java中如何提取列表的代码
作者:课课家教育更新于： 2016-02-29 19:54:51
对于本书每一个完整的代码列表(不是代码段)，大家无疑会注意到它们都用特殊的注释记号起始与结束('//:'和'///:~')。之所以要包括这种标志信息，是为了能将代码从本书自动提取到兼容的源码文件中。在我的前一本书里，我设计了一个系统，可将测试过的代码文件自动合并到书中。但对于这本书，我发现一种更简便的做法是一旦通过了最初的测试，就把代码粘贴到书中。而且由于很难第一次就编译通过，所以我在书的内部编辑代码。但如何提取并测试代码呢?这个程序就是关键。如果你打算解决一个文字处理的问题，那么它也很有利用价值。该例也演示了String类的许多特性。
我首先将整本书都以ASCII文本格式保存成一个独立的文件。CodePackager程序有两种运行模式(在usageString有相应的描述)：如果使用-p标志，程序就会检查一个包含了ASCII文本(即本书的内容)的一个输入文件。它会遍历这个文件，按照注释记号提取出代码，并用位于第一行的文件名来决定创建文件使用什么名字。除此以外，在需要将文件置入一个特殊目录的时候，它还会检查package语句(根据由package语句指定的路径选择)。
但这样还不够。程序还要对包(package)名进行跟踪，从而监视章内发生的变化。由于每一章使用的所有包都以c02，c03，c04等等起头，用于标记它们所属的是哪一章(除那些以com起头的以外，它们在对不同的章进行跟踪的时候会被忽略)——只要每一章的第一个代码列表包含了一个package，所以CodePackager程序能知道每一章发生的变化，并将后续的文件放到新的子目录里。
每个文件提取出来时，都会置入一个SourceCodeFile对象，随后再将那个对象置入一个集合(后面还会详尽讲述这个过程)。这些SourceCodeFile对象可以简单地保存在文件中，那正是本项目的第二个用途。如果直接调用CodePackager，不添加-p标志，它就会将一个“打包”文件作为输入。那个文件随后会被提取(释放)进入单独的文件。所以-p标志的意思就是提取出来的文件已被“打包”(packed)进入这个单一的文件。
但为什么还要如此麻烦地使用打包文件呢?这是由于不同的计算机平台用不同的方式在文件里保存文本信息。其中最大的问题是换行字符的表示方法;当然，还有可能存在另一些问题。然而，java有一种特殊类型的IO数据流——DataOutputStream——它可以保证“无论数据来自何种机器，只要使用一个DataInputStream收取这些数据，就可用本机正确的格式保存它们”。也就是说，Java负责控制与不同平台有关的所有细节，而这正是Java最具魅力的一点。所以-p标志能将所有东西都保存到单一的文件里，并采用通用的格式。用户可从web下载这个文件以及Java程序，然后对这个文件运行CodePackager，同时不指定-p标志，文件便会释放到系统中正确的场所(亦可指定另一个子目录;否则就在当前目录创建子目录)。为确保不会留下与特定平台有关的格式，凡是需要描述一个文件或路径的时候，我们就使用File对象。除此以外，还有一项特别的安全措施：在每个子目录里都放入一个空文件;那个文件的名字指出在那个子目录里应找到多少个文件。
下面是完整的代码，后面会对它进行详细的说明：
//: CodePackager.java
// "Packs" and "unpacks" the code in "Thinking
// in Java" for cross-platform distribution.
/* Commented so CodePackager sees it and starts
a new chapter directory, but so you don't
have to worry about the directory where this
program lives:
package c17;
*/
import java.util.*;
import java.io.*;
class Pr {
static void error(String e) {
System.err.println("ERROR: " + e);
System.exit(1);
}
}
class IO {
static BufferedReader disOpen(File f) {
BufferedReader in = null;
try {
in = new BufferedReader(
new FileReader(f));
} catch(IOException e) {
Pr.error("could not open " + f);
}
return in;
}
static BufferedReader disOpen(String fname) {
return disOpen(new File(fname));
}
static DataOutputStream dosOpen(File f) {
DataOutputStream in = null;
try {
in = new DataOutputStream(
new BufferedOutputStream(
new FileOutputStream(f)));
} catch(IOException e) {
Pr.error("could not open " + f);
}
return in;
}
static DataOutputStream dosOpen(String fname) {
return dosOpen(new File(fname));
}
static PrintWriter PSOpen(File f) {
PrintWriter in = null;
try {
in = new PrintWriter(
new BufferedWriter(
new FileWriter(f)));
} catch(IOException e) {
Pr.error("could not open " + f);
}
return in;
}
static PrintWriter psOpen(String fname) {
return psOpen(new File(fname));
}
static void close(Writer os) {
try {
os.close();
} catch(IOException e) {
Pr.error("closing " + os);
}
}
static void close(DataOutputStream os) {
try {
os.close();
} catch(IOException e) {
Pr.error("closing " + os);
}
}
static void close(Reader os) {
try {
os.close();
} catch(IOException e) {
Pr.error("closing " + os);
}
}
}
class SourceCodeFile {
public static final String
startMarker = "//:", // Start of source file
endMarker = "} ///:~", // End of source
endMarker2 = "}; ///:~", // C++ file end
beginContinue = "} ///:Continued",
endContinue = "///:Continuing",
packMarker = "###", // Packed file header tag
eol = // Line separator on current system
System.getProperty("line.separator"),
filesep = // System's file path separator
System.getProperty("file.separator");
public static String copyright = "";
static {
try {
BufferedReader cr =
new BufferedReader(
new FileReader("Copyright.txt"));
String crin;
while((crin = cr.readLine()) != null)
copyright += crin + "\\n";
cr.close();
} catch(Exception e) {
copyright = "";
}
}
private String filename, dirname,
contents = new String();
private static String chapter = "c02";
// The file name separator from the old system:
public static String oldsep;
public String toString() {
return dirname + filesep + filename;
}
// Constructor for parsing from document file:
public SourceCodeFile(String firstLine,
BufferedReader in) {
dirname = chapter;
// Skip past marker:
filename = firstLine.substring(
startMarker.length()).trim();
// Find space that terminates file name:
if(filename.indexOf(' ') != -1)
filename = filename.substring(
0, filename.indexOf(' '));
System.out.println("found: " + filename);
contents = firstLine + eol;
if(copyright.length() != 0)
contents += copyright + eol;
String s;
boolean foundEndMarker = false;
try {
while((s = in.readLine()) != null) {
if(s.startsWith(startMarker))
Pr.error("No end of file marker for " +
filename);
// For this program, no spaces before
// the "package" keyword are allowed
// in the input source code:
else if(s.startsWith("package")) {
// Extract package name:
String pdir = s.substring(
s.indexOf(' ')).trim();
pdir = pdir.substring(
0, pdir.indexOf(';')).trim();
// Capture the chapter from the package
// ignoring the 'com' subdirectories:
if(!pdir.startsWith("com")) {
int firstDot = pdir.indexOf('.');
if(firstDot != -1)
chapter =
pdir.substring(0,firstDot);
else
chapter = pdir;
}
// Convert package name to path name:
pdir = pdir.replace(
'.', filesep.charAt(0));
System.out.println("package " + pdir);
dirname = pdir;
}
contents += s + eol;
// Move past continuations:
if(s.startsWith(beginContinue))
while((s = in.readLine()) != null)
if(s.startsWith(endContinue)) {
contents += s + eol;
break;
}
// Watch for end of code listing:
if(s.startsWith(endMarker) ||
s.startsWith(endMarker2)) {
foundEndMarker = true;
break;
}
}
if(!foundEndMarker)
Pr.error(
"End marker not found before EOF");
System.out.println("Chapter: " + chapter);
} catch(IOException e) {
Pr.error("Error reading line");
}
}
// For recovering from a packed file:
public SourceCodeFile(BufferedReader pFile) {
try {
String s = pFile.readLine();
if(s == null) return;
if(!s.startsWith(packMarker))
Pr.error("Can't find " + packMarker
+ " in " + s);
s = s.substring(
packMarker.length()).trim();
dirname = s.substring(0, s.indexOf('#'));
filename = s.substring(s.indexOf('#') + 1);
dirname = dirname.replace(
oldsep.charAt(0), filesep.charAt(0));
filename = filename.replace(
oldsep.charAt(0), filesep.charAt(0));
System.out.println("listing: " + dirname
+ filesep + filename);
while((s = pFile.readLine()) != null) {
// Watch for end of code listing:
if(s.startsWith(endMarker) ||
s.startsWith(endMarker2)) {
contents += s;
break;
}
contents += s + eol;
}
} catch(IOException e) {
System.err.println("Error reading line");
}
}
public boolean hasFile() {
return filename != null;
}
public String directory() { return dirname; }
public String filename() { return filename; }
public String contents() { return contents; }
// To write to a packed file:
public void writePacked(DataOutputStream out) {
try {
out.writeBytes(
packMarker + dirname + "#"
+ filename + eol);
out.writeBytes(contents);
} catch(IOException e) {
Pr.error("writing " + dirname +
filesep + filename);
}
}
// To generate the actual file:
public void writeFile(String rootpath) {
File path = new File(rootpath, dirname);
path.mkdirs();
PrintWriter p =
IO.psOpen(new File(path, filename));
p.print(contents);
IO.close(p);
}
}
class DirMap {
private Hashtable t = new Hashtable();
private String rootpath;
DirMap() {
rootpath = System.getProperty("user.dir");
}
DirMap(String alternateDir) {
rootpath = alternateDir;
}
public void add(SourceCodeFile f){
String path = f.directory();
if(!t.containsKey(path))
t.put(path, new Vector());
((Vector)t.get(path)).addElement(f);
}
public void writePackedFile(String fname) {
DataOutputStream packed = IO.dosOpen(fname);
try {
packed.writeBytes("###Old Separator:" +
SourceCodeFile.filesep + "###\\n");
} catch(IOException e) {
Pr.error("Writing separator to " + fname);
}
Enumeration e = t.keys();
while(e.hasMoreElements()) {
String dir = (String)e.nextElement();
System.out.println(
"Writing directory " + dir);
Vector v = (Vector)t.get(dir);
for(int i = 0; i < v.size(); i++) {
SourceCodeFile f =
(SourceCodeFile)v.elementAt(i);
f.writePacked(packed);
}
}
IO.close(packed);
}
// Write all the files in their directories:
public void write() {
Enumeration e = t.keys();
while(e.hasMoreElements()) {
String dir = (String)e.nextElement();
Vector v = (Vector)t.get(dir);
for(int i = 0; i < v.size(); i++) {
SourceCodeFile f =
(SourceCodeFile)v.elementAt(i);
f.writeFile(rootpath);
}
// Add file indicating file quantity
// written to this directory as a check:
IO.close(IO.dosOpen(
new File(new File(rootpath, dir),
Integer.toString(v.size())+".files")));
}
}
}
public class CodePackager {
private static final String usageString =
"usage: java CodePackager packedFileName" +
"\\nExtracts source code files from packed \\n" +
"version of Tjava.doc sources into " +
"directories off current directory\\n" +
"java CodePackager packedFileName newDir\\n" +
"Extracts into directories off newDir\\n" +
"java CodePackager -p source.txt packedFile" +
"\\nCreates packed version of source files" +
"\\nfrom text version of Tjava.doc";
private static void usage() {
System.err.println(usageString);
System.exit(1);
}
public static void main(String[] args) {
if(args.length == 0) usage();
if(args[0].equals("-p")) {
if(args.length != 3)
usage();
createPackedFile(args);
}
else {
if(args.length > 2)
usage();
extractPackedFile(args);
}
}
private static String currentLine;
private static BufferedReader in;
private static DirMap dm;
private static void
createPackedFile(String[] args) {
dm = new DirMap();
in = IO.disOpen(args[1]);
try {
while((currentLine = in.readLine())
!= null) {
if(currentLine.startsWith(
SourceCodeFile.startMarker)) {
dm.add(new SourceCodeFile(
currentLine, in));
}
else if(currentLine.startsWith(
SourceCodeFile.endMarker))
Pr.error("file has no start marker");
// Else ignore the input line
}
} catch(IOException e) {
Pr.error("Error reading " + args[1]);
}
IO.close(in);
dm.writePackedFile(args[2]);
}
private static void
extractPackedFile(String[] args) {
if(args.length == 2) // Alternate directory
dm = new DirMap(args[1]);
else // Current directory
dm = new DirMap();
in = IO.disOpen(args[0]);
String s = null;
try {
s = in.readLine();
} catch(IOException e) {
Pr.error("Cannot read from " + in);
}
// Capture the separator used in the system
// that packed the file:
if(s.indexOf("###Old Separator:") != -1 ) {
String oldsep = s.substring(
"###Old Separator:".length());
oldsep = oldsep.substring(
0, oldsep. indexOf('#'));
SourceCodeFile.oldsep = oldsep;
}
SourceCodeFile sf = new SourceCodeFile(in);
while(sf.hasFile()) {
dm.add(sf);
sf = new SourceCodeFile(in);
}
dm.write();
}
} ///:~
我们注意到package语句已经作为注释标志出来了。由于这是本章的第一个程序，所以package语句是必需的，用它告诉CodePackager已改换到另一章。但是把它放入包里却会成为一个问题。当我们创建一个包的时候，需要将结果程序同一个特定的目录结构联系在一起，这一做法对本书的大多数例子都是适用的。但在这里，CodePackager程序必须在一个专用的目录里编译和运行，所以package语句作为注释标记出去。但对CodePackager来说，它“看起来”依然象一个普通的package语句，因为程序还不是特别复杂，不能侦查到多行注释(没有必要做得这么复杂，这里只要求方便就行)。
头两个类是“支持/工具”类，作用是使程序剩余的部分在编写时更加连贯，也更便于阅读。第一个是Pr，它类似ANSI C的perror库，两者都能打印出一条错误提示消息(但同时也会退出程序)。第二个类将文件的创建过程封装在内，这个过程已在第10章介绍过了;大家已经知道，这样做很快就会变得非常累赘和麻烦。为解决这个问题，第10章提供的方案致力于新类的创建，但这儿的“静态”方法已经使用过了。在那些方法中，正常的违例会被捕获，并相应地进行处理。这些方法使剩余的代码显得更加清爽，更易阅读。
帮助解决问题的第一个类是SourceCodeFile(源码文件)，它代表本书一个源码文件包含的所有信息(内容、文件名以及目录)。它同时还包含了一系列String常数，分别代表一个文件的开始与结束;在打包文件内使用的一个标记;当前系统的换行符;文件路径分隔符(注意要用System.getProperty()侦查本地版本是什么);以及一大段版权声明，它是从下面这个Copyright.txt文件里提取出来的：
//////////////////////////////////////////////////
// Copyright (c) Bruce Eckel, 1998
// Source code file from the book "Thinking in Java"
// All rights reserved EXCEPT as allowed by the
// following statements: You may freely use this file
// for your own work (personal or commercial),
// including modifications and distribution in
// executable form only. Permission is granted to use
// this file in classroom situations, including its
// use in presentation materials, as long as the book
// "Thinking in Java" is cited as the source.
// Except in classroom situations, you may not copy
// and distribute this code; instead, the sole
// distribution point is http://www.BruceEckel.com
// (and official mirror sites) where it is
// freely available. You may not remove this
// copyright and notice. You may not distribute
// modified versions of the source code in this
// package. You may not use this file in printed
// media without the express permission of the
// author. Bruce Eckel makes no representation about
// the suitability of this software for any purpose.
// It is provided "as is" without express or implied
// warranty of any kind, including any implied
// warranty of merchantability, fitness for a
// particular purpose or non-infringement. The entire
// risk as to the quality and performance of the
// software is with you. Bruce Eckel and the
// publisher shall not be liable for any damages
// suffered by you or any third party as a result of
// using or distributing software. In no event will
// Bruce Eckel or the publisher be liable for any
// lost revenue, profit, or data, or for direct,
// indirect, special, consequential, incidental, or
// punitive damages, however caused and regardless of
// the theory of liability, arising out of the use of
// or inability to use software, even if Bruce Eckel
// and the publisher have been advised of the
// possibility of such damages. Should the software
// prove defective, you assume the cost of all
// necessary servicing, repair, or correction. If you
// think you've found an error, please email all
// modified files with clearly commented changes to:
// Bruce@EckelObjects.com. (please use the same
// address for non-code errors found in the book).
//////////////////////////////////////////////////
从一个打包文件中提取文件时，当初所用系统的文件分隔符也会标注出来，以便用本地系统适用的符号替换它。
当前章的子目录保存在chapter字段中，它初始化成c02(大家可注意一下第2章的列表正好没有包含一个打包语句)。只有在当前文件里发现一个package(打包)语句时，chapter字段才会发生改变。
1. 构建一个打包文件
第一个构建器用于从本书的ASCII文本版里提取出一个文件。发出调用的代码(在列表里较深的地方)会读入并检查每一行，直到找到与一个列表的开头相符的为止。在这个时候，它就会新建一个SourceCodeFile对象，将第一行的内容(已经由调用代码读入了)传递给它，同时还要传递BufferedReader对象，以便在这个缓冲区中提取源码列表剩余的内容。
从这时起，大家会发现String方法被频繁运用。为提取出文件名，需调用substring()的过载版本，令其从一个起始偏移开始，一直读到字串的末尾，从而形成一个“子串”。为算出这个起始索引，先要用length()得出startMarker的总长，再用trim()删除字串头尾多余的空格。第一行在文件名后也可能有一些字符;它们是用indexOf()侦测出来的。若没有发现找到我们想寻找的字符，就返回-1;若找到那些字符，就返回它们第一次出现的位置。注意这也是indexOf()的一个过载版本，采用一个字串作为参数，而非一个字符。
解析出并保存好文件名后，第一行会被置入字串contents中(该字串用于保存源码清单的完整正文)。随后，将剩余的代码行读入，并合并进入contents字串。当然事情并没有想象的那么简单，因为特定的情况需加以特别的控制。一种情况是错误检查：若直接遇到一个startMarker(起始标记)，表明当前操作的这个代码列表没有设置一个结束标记。这属于一个出错条件，需要退出程序。
另一种特殊情况与package关键字有关。尽管Java是一种自由形式的语言，但这个程序要求package关键字必须位于行首。若发现package关键字，就通过检查位于开头的空格以及位于末尾的分号，从而提取出包名(注意亦可一次单独的操作实现，方法是使用过载的substring()，令其同时检查起始和结束索引位置)。随后，将包名中的点号替换成特定的文件分隔符——当然，这里要假设文件分隔符仅有一个字符的长度。尽管这个假设可能对目前的所有系统都是适用的，但一旦遇到问题，一定不要忘了检查一下这里。
默认操作是将每一行都连接到contents里，同时还有换行字符，直到遇到一个endMarker(结束标记)为止。该标记指出构建器应当停止了。若在endMarker之前遇到了文件结尾，就认为存在一个错误。
2. 从打包文件中提取
第二个构建器用于将源码文件从打包文件中恢复(提取)出来。在这儿，作为调用者的方法不必担心会跳过一些中间文本。打包文件包含了所有源码文件，它们相互间紧密地靠在一起。需要传递给该构建器的仅仅是一个BufferedReader，它代表着“信息源”。构建器会从中提取出自己需要的信息。但在每个代码列表开始的地方还有一些配置信息，它们的身份是用packMarker(打包标记)指出的。若packMarker不存在，意味着调用者试图用错误的方法来使用这个构建器。
一旦发现packMarker，就会将其剥离出来，并提取出目录名(用一个'#'结尾)以及文件名(直到行末)。不管在哪种情况下，旧分隔符都会被替换成本地适用的一个分隔符，这是用String replace()方法实现的。老的分隔符被置于打包文件的开头，在代码列表稍靠后的一部分即可看到是如何把它提取出来的。
构建器剩下的部分就非常简单了。它读入每一行，把它合并到contents里，直到遇见endMarker为止。
3. 程序列表的存取
接下来的一系列方法是简单的访问器：directory()、filename()(注意方法可能与字段有相同的拼写和大小写形式)和contents()。而hasFile()用于指出这个对象是否包含了一个文件(很快就会知道为什么需要这个)。
最后三个方法致力于将这个代码列表写进一个文件——要么通过writePacked()写入一个打包文件，要么通过writeFile()写入一个Java源码文件。writePacked()需要的唯一东西就是DataOutputStream，它是在别的地方打开的，代表着准备写入的文件。它先把头信息置入第一行，再调用writeBytes()将contents(内容)写成一种“通用”格式。
准备写Java源码文件时，必须先把文件建好。这是用IO.psOpen()实现的。我们需要向它传递一个File对象，其中不仅包含了文件名，也包含了路径信息。但现在的问题是：这个路径实际存在吗?用户可能决定将所有源码目录都置入一个完全不同的子目录，那个目录可能是尚不存在的。所以在正式写每个文件之前，都要调用File.mkdirs()方法，建好我们想向其中写入文件的目录路径。它可一次性建好整个路径。
4. 整套列表的包容
以子目录的形式组织代码列表是非常方便的，尽管这要求先在内存中建好整套列表。之所以要这样做，还有另一个很有说服力的原因：为了构建更“健康”的系统。也就是说，在创建代码列表的每个子目录时，都会加入一个额外的文件，它的名字包含了那个目录内应有的文件数目。
DirMap类可帮助我们实现这一效果，并有效地演示了一个“多重映射”的概述。这是通过一个散列表(Hashtable)实现的，它的“键”是准备创建的子目录，而“值”是包含了那个特定目录中的SourceCodeFile对象的Vector对象。所以，我们在这儿并不是将一个“键”映射(或对应)到一个值，而是通过对应的Vector，将一个键“多重映射”到一系列值。尽管这听起来似乎很复杂，但具体实现时却是非常简单和直接的。大家可以看到，DirMap类的大多数代码都与向文件中的写入有关，而非与“多重映射”有关。与它有关的代码仅极少数而已。
可通过两种方式建立一个DirMap(目录映射或对应)关系：默认构建器假定我们希望目录从当前位置向下展开，而另一个构建器让我们为起始目录指定一个备用的“绝对”路径。
add()方法是一个采取的行动比较密集的场所。首先将directory()从我们想添加的SourceCodeFile里提取出来，然后检查散列表(Hashtable)，看看其中是否已经包含了那个键。如果没有，就向散列表加入一个新的Vector，并将它同那个键关联到一起。到这时，不管采取的是什么途径，Vector都已经就位了，可以将它提取出来，以便添加SourceCodeFile。由于Vector可象这样同散列表方便地合并到一起，所以我们从两方面都能感觉得非常方便。
写一个打包文件时，需打开一个准备写入的文件(当作DataOutputStream打开，使数据具有“通用”性)，并在第一行写入与老的分隔符有关的头信息。接着产生对Hashtable键的一个Enumeration(枚举)，并遍历其中，选择每一个目录，并取得与那个目录有关的Vector，使那个Vector中的每个SourceCodeFile都能写入打包文件中。
用write()将Java源码文件写入它们对应的目录时，采用的方法几乎与writePackedFile()完全一致，因为两个方法都只需简单调用SourceCodeFile中适当的方法。但在这里，根路径会传递给SourceCodeFile.writeFile()。所有文件都写好后，名字中指定了已写文件数量的那个附加文件也会被写入。
5. 主程序
前面介绍的那些类都要在CodePackager中用到。大家首先看到的是用法字串。一旦最终用户不正确地调用了程序，就会打印出介绍正确用法的这个字串。调用这个字串的是usage()方法，同时还要退出程序。main()唯一的任务就是判断我们希望创建一个打包文件，还是希望从一个打包文件中提取什么东西。随后，它负责保证使用的是正确的参数，并调用适当的方法。
创建一个打包文件时，它默认位于当前目录，所以我们用默认构建器创建DirMap。打开文件后，其中的每一行都会读入，并检查是否符合特殊的条件：
(1) 若行首是一个用于源码列表的起始标记，就新建一个SourceCodeFile对象。构建器会读入源码列表剩下的所有内容。结果产生的句柄将直接加入DirMap。
(2) 若行首是一个用于源码列表的结束标记，表明某个地方出现错误，因为结束标记应当只能由SourceCodeFile构建器发现。
提取/释放一个打包文件时，提取出来的内容可进入当前目录，亦可进入另一个备用目录。所以需要相应地创建DirMap对象。打开文件，并将第一行读入。老的文件路径分隔符信息将从这一行中提取出来。随后根据输入来创建第一个SourceCodeFile对象，它会加入DirMap。只要包含了一个文件，新的SourceCodeFile对象就会创建并加入(创建的最后一个用光输入内容后，会简单地返回，然后hasFile()会返回一个错误)。
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