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【java 13天进阶Day12】XML和Dom4j，装饰模式，工厂模式，commons-io工具包，Base64

news 来源：原创 2025/4/20 9:30:36

XML

  • XML 指可扩展标记语言（EXtensible Markup Language），由各种标记(元素==标签)组成。

  • 可扩展：所有的标签都是自定义的，可以随意扩展的，如 。

  • XML 是一种标记语言，很类似 HTML，HTML文件也是XML文档。

  • XML 的设计宗旨是传输数据，而非显示数据。

  • XML作用：数据交换、数据存储和作为配置文件。

  • XML 标签没有被预定义。您需要自行定义标签，标签区分大小写。

  • XML 文件后缀为。xml。

  • 格式

    • <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<person id="110"><age>18</age>		<!--年龄--><name>张三</name>	  <!--姓名--><sex/>				<!--性别-->
</person>

    • 必须要有文件抬头

    • 只能有一个根标签。

XML 与 HTML 的主要差异

  • XML 不是 HTML 的替代。
  • XML 和 HTML 为不同的目的而设计。
  • XML 被设计为传输和存储数据，其焦点是数据的内容。
  • HTML 被设计用来显示数据，其焦点是数据的外观。
  • HTML 旨在显示信息，而 XML 旨在传输信息。

XML由七种组成元素构成

  1. 声明（抬头）

  2. 元素(标签)

    • 区分大小写
    • 不能有空格、冒号
    • 有且只能有一个根元素
    • 声明中常用的属性 version encoding

  3. 属性

    • 属性只能在开始标签中，不能在结束标签中
    • 必须使用引号，单/双引号都可以
    • 同一个标签中可以有多个属性，但不能同名
    • 属性名中不能有空格和冒号

  4. 注释

  5. 实体字符

    • 不能使用特殊字符会与xml文件本身冲突，需使用转义字符

    • 说明字符转义字符
      小于<& l t;
      大于>& g t;
      双引号"& q u o t;
      单引号’& a p o s;
      与符号&& a m p;

  6. CDATA 字符数据区（可写特殊字符）

  7. 处理指令

  8. <?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<?xml-stylesheet type="text/css" href="../css/xml.css" ?>
<!-- 7.处理指令：导入外部的css样式控制xml的界面效果，没有啥用，xml不是为了展示好看的！-->
<!-- 1.申明 抬头 必须在第一行-->
<!-- 2.注释，本处就是注释，必须用前后尖括号围起来 -->
<!-- 3.标签（元素），注意一个XML文件只能有一个根标签-->
<student><!-- 4.属性信息：id , desc--><name id="1" desc="高富帅">西门庆</name><age>32</age><!-- 5.实体字符：在xml文件中，我们不能直接写小于号，等一些特殊字符会与xml文件本身的内容冲突报错，此时必须用转义的实体字符。--><sql><!-- select * from student where age < 18 && age > 10; -->select * from student where age &lt; 18 &amp;&amp; age &gt; 10;</sql><!-- 6.字符数据区：在xml文件中，我们不能直接写小于号，等一些特殊字符会与xml文件本身的内容冲突报错，此时必须用转义的实体字符或者也可以选择使用字符数据区，里面的内容可以随便了！--><sql2><![CDATA[select * from student where age < 18 && age > 10;]]></sql2>
</student>

文件约束

  • DTD(拓展名：.dtd)和Schema，开发中不需要自己写约束文件，了解会配置即可。

  • DTD缺点：不能验证数据类型

  • Schema特点

    • 约束文件本身也是一个xml文件，它本身也会被其他xsd文档约束。
    • 内置多种数据类型，可以检测数据类型是否正确。
    • 支持命名空间，一个xml文件可以同时引入多个xsd的约束文件，让约束规则使用。
    • 扩展名：xsd,XML Schema Definition

XML的解析

  • DOM
    • 思想：一次性把XML加载到内存中，称为Dom树，然后操作解析它。
    • JAXP
    • JDOM
    • Dom4J（第三方公司研发的，性能优于JDOM,代码简单，高度面向对象）
    • Jsoup
    • 缺点：占内存。
  • SAX
    • 思想：一行一行的解析XML文件，基于事件驱动。
    • 缺点：使用过的元素不能再次访问，只能查找不能修改。

DOM解析

  • xml文件document文档数对象DOM树

  • DOM4j中DOM树的API

    组成说明
    Document当前解析的XML文档对象
    NodeXML中节点，它是其它所有节点对象的父接口
    Element代表一个元素(标签)
    Attribute代表一个属性
    Text代表标签中文本

  • dom4j属于第三方技术，必须导入该框架！！

  • dom4j安装步骤：

    • a.去dom4j官网下载dom4j的框架：都是一些jar包。
    • b.把dom4j的核心jar包导入到当前项目中去。
    • c.在项目中创建一个文件夹：lib
    • d.将dom4j-2.1.1.jar文件复制到 lib 文件夹
    • e.在jar文件上点右键，选择 Add as Library -> 点击OK
    • f.在类中导包使用

  • Java提供了Class下的一个方法：public InputStream getResourceAsStream(String path) – 用于加载文件成为一个字节输入流返回！！

dom4j获取根元素

  • Element getRootElement()

  • public static void main(String[] args) throws Exception {// 需求：解析books.xml文件成为一个Document文档树对象，得到根元素对象。// 1.创建一个dom4j的解析器对象：代表整个dom4j框架。SAXReader saxReader = new SAXReader();// 2.第一种方式（简单）：通过解析器对象去加载xml文件数据，成为一个Document文档树对象。//Document document = saxReader.read(new File("Day13Demo/src/books.xml"));// 3.第二种方式（代码多点）先把xml文件读成一个字节输入流// 这里的“/”是直接去src类路径下寻找文件。InputStream is = Dom4JDemo01.class.getResourceAsStream("/books.xml");Document document = saxReader.read(is);System.out.println(document);// 4.从document文档树对象中提取根元素对象Element root = document.getRootElement();System.out.println(root.getName());
}

dom4j获取子元素

  • String getName():取元素的名称。

  • List elements():获取当前元素下的全部子元素（一级）

  • List elements(String name):获取当前元素下的指定名称的全部子元素（一级）

  • Element element(String name):获取当前元素下的指定名称的某个子元素，默认取第一个（一级）

  • public static void main(String[] args) throws Exception {// 需求：解析books.xml文件成为一个Document文档树对象，得到根元素对象。// 1.创建一个dom4j的解析器对象：代表整个dom4j框架。SAXReader saxReader = new SAXReader();// 2.第一种方式（简单）：通过解析器对象去加载xml文件数据，成为一个Document文档树对象。Document document = saxReader.read(new File("Day13Demo/src/books.xml"));// 3.获取根元素对象Element root = document.getRootElement();System.out.println(root.getName());// 4.获取根元素下的全部子元素List<Element> sonElements = root.elements();for (Element sonElement : sonElements) {System.out.println(sonElement.getName());}System.out.println("-------------------");// 5.获取根源下的全部book子元素List<Element> sonElements1 = root.elements("book");for (Element sonElement : sonElements1) {System.out.println(sonElement.getName());}System.out.println("-------------------");// 6.获取根源下的指定的某个元素Element son = root.element("user");System.out.println(son.getName());// 默认会提取第一个名称一样的子元素对象返回！Element son1 = root.element("book");System.out.println(son1.attributeValue("id"));
}

dom4j获取属性信息

  • List attributes(): 获取元素的全部属性对象。

  • Attribute attribute(String name):根据名称获取某个元素的属性对象。

  • String attributeValue(String var1):直接获取某个元素的某个属性名称的值。

  • Attribute对象的API:

    • String getName(): 获取属性名称。
    • String getValue(): 获取属性值。
  • public static void main(String[] args) throws Exception {// 1.创建一个dom4j的解析器对象：代表整个dom4j框架。SAXReader saxReader = new SAXReader();// 2.第一种方式（简单）：通过解析器对象去加载xml文件数据，成为一个Document文档树对象。Document document = saxReader.read(new File("Day13Demo/src/books.xml"));// 3.获取根元素对象。Element root = document.getRootElement();// 4.获取book子元素Element bookEle = root.element("book");// 5.获取book元素的全部属性对象List<Attribute> attributes = bookEle.attributes();for (Attribute attribute : attributes) {System.out.println(attribute.getName() + "=>" + attribute.getValue());}// 6.获取Book元素的某个属性对象Attribute descAttr = bookEle.attribute("desc");System.out.println(descAttr.getName() + "--->" + descAttr.getValue());// 7.可以直接获取元素的属性值System.out.println(bookEle.attributeValue("id"));System.out.println(bookEle.attributeValue("desc"));
}

Dom4j解析XML的文本

  • String elementText(String name): 可以直接获取当前元素的子元素的文本内容

  • String elementTextTrim(String name): 去前后空格,直接获取当前元素的子元素的文本内容

  • String getText():直接获取当前元素的文本内容。

  • String getTextTrim():去前后空格,直接获取当前元素的文本内容。

  • public static void main(String[] args) throws Exception {// 1.创建一个dom4j的解析器对象：代表整个dom4j框架。SAXReader saxReader = new SAXReader();// 2.第一种方式（简单）：通过解析器对象去加载xml文件数据，成为一个Document文档树对象。Document document = saxReader.read(new File("Day13Demo/src/books.xml"));// 3.获取根元素对象。Element root = document.getRootElement();// 4.得到第一个子元素bookElement bookEle = root.element("book");// 5.直接拿到当前book元素下的子元素文本值System.out.println(bookEle.elementText("name"));System.out.println(bookEle.elementTextTrim("name")); // 去前后空格System.out.println(bookEle.elementText("author"));System.out.println(bookEle.elementTextTrim("author")); // 去前后空格System.out.println(bookEle.elementText("sale"));System.out.println(bookEle.elementTextTrim("sale")); // 去前后空格// 6.先获取到子元素对象，再获取该文本值Element bookNameEle = bookEle.element("name");System.out.println(bookNameEle.getText());System.out.println(bookNameEle.getTextTrim());// 去前后空格
}

XPath检索XML中的信息

  • 引入：Dom4J可以用于解析整个XML的数据。但是如果要检索XML中的某些信息，建议使用XPath.

  • XPath使用步骤：

    • 1.导入dom4j框架。（XPath依赖于Dom4j技术,必须先倒入dom4j框架！）
    • 2.导入XPath独有的框架包。jaxen-1.1.2.jar

  • XPath常用API:

    • List selectNodes(String var1):检索出一批节点集合。
    • Node selectSingleNode(String var1)：检索出一个节点返回。

  • XPath提供的四种检索数据的写法：

    • 1.绝对路径，/根元素/子元素/子元素。

      • public void path01() throws Exception {// 1.创建一个dom4j的解析器对象：代表整个dom4j框架。SAXReader saxReader = new SAXReader();// 2.第二种方式（代码多点）先把xml文件读成一个字节输入流// 这里的“/”是直接去src类路径下寻找文件。InputStream is = Dom4JDemo01.class.getResourceAsStream("/Contact.xml");Document document = saxReader.read(is);// 3.使用绝对路径定位全部的name名称List<Node> nameNodes = document.selectNodes("/contactList/contact/name");for (Node nameNode : nameNodes) {System.out.println(nameNode.getText());}
}

    • 2.相对路径， ./子元素/子元素。 (.代表了当前元素)。

      • public void path02() throws Exception {// 1.创建一个dom4j的解析器对象：代表整个dom4j框架。SAXReader saxReader = new SAXReader();// 2.第二种方式（代码多点）先把xml文件读成一个字节输入流// 这里的“/”是直接去src类路径下寻找文件。InputStream is = Dom4JDemo01.class.getResourceAsStream("/Contact.xml");Document document = saxReader.read(is);// 3.得到根元素对象Element root = document.getRootElement();// 4.从根元素开始检索// .代表当前根元素对象路径！直接找其下的contact下的nameList<Node> nameNodes = root.selectNodes("./contact/name");for (Node nameNode : nameNodes) {System.out.println(nameNode.getText());}
}

    • 3.全文搜索。

      • //元素 在全文找这个元素

      • //元素1/元素2 在全文找元素1下面的一级元素2

      • //元素1//元素2 在全文找元素1下面的全部元素2

      • public void path03() throws Exception {// 1.创建一个dom4j的解析器对象：代表整个dom4j框架。SAXReader saxReader = new SAXReader();// 2.第二种方式（代码多点）先把xml文件读成一个字节输入流// 这里的“/”是直接去src类路径下寻找文件。InputStream is = Dom4JDemo01.class.getResourceAsStream("/Contact.xml");Document document = saxReader.read(is);// 3.//name是指在整个xml文件中检索name节点！List<Node> nameNodes = document.selectNodes("//name");for (Node nameNode : nameNodes) {System.out.println(nameNode.getText());}System.out.println("-----------------");// 4.在全文中检索所有contact下的直接name节点List<Node> nameNodes1 = document.selectNodes("//contact/name");for (Node nameNode : nameNodes1) {System.out.println(nameNode.getText());}System.out.println("-----------------");// 5.在全文中检索所有contact下的所有name节点List<Node> nameNodes2 = document.selectNodes("//contact//name");for (Node nameNode : nameNodes2) {System.out.println(nameNode.getText());}
}

    • 4.属性查找。

      • //@属性名称 在全文检索属性对象。

      • //元素[@属性名称] 在全文检索包含该属性的元素对象。

      • //元素[@属性名称**=**值] 在全文检索包含该属性的元素且属性值为该值的元素对象。

      • public void path04() throws Exception {// 1.创建一个dom4j的解析器对象：代表整个dom4j框架。SAXReader saxReader = new SAXReader();// 2.第二种方式（代码多点）先把xml文件读成一个字节输入流// 这里的“/”是直接去src类路径下寻找文件。InputStream is = Dom4JDemo01.class.getResourceAsStream("/Contact.xml");Document document = saxReader.read(is);// 3.检索全部属性对象List<Node> attributs = document.selectNodes("//@id");for (Node attribut : attributs) {Attribute attr = (Attribute) attribut;System.out.println(attr.getName() + "--->" + attr.getValue());}System.out.println("---------------");// 4.//元素[@属性名称]  在全文检索包含该属性的元素对象List<Node> nodeEles = document.selectNodes("//contact[@id]");for (Node nodeEle : nodeEles) {System.out.println(nodeEle.getName());}System.out.println("---------------");// 5. //元素[@属性名称=值]  在全文检索包含该属性的元素且属性值为该值的元素对象。Node nodeEle = document.selectSingleNode("//contact[@id=2]");Element ele = (Element) nodeEle;System.out.println(ele.elementTextTrim("name"));}

工厂模式

  • 工厂模式（Factory Pattern）是 Java 中最常用的设计模式之一。

  • 这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的方式。

  • 之前我们创建类对象时, 都是使用new 对象的形式创建, 除new 对象方式以外,工厂模式也可以创建对象.

  • 工厂设计模式的作用：

    • 1.对象通过工厂的方法创建返回，工厂的方法可以为该对象进行加工和数据注入。
    • 2.可以实现类与类之间的解耦操作（核心思想，重点）

  • 小结：

    • 优点：工厂模式的存在可以改变创建对象的方式,解决类与类之间的耦合。
    • 缺点：工厂设计模式多了一个工厂类！！！
  • public abstract class Animal {public abstract void run();
}public class Cat extends Animal {@Overridepublic void run() {System.out.println("猫跑的贼溜~~~~");}
}public class Dog extends Animal {@Overridepublic void run() {System.out.println("狗跑的也贼溜~~~~");}
}public class FactoryPattern {// 生产对象的方法：工厂方法public static Animal createAniaml() {return new Cat();}}public static void main(String[] args) {Animal a = FactoryPattern.createAniaml(); //若未来需要将业务改为狗，无需修改此处代码，直接修改工厂方法返回狗对象即可，其余所有对象都不需要改动，实现类的解耦a.run();
}

装饰模式

  • 装饰模式指的是在不改变原类, 动态地扩展一个类的功能。

  • 思想：是创建一个新类，包装原始类，从而在新类中提升原来类的功能！！

  • 装饰模式可以在不改变原类的基础上对类中的方法进行扩展增强,实现原则为:

    • 1.定义父类。
    • 2.定义原始类，继承父类，定义功能。
    • 3.定义装饰类，继承父类，包装原始类，增强功能！！
  • public abstract class InputStream {public abstract void read();public abstract void close();
}public class FileInputStream extends InputStream {@Overridepublic void read() {System.out.println("读取数据~~~");}@Overridepublic void close() {System.out.println("关闭流~~~");}
}public class BufferedInputStrem extends InputStream {private InputStream is;public BufferedInputStrem(InputStream is) {this.is = is;}@Overridepublic void read() {System.out.println("开启高效缓冲读取~");is.read();}@Overridepublic void close() {is.close();}
}public static void main(String[] args) {InputStream is = new BufferedInputStrem(new FileInputStream());is.read();is.close();
}

Commons-io包的使用介绍

  • commons-io是apache开源基金组织提供的一组有关IO操作的类库，
  • 可以挺提高IO功能开发的效率。commons-io工具包提供了很多有关io操作的类，
  • 见下表：
包功能描述
org.apache.commons.io有关Streams、Readers、Writers、Files的工具类
org.apache.commons.io.input输入流相关的实现类，包含Reader和InputStream
org.apache.commons.io.output输出流相关的实现类，包含Writer和OutputStream
  • 步骤：
    • 下载commons-io相关jar包；http:*//commons.apache.org/proper/commons-io/
    • 把commons-io-2.6.jar包复制到指定的Module的lib目录中
    • 将commons-io-2.6.jar加入到classpath中
  • 小结：IOUtils和FileUtils可以方便的复制文件和文件夹！！
public static void main(String[] args) throws Exception {// 1.完成文件复制！IOUtils.copy(new FileInputStream("Day13Demo/src/books.xml"), new FileOutputStream("Day13Demo/new.xml"));// 2.完成文件复制到某个文件夹下！FileUtils.copyFileToDirectory(new File("Day13Demo/src/books.xml"), new File("D:/itcast"));// 3.完成文件夹复制到某个文件夹下！FileUtils.copyDirectoryToDirectory(new File("D:\\itcast\\约吧图片服务器"), new File("D:\\"));//  Java从1.7开始提供了一些nio, 自己也有一行代码完成复制的技术。Files.copy(Paths.get("Day13Demo/src/books.xml"), new FileOutputStream("Day13Demo/new11.txt"));
}

base64

Base64是网络上最常见的用于传输8Bit字节码的编码方式之一，Base64就是一种基于64个可打印字符来表示二进制数据的方法。

在Java 8中，Base64编码已经成为Java类库的标准。

Java 8 内置了 Base64 编码的编码器和解码器。

Base64工具类提供了一套静态方法获取下面三种BASE64编解码器：

  • **基本：**输出被映射到一组字符A-Za-z0-9+/，编码不添加任何行标，输出的解码仅支持A-Za-z0-9+/。
  • **URL：**输出映射到一组字符A-Za-z0-9+_，输出是URL和文件。
  • **MIME：**输出隐射到MIME友好格式。输出每行不超过76字符，并且使用’\r’并跟随’\n’作为分割。编码输出最后没有行分割。

Base64内嵌类和方法描述

内嵌类

序号内嵌类 & 描述
1static class Base64.Decoder该类实现一个解码器用于，使用 Base64 编码来解码字节数据。
2static class Base64.Encoder该类实现一个编码器，使用 Base64 编码来编码字节数据

方法

序号方法名 & 描述
1**static Base64.Decoder getDecoder()**返回一个 Base64.Decoder ，解码使用基本型 base64 编码方案。
2**static Base64.Encoder getEncoder()**返回一个 Base64.Encoder ，编码使用基本型 base64 编码方案。
3**static Base64.Decoder getMimeDecoder()**返回一个 Base64.Decoder ，解码使用 MIME 型 base64 编码方案。
4**static Base64.Encoder getMimeEncoder()**返回一个 Base64.Encoder ，编码使用 MIME 型 base64 编码方案。
5**static Base64.Encoder getMimeEncoder(int lineLength, byte[] lineSeparator)**返回一个 Base64.Encoder ，编码使用 MIME 型 base64 编码方案，可以通过参数指定每行的长度及行的分隔符。
6**static Base64.Decoder getUrlDecoder()**返回一个 Base64.Decoder ，解码使用 URL 和文件名安全型 base64 编码方案。
7**static Base64.Encoder getUrlEncoder()**返回一个 Base64.Encoder ，编码使用 URL 和文件名安全型 base64 编码方案。

**注意：**Base64 类的很多方法从 java.lang.Object 类继承。

代码演示

public static void main(String args[]) {try {// 1-1.基本编码后结果。普通文本的编码String rs1 = Base64.getEncoder().encodeToString("黑马程序员".getBytes());System.out.println(rs1); // 6buR6ams56iL5bqP5ZGY// 1-2.基本解码后结果。普通文本的解码byte[] buffer = Base64.getDecoder().decode(rs1);System.out.println(new String(buffer));// 2-1.URL编码String rs2 = Base64.getUrlEncoder().encodeToString("?loginName=黑马&passWord=123456".getBytes());System.out.println(rs2);// 2-2 URL解码byte[] buffer2 = Base64.getUrlDecoder().decode(rs2);System.out.println(new String(buffer2));// 3-1 MIME编码StringBuilder sb = new StringBuilder();for (int i = 0; i < 10; ++i) {sb.append(UUID.randomUUID().toString());}String rs3 = Base64.getMimeEncoder().encodeToString(sb.toString().getBytes());System.out.println(rs3);// 3-2 MIME解码byte[] buffer3 = Base64.getMimeDecoder().decode(rs3);System.out.println(new String(buffer3));} catch (Exception e) {System.out.println("Error :" + e.getMessage());}
}

ps:b站课程《黑马程序员Java13天进阶》根据官方笔记结合自身情况整理的笔记
视频链接

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