Java 7之傳統I/O - 字符類 StringReader和StringWriter

這兩個類將String類適配到了Reader和Writer接口,在StringWriter類實現的過程中,真正使用的是StringBuffer,前面講過,StringBuffer是一個可變類,由於Writer類中有許多字符串的操作,所以這個類用起來比較方便;在StringReader類中只定義一個String類即可,因爲只涉及到類的讀取,而沒有修改等的操作,不會創建多個字符串而造成資源浪費。


1、StringWriter類


public class StringWriter extends Writer {
	
    private StringBuffer buf;     // 一個可變的、線程安全的字符串變量
    public StringWriter() {
        buf = new StringBuffer();
        lock = buf;               // lock是一個Object類的實例對象
    }
    public StringWriter(int initialSize) {
        if (initialSize < 0) {
            throw new IllegalArgumentException("Negative buffer size");
        }
        buf = new StringBuffer(initialSize);
        lock = buf;
    }
    public void write(int c) {
        buf.append((char) c);
    }

    public void write(char cbuf[], int off, int len) {
        if ((off < 0) || (off > cbuf.length) || (len < 0) || ((off + len) > cbuf.length) || ((off + len) < 0)) {
            throw new IndexOutOfBoundsException();
        } else if (len == 0) {
            return;
        }
        buf.append(cbuf, off, len);
    }
    public void write(String str) {
        buf.append(str);
    }

    public void write(String str, int off, int len)  {
        buf.append(str.substring(off, off + len));
    }


  //...
}
可以看出,提供了各種各樣的write()方法,如可以將字符數組追加到字符串尾、單個字符添加到字符串末尾行等等,源代碼的實現都非常簡單,下面來舉個例子:

public class testStringWriter {
	public static void main(String[] args) {
		char[] x = { 'm', 'n' };
		StringWriter s = new StringWriter(20); 
		s.write(x, 0, 1);

		s.write('a');
		s.write("bcd");
		s.write("012", 1, 2);
		System.out.println(s.toString());
	}
}

最後的輸出結果如下:

mabcd12

或者還可以使用append()方法將要添加的內容追加到字符串末尾。如下源代碼:

   public StringWriter append(CharSequence csq) {
        if (csq == null)
            write("null");
        else
            write(csq.toString());
        return this;
    }

    public StringWriter append(CharSequence csq, int start, int end) {
        CharSequence cs = (csq == null ? "null" : csq);
        write(cs.subSequence(start, end).toString());
        return this;
    }
    public StringWriter append(char c) {
        write(c);
        return this;
    }


2、StringReader類


下面來看一下StringReader類的read()方法,如下:

   public int read() throws IOException {  
        synchronized (lock) {
            ensureOpen();
            if (next >= length)
                return -1;
            return str.charAt(next++);
        }
    }

    public int read(char cbuf[], int off, int len) throws IOException {  
        synchronized (lock) {
            ensureOpen();
            if ((off < 0) || (off > cbuf.length) || (len < 0) ||
                ((off + len) > cbuf.length) || ((off + len) < 0)) {
                throw new IndexOutOfBoundsException();
            } else if (len == 0) {
                return 0;
            }
            if (next >= length)
                return -1;
            int n = Math.min(length - next, len);
            str.getChars(next, next + n, cbuf, off);
            next += n;
            return n;
        }
    }

可以每次讀取一個字符,也可以將多個字符一次性讀入一個數組中。在讀取的過程中還支持回退讀取、跳讀取等操作。

lock在StringWriter類初始化時已經賦值爲buf實例,由於StringBuffer是線程安全的,所以在讀取的時候,加鎖同一個StringBuffer實例就可以實現寫入和讀取的同步。切不可在方法上加synchronized關鍵字,因爲這樣默認的鎖是StringReader類實例,無法與StringBuffer實現同步。

讀取時還需要確保輸入輸出流打開(ensureOpen()方法),源碼如下:

 private void ensureOpen() throws IOException {
        if (str == null)
            throw new IOException("Stream closed");
 }

也就是確保有內容可以讀取。如果沒有則直接拋出異常。


來看一下使用標記讀取字符串,主要的方法有3個,如下:

    private int next = 0;              // 下一個要讀取的字符標記
    private int mark = 0;              // 對字符串中的字符進行標記
    public boolean markSupported() {   // 是否支持標記讀取
        return true;
    }

    /**
     * 標記當前的位置,調用reset()方法後可以重新回到標記處讀取數據.
     */
    public void mark(int readAheadLimit) throws IOException { 
        if (readAheadLimit < 0){
            throw new IllegalArgumentException("Read-ahead limit < 0");
        }
        synchronized (lock) {
            ensureOpen();
            mark = next;   // 標記爲當前的讀取位置
        }
    }

    public void reset() throws IOException {
        synchronized (lock) {
            ensureOpen();
            next = mark;
        }
    }
mark()和reset()方法同樣需要實現同步。所以看出StringReader和StringWriter類是線程安全的。


下面簡單示例一下這個類中重要方法的應用。

                StringReader sr=new StringReader("abcdefg");
		System.out.println((char)sr.read());  // a
		// 如果支持標記讀取,則標記當前的讀取位置,也就是字符串中的第二個字符b
		if(sr.markSupported()){
			sr.mark(3);                       // 查看源碼後知道,這個參數3無任何意義。
		}
		System.out.println((char)sr.read());  // b
		System.out.println((char)sr.read());  // c
		sr.reset();                           // 從做標記的mark開始讀取
		System.out.println((char)sr.read());  // 當前讀取位置設置爲mark標記的值,輸出爲b
		
	    char[] x=new char[3];
	    sr.read(x,0,2);
		System.out.println(String.valueOf(x));// bc

如果sr對象結尾時最好調用close()方法進行關閉,close()方法源代碼如下:

 public void close() {
        str = null;
 }
幫助JVM儘快回收這個對象。


思考:如果不調用這個方法,會不會產生內存泄漏?














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