存取程序状态的几种方法——Java I/O应用杂谈

jungleford如是说

    已经有一个多月没有搭理blog了，原因很多，譬如实验室的项目正在收工，巨忙；譬如找工作及其相关的事情；而且二月份大部分时间是陪老爹老妈，家里拨号的速度可想而知……但主要还是没有找到一个合适的topic，或者说这段时间懒了（临毕业前期综合症），净在看《汉武大帝》和历史方面的书，还有其它乱七八糟的闲书，就是没有认真地玩Java，哈哈！现在工作差不多落实了，好在不算太烂，小资青年jungleford的生活又开始步入正轨了！以上是新年里的一些废话。    今天稍微聊一点关于“程序状态保存”方面的问题，我们很轻易就会想到“序列化”（Serialization，有的书上又翻译为“顺序化”或者“串行化”，但“串行”一词总是让我联想到通信和硬件接口，所以我更习惯于“序列化”的叫法，何况这种叫法是有来头的，后面我会谈到这个名称的由来），当然，序列化是一种方便有效的数据存取方式，但它还有更加广泛的应用。广义上讲，就是讨论一下I/O的一些应用。

文件I/O：文件流→序列化

★文件流    文件操作是最简单最直接也是最轻易想到的一种方式，我们说的文件操作不仅仅是通过FileInputStream/FileOutputStream这么“裸”的方式直接把数据写入到本地文件（像我以前写的一个扫雷的小游戏JavaMine就是这样保存一局的状态的），这样就比较“底层”了。
主要类与方法描述FileInputStream.read()从本地文件读取二进制格式的数据FileReader.read()从本地文件读取字符（文本）数据FileOutputStream.write()保存二进制数据到本地文件FileWriter.write()保存字符数据到本地文件
★XML    和上面的单纯的I/O方式相比，XML就显得“高档”得多，以至于成为一种数据交换的标准。以DOM方式为例，它关心的是首先在内存中构造文档树，数据保存在某个结点上（可以是叶子结点，也可以是标签结点的属性），构造好了以后一次性的写入到外部文件，但我们只需要知道文件的位置，并不知道I/O是怎么操作的，XML操作方式可能多数人也实践过，所以这里也只列出相关的方法，供初学者预先了解一下。主要的包是javax.XML.parsers，org.w3c.dom，javax.XML.transform。
主要类与方法描述DocumentBuilderFactory.newDocumentBuilder().parse()解析一个外部的XML文件，得到一个Document对象的DOM树DocumentBuilderFactory.newInstance().newDocumentBuilder().newDocument()初始化一棵DOM树Document.getDocumentElement(). appendChild()为一个标签结点添加一个子结点Document.createTextNode()生成一个字符串结点Node.getChildNodes()取得某个结点的所有下一层子结点Node.removeChild() 删除某个结点的子结点Document. getElementsByTagName()查找所有指定名称的标签结点Document.getElementById()查找指定名称的一个标签结点，假如有多个符合，则返回某一个，通常是第一个Element.getAttribute()取得一个标签的某个属性的的值Element.setAttribute()设置一个标签的某个属性的的值Element.removeAttribute()删除一个标签的某个属性TransformerFactory.newInstance().newTransformer().transform()将一棵DOM树写入到外部XML文件
★序列化    使用基本的文件读写方式存取数据，假如我们仅仅保存相同类型的数据，则可以用同一种格式保存，譬如在我的JavaMine中保存一个盘局时，需要保存每一个方格的坐标、是否有地雷，是否被翻开等，这些信息组合成一个“复合类型”；相反，假如有多种不同类型的数据，那我们要么把它分解成若干部分，以相同类型（譬如String）保存，要么我们需要在程序中添加解析不同类型数据格式的逻辑，这就很不方便。于是我们期望用一种比较“高”的层次上处理数据，程序员应该花尽可能少的时间和代码对数据进行解析，事实上，序列化操作为我们提供了这样一条途径。    序列化（Serialization）大家可能都有所接触，它可以把对象以某种特定的编码格式写入或从外部字节流（即ObjectInputStream/ObjectOutputStream）中读取。序列化一个对象非常之简单，仅仅实现一下Serializable接口即可，甚至都不用为它专门添加任何方法：
public class MySerial implements java.io.Serializable{  ...}
但有一个条件：即你要序列化的类当中，它的每个属性都必须是是“可序列化”的。这句话说起来有点拗口，其实所有基本类型（就是int，char，boolean之类的）都是“可序列化”的，而你可以看看JDK文档，会发现很多类其实已经实现了Serializable（即已经是“可序列化”的了），于是这些类的对象以及基本数据类型都可以直接作为你需要序列化的那个类的内部属性。假如碰到了不是“可序列化”的属性怎么办？对不起，那这个属性的类还需要事先实现Serializable接口，如此递归，直到所有属性都是“可序列化”的。