Java IO 進階：FilterReader 與 FilterWriter 抽象類實戰解析

探索起因：無法實例化的抽象類

在閱讀 Java IO 包文檔時發現 FilterReader 和 FilterWriter 從未使用過，嘗試 new FilterReader() 卻報錯：Cannot instantiate the type FilterReader。查閱文檔才發現，它們均為 abstract class，必須通過繼承並實現抽象方法後才能使用。

核心概念：裝飾器模式在 IO 中的體現

FilterReader 繼承 Reader，作用是包裝另一個字符輸入流，在不改變原流功能的基礎上，增加過濾、轉換等額外行為。這正是裝飾器模式的經典應用。

實戰步驟：自定義過濾讀取器

1. 定義子類繼承 FilterReader

public class FD extends FilterReader {
    public FD(Reader in) {
        super(in); // 必須調用父類構造函數傳入被包裝的流
    }
    // 此處可重寫 read() 等方法實現自定義過濾邏輯
}

2. 實例化並使用

public void test() throws IOException {
    // 建立基礎讀取鏈：文件 -> 字節流 -> 字符流 -> 緩衝流
    BufferedReader br = new BufferedReader(
        new InputStreamReader(
            new FileInputStream("E:/syl/1.html"), "UTF-8"
        )
    );
    
    // 使用自定義過濾器包裝
    FD fd = new FD(br);
    
    // 正常讀取，底層實際由 FilterReader 委派給 BufferedReader
    char[] buffer = new char[1024];
    int len;
    while ((len = fd.read(buffer)) != -1) {
        System.out.println(new String(buffer, 0, len));
    }
    fd.close(); // 關閉頂層流會自動關閉底層流
}

等價的流構建寫法

FileInputStream in = new FileInputStream("E:/syl/1.html");
InputStreamReader inReader = new InputStreamReader(in, "UTF-8");
BufferedReader br = new BufferedReader(inReader);

關鍵總結

• FilterReader/FilterWriter 是抽象裝飾基類，不可直接實例化
• 必須繼承並傳入被包裝流到 super(in)
• 通過重寫 read()/write() 實現數據攔截、轉換、過濾等邏輯
• 符合開閉原則：不修改原流代碼即可擴展功能
• 實際開發中常用其子類 BufferedReader/BufferedWriter、PushbackReader 等

延伸思考

若需實現「讀取時自動過濾 HTML 標籤」或「寫入時自動加密」，只需繼承 FilterReader/FilterWriter 並在 read()/write() 中加入處理邏輯，即可無縫接入現有 IO 體系，體現了組合優於繼承的設計智慧。