：是否进行缓冲，是否跟踪自己读入的数据行，以及是否能够推回一个字符等等。后两种类看起来特别象提供对构建一个编译器的支持（换言之，添加它们为了支持 Java 编译器的构建），所以在常规编程中一般都用不着它们。

也许几乎每次都要缓冲自己的输入，无论连接的是哪个 IO 设备。所以 IO 库最明智的做法就是将未缓冲输入作为一种特殊情况处理，同时将缓冲输入接纳为标准做法。

表 10.3 FilterInputStream 的类型

Class

Function

Constructor Arguments

How to use it

Data-InputStream

Used in concert with DataOutputStream, so you can read primitives (int, char, long, etc.) from a stream in a portable fashion.

InputStream

Contains a full interface to allow you to read primitive types.

Buffered-InputStream

Use this to prevent a physical read every time you want more data. You’re saying “Use a buffer.”

InputStream, with optional buffer size.

This doesn’t provide an interface per se, just a requirement that a buffer be used. Attach an interface object.

LineNumber-InputStream

Keeps track of line numbers in the input stream; you can call getLineNumber( ) and setLineNumber(int).

InputStream

This just adds line numbering, so you’ll probably attach an interface object.

Pushback-InputStream

Has a one byte push-back buffer so that you can push back the last character read.

InputStream

Generally used in the scanner for a compiler and probably included because the Java compiler needed it. You probably won’t use this.

类 功能 构造器参数／如何使用

DataInputStream 与 DataOutputStream 联合使用，使自己能以机动方式读取一个流中的基本数据类型（int，char，long 等等） InputStream/包含了一个完整的接口，以便读取基本数据类型

BufferedInputStream 避免每次想要更多数据时都进行物理性的读取，告诉它“请先在缓冲区里找” InputStream，没有可选的缓冲区大小／本身并不能提供一个接口，只是发出使用缓冲区的要求。要求同一个接口对象连接到一起

LineNumberInputStream 跟踪输入流中的行号；可调用 getLineNumber()以及 setLineNumber(int) 只是添加对数据行编号的能力，所以可能需要同一个真正的接口对象连接

PushbackInputStream 有一个字节的后推缓冲区，以便后推读入的上一个字符 InputStream／通常由编译器在扫描器中使用，因为 Java 编译器需要它。一般不在自己的代码中使用

10.2.2 通过 FilterOutputStream 向 OutputStream 里写入数据

与 DataInputStream 对应的是 DataOutputStream，后者对各个基本数据类型以及 String 对象进行格式化，并将其置入一个数据“流”中，以便任何机器上的 DataInputStream 都能正常地读取它们。所有方法都以“wirte”开头，例如 writeByte()，writeFloat()等等。

若想进行一些真正的格式化输出，比如输出到控制台，请使用 PrintStream。利用它可以打印出所有基本数据类型以及 String 对象，并可采用一种易于查看的格式。这与 DataOutputStream 正好相反，后者的目标是将那些数据置入一个数据流中，以便 DataInputStream 能够方便地重新构造它们。System.out 静态对象是一个 PrintStream。

PrintStream 内两个重要的方法是 print()和 println()。它们已进行了覆盖处理，可打印出所有数据类型。print()和 println()之间的差异是后者在操作完毕后会自动添加一个新行。

BufferedOutputStream 属于一种“修改器”，用于指示数据流使用缓冲技术，使自己不必每次都向流内物理性地写入数据。通常都应将它应用于文件处理和控制器 IO。 表 10.4 FilterOutputStream 的类型

Class

Function

Constructor Arguments

How to use it

Data-OutputStream

Used in concert with DataInputStream so you can write primitives (int, char, long, etc.) to a stream in a portable fashion.

OutputStream

Contains full interface to allow you to write primitive types.

PrintStream

For producing formatted output. While DataOutputStream handles the storage of data, PrintStream handles display.

OutputStream, with optional boolean indicating that the buffer is flushed with every newline.

Should be the “final” wrapping for your OutputStream object. You’ll probably use this a lot.

Buffered-OutputStream

Use this to prevent a physical write every time you send a piece of data. You’re saying “Use a buffer.” You can call flush( ) to flush the buffer.

OutputStream, with optional buffer size.

This doesn’t provide an interface per se, just a requirement that a buffer is used. Attach an interface object.

类 功能 构造器参数／如何使用

DataOutputStream 与 DataInputStream 配合使用，以便采用方便的形式将基本数据类型（int，char，long 等）写入一个数据流 OutputStream／包含了完整接口，以便我们写入基本数据类型

PrintStream 用于产生格式化输出。DataOutputStream 控制的是数据的“存储”，而 PrintStream 控制的是“显示”

OutputStream，可选一个布尔参数，指示缓冲区是否与每个新行一同刷新／对于自己的 OutputStream 对象，应该用“final”将其封闭在内。可能经常都要用到它

BufferedOutputStream 用它避免每次发出数据的时候都要进行物理性的写入，要求它“请先在缓冲区里找”。可调用 flush()，对缓冲区进行刷新 OutputStream，可选缓冲区大小／本身并不能提供一个接口，只是发出使用缓冲区的要求。需要同一个接口对象连接到一起