裝飾器模式在Java IO流中的應用

裝飾器模式（Decorator Pattern）是一種設計模式，它允許你在不改變現有對象結構的情況下，動態地給一個對象添加新的功能。在Java IO流中，裝飾器模式被廣泛應用于擴展和增強流的功能。

Java IO庫提供了一些基本的流類，如InputStream、OutputStream、Reader和Writer等。這些類提供了用于讀取和寫入數據的基本方法。然而，有時你可能需要為這些基本流添加額外的功能，例如添加緩沖、壓縮或加密等。裝飾器模式允許你通過創建一組裝飾類來實現這些功能，而不需要修改現有的流類。

以下是一些在Java IO流中應用裝飾器模式的示例：

1. 緩沖流（Buffered Streams）：

Java IO庫提供了BufferedInputStream和BufferedOutputStream類，它們分別用于包裝其他輸入/輸出流，以提供緩沖功能。緩沖流可以提高讀寫性能，因為它們會在內部緩存數據，從而減少對底層流的實際訪問次數。

// 包裝一個文件輸入流，使用緩沖功能
FileInputStream fis = new FileInputStream("file.txt");
BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(fis);

// 包裝一個文件輸出流，使用緩沖功能
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("output.txt");
BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(fos);

2. 數據壓縮流（Data Compression Streams）：

Java IO庫提供了ZIP和GZIP壓縮算法的支持。你可以使用裝飾器模式來包裝一個輸入/輸出流，以提供壓縮和解壓縮功能。

// 包裝一個文件輸入流，使用GZIP壓縮
FileInputStream fis = new FileInputStream("file.txt");
GzipInputStream gis = new GzipInputStream(fis);

// 包裝一個文件輸出流，使用GZIP壓縮
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("file.txt.gz");
GzipOutputStream gos = new GzipOutputStream(fos);

3. 數據加密流（Data Encryption Streams）：

你可以使用裝飾器模式來包裝一個輸入/輸出流，以提供數據加密和解密功能。例如，你可以使用Java加密擴展（Java Cryptography Extension，JCE）來實現這一點。

// 包裝一個文件輸入流，使用AES加密
FileInputStream fis = new FileInputStream("file.txt");
CipherInputStream cis = new CipherInputStream(fis, new AESCipher());

// 包裝一個文件輸出流，使用AES加密
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("file.txt.enc");
CipherOutputStream cos = new CipherOutputStream(fos, new AESCipher());

注意：上述示例中的AESCipher類需要你自己實現，它應該繼承自java.security.Cipher類，并提供用于初始化、加密和解密的方法。

總之，裝飾器模式在Java IO流中的應用非常廣泛，它允許你通過組合現有的流類來創建具有新功能的流。這種方法具有良好的可擴展性和可維護性，因為它允許你在不修改現有代碼的情況下添加新功能。