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装饰者模式、模板模式 工厂方法模式、适配器模式

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在 Java 中，InputStream 和 OutputStream 的设计体现了一些关键的设计模式，主要包括以下几种：

1. 装饰者模式（Decorator Pattern）

InputStream 和 OutputStream 使用了装饰者模式来实现流的功能扩展。装饰者模式允许动态地向对象添加职责，而不需要修改其代码。

• 体现：

  • 基础流类（如 FileInputStream 和 FileOutputStream）提供最基本的功能。
  • 高级流类（如 BufferedInputStream、DataInputStream、BufferedOutputStream 等）通过包装基础流类或其他流类来添加额外的功能，例如缓冲、数据读取或对象序列化。
  • 通过组合多个装饰器，可以灵活地构建流的功能。

  示例：

  InputStream inputStream = new FileInputStream("file.txt");
  InputStream bufferedStream = new BufferedInputStream(inputStream);
  DataInputStream dataStream = new DataInputStream(bufferedStream);
  
  int data = dataStream.readInt(); // 读取一个整数
  
  

  在上述代码中，DataInputStream 装饰了 BufferedInputStream，而 BufferedInputStream 装饰了 FileInputStream。

2. 模板方法模式（Template Method Pattern）

InputStream 和 OutputStream 的抽象类定义了通用的接口，而子类通过实现具体方法完成特定的行为。这种设计体现了模板方法模式。

• 体现：

  • InputStream 提供了通用方法如 read()，但具体的读取行为（如从文件、网络或字节数组中读取数据）由子类实现。
  • OutputStream 的 write() 方法也是类似的设计。

  示例：

  public abstract class InputStream {
      public abstract int read() throws IOException; // 抽象方法
      public int read(byte[] b, int off, int len) throws IOException {
          // 通用实现
          for (int i = 0; i < len; i++) {
              int data = read();
              if (data == -1) break;
              b[off + i] = (byte) data;
          }
          return len;
      }
  }
  
  

3. 工厂方法模式（Factory Method Pattern）

在某些场景中，InputStream 和 OutputStream 的实例化是通过工厂方法来完成的。例如，java.nio.file.Files 提供了 newInputStream 和 newOutputStream 方法，简化了流的创建。

• 体现：
  • Files.newInputStream(path) 和 Files.newOutputStream(path) 返回具体的流实例，而调用者并不需要关心具体的实现。

4. 适配器模式（Adapter Pattern）