Java 實戰：打造跨平台壓縮備份工具 ExpZip — 從 File API 到正則過濾的完整實作

public class FileFilter implements FilenameFilter {
    private final Pattern pattern;
    public FileFilter(String regex) { this.pattern = Pattern.compile(regex); }
    public boolean accept(File dir, String name) {
        File f = new File(dir, name);
        return f.isFile() && pattern.matcher(f.getName()).matches();
    }
}

ExpZip 核心邏輯架構

public class ExpZip {
    public static void main(String[] args) {
        if (args.length < 2) { usage(); return; }
        File root = new File(args[0]);
        String regex = args[1]; // 如 "[a-zA-Z_$][\\w$]*\\.java"

        // 1. 遞迴收集符合條件的檔案
        List files = new ArrayList<>();
        collectFiles(root, new FileFilter(regex), files);

        // 2. 建立 ZIP 輸出流 (含校驗)
        try (FileOutputStream fos = new FileOutputStream("Backup.zip");
             CheckedOutputStream cos = new CheckedOutputStream(fos, new Adler32());
             ZipOutputStream zos = new ZipOutputStream(cos)) {

            zos.setComment("ExpZip backup " + new Date() + " | " + files.size() + " files");

            // 3. 逐個寫入 ZIP
            for (File f : files) {
                String entryName = getRelativePath(root, f); // 相對路徑
                zos.putNextEntry(new ZipEntry(entryName));
                Files.copy(f.toPath(), zos); // Java 7+ 高效複製
                zos.closeEntry();
            }
            System.out.println("校驗值: " + cos.getChecksum().getValue());
        }
    }

    static void collectFiles(File dir, FilenameFilter filter, List result) {
        File[] children = dir.listFiles();
        if (children == null) return;
        for (File child : children) {
            if (child.isDirectory()) {
                collectFiles(child, filter, result); // 遞迴
            } else if (filter.accept(dir, child.getName())) {
                result.add(child);
            }
        }
    }

    static String getRelativePath(File root, File file) {
        String absRoot = root.getAbsolutePath();
        String absFile = file.getAbsolutePath();
        return absFile.substring(absRoot.length() + 1).replace(File.separatorChar, '/');
    }
}

執行範例

# 備份 Eclipse 工作區所有 Java 檔
java ExpZip "C:\Users\Gary\workspace" "[a-zA-Z_$][\\w$]*\\.java"

# 備份 /home/user/docs 下所有 2024 年修改的 PDF
java ExpZip "/home/user/docs" ".*\\.pdf"  # 需在程式中加入 lastModified 判斷

設計模式應用亮點

• 策略模式： `FilenameFilter` 讓過濾邏輯可插拔 (資料夾過濾、正則過濾、大小過濾、時間過濾...)。
• 工廠模式： `Pattern.compile(regex)` 隱藏正則編譯細節。
• 模板方法： `collectFiles` 定義遞迴遍歷骨架，`filter.accept` 為可變步驟。

擴充方向

1. 圖形介面： Swing/JavaFX 包裝，提供目錄選擇器、正則編輯器、進度條。
2. 增量備份： 對比上次備份快照 (檔案大小+修改時間+CRC32)，僅壓縮變更檔。
3. 多執行緒壓縮： 使用 `ExecutorService` + 分塊並行壓縮大檔 (需 ZIP64 支援)。
4. 雲端上傳： 整合 AWS S3 / Azure Blob / Google Cloud Storage SDK，備份直傳雲端。

ExpZip 雖為教學範例，但其架構已具備生產級備份工具的核心基因：可組合的過濾策略、標準化的封存格式、內建完整性校驗、跨平台零依賴。