通过接口抽象输入输出，结合多态、模板方法和装饰器模式，构建可扩展的IO模型，统一管理资源与异常，提升复用性与维护性。
在Java中实现面向对象的输入输出结构，关键在于对IO操作进行抽象，屏蔽底层细节，提升代码复用性与可维护性。Java标准库中的java.io包本身已经采用了面向对象的设计思想，我们可以在其基础上进一步封装，构建更高级、更灵活的IO抽象模型。
定义统一的IO接口
为输入和输出操作分别定义抽象接口，使具体实现可以自由替换。
InputSource 接口用于抽象所有数据源：
public interface InputSource {
String read() throws IOException;
void close() throws IOException;
}
OutputTarget 接口用于抽象所有目标位置：
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public interface OutputTarget {
void write(String data) throws IOException;
void close() throws IOException;
}
这样设计的好处是调用方只依赖于抽象，不关心文件、网络或内存等具体实现方式。
提供多种实现类
针对不同场景提供具体的实现，体现多态性。
- 文件输入：实现从文本文件读取
- 字符串输入：从内存字符串读取，适合测试
- 网络输入：从Socket流读取数据
- 控制台输入：包装
System.in
示例：文件输入实现
public class FileInputSource implements InputSource {
private BufferedReader reader;
public FileInputSource(String filePath) throws FileNotFoundException {
this.reader = new BufferedReader(new FileReader(filePath));
}
@Override
public String read() throws IOException {
StringBuilder content = new StringBuilder();
String line;
while ((line = reader.readLine()) != null) {
content.append(line).append("\n");
}
return content.toString();
}
@Override
public void close() throws IOException {
if (reader != null) reader.close();
}
}
同理可实现ConsoleOutputTarget、FileOutputTarget等。
使用模板方法封装流程
通过抽象基类定义通用IO处理流程，子类只需重写核心逻辑。
public abstract class IOProcessor {
protected InputSource input;
protected OutputTarget output;
public IOProcessor(InputSource input, OutputTarget output) {
this.input = input;
this.output = output;
}
public final void process() {
try {
String data = input.read();
String result = transform(data); // 可扩展点
output.write(result);
} catch (IOException e) {
handleError(e);
} finally {
try {
input.close();
output.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
protected abstract String transform(String data);
protected void handleError(Exception e) {
System.err.println("IO Error: " + e.getMessage());
}
}
子类如UpperCaseProcessor只需关注转换逻辑，无需处理资源管理。
结合装饰器模式增强功能
利用Java IO原有的装饰器思想，扩展功能如缓存、加密、压缩等。
- 创建
BufferedInputSource包装基础输入，提升性能 - 实现
EncryptedOutputTarget自动加密输出内容 - 支持链式包装，如：文件 → 缓存 → 加密 → 输出
这种结构让功能组合变得灵活，符合开闭原则。
基本上就这些。通过接口抽象、多态实现、模板方法和装饰器模式的结合，可以构建出清晰、可扩展的面向对象IO模型。关键是把变化的部分隔离，让核心流程稳定复用。不复杂但容易忽略的是异常处理和资源释放的统一管理。
