根据文件中的标头数据确定文件扩展名的设计

Question

我有一个问题两天来一直试图解决，但在网上（或在这里）没有找到任何东西，所以我想我会发布这个问题，看看我能得到什么样的反馈。我在业余时间编写了一个小程序，它扫描文件目录（已删除文件扩展名）并读取每个文件的文件头，以找出每个文件的文件扩展名。到目前为止，我已经使用了一系列 if/else if 语句来满足我程序的“模式匹配”功能......

private String fileHeaderCheck()
{
    /* ----- PNG File Type Verification ----- */
    if (headerCheck.buffer[0] == 0x89 && headerCheck.buffer[1] == 0x50 && headerCheck.buffer[2] == 0x4E && headerCheck.buffer[3] == 0x47
        && headerCheck.buffer[4] == 0xD && headerCheck.buffer[5] == 0xA && headerCheck.buffer[6] == 0x1A && headerCheck.buffer[7] == 0xA)
    {
        return ".png";
    }

    /* ----- JPG File Type Verification ----- */
    else if (headerCheck.buffer[0] == 0xFF && headerCheck.buffer[1] == 0xD8 && headerCheck.buffer[2] == 0xFF && headerCheck.buffer[3] == 0xE0)
    {
        return ".jpg";
    }

    // And so on and so on through the whole list of file types I am checking for

    else
        return "unknown";           
}

headerCheck 是一个 Buffer 对象，它包含一个 byte[] 保存从文件的前 512 个字节读取的数据。我在这个模式匹配过程中合并了 25-30 种不同的文件类型，所以你可以看到这个函数很快就会变得又大又丑。我想做的是使用 Node 对象的 ArrayList，每个对象都包含：1. 特定文件类型的标头信息的字节 []，以及 2. 表示文件扩展类型的字符串， 然后只需遍历数组，将 Node byte[] 与 headerCheck.buffer[] 进行比较，任何匹配的元素我都会将它的 fileType 附加到我从 headerCheck.buffer[] 中读取的文件的末尾。我的 Node 类就是这样设置的......

class Node  //if this is the "png" Node 
{
    byte[] metadata;
    String fileType;

    Node()
    {
        this.metadata = new byte[]{0x89, 0x50, 0x4E, 0x47, 0xD, 0xA, 0x1A, 0xA};
        this.fileType = ".png";
    }
}

我不知道如何初始化 ArrayList。我是否必须使用预配置的数据创建/实例化 25-30 个单独的节点类来初始化 ArrayList，然后将它们添加（）到它？这似乎比所有 if/else if 语句或 switch 更糟糕......第二个问题是，一旦我用所有 Node 对象实例化了我的 ArrayList，我很难想象如何遍历它的 byte[] 以便比较它到 headerCheck.buffer[]。我正在突破我的知识界限，所以对于这些问题，我没有代码，因为我不知道从哪里开始编写这些东西。我正在考虑双重嵌套的 for 循环，但我还没有走到那一步，因为我还没有找到一种有效的方法来初始化 ArrayList。我什至研究了一些设计模式作为可能的补救措施，但无济于事。任何帮助将不胜感激...谢谢

迭代方法（类似这些）：

boolean match;

for (int x = 0; x < pattens.get(metadata).size(); x++)
{
    if (headerCheck.buffer[x] != patterns.get(metadata[x])
    {
        match = false;
        return;
    }   
    else
        return true;
}

Answer 1

您正在使用一种非常复杂的方法，导致代码难以维护。如果您可以修改整个设计，我想提出一种替代方法，如下所示：

创建一个名为 FileExtension 的接口：

interface FileExtension {
    public String getExtension(byte[] buffer);
}

创建包含确定文件扩展名的逻辑的类：

class PNGExtension implements FileExtension {

    @Override
    public String getExtension(byte[] buffer) {
        /* ----- PNG File Type Verification ----- */
        String fileType = null;
        if (buffer[0] == 0x89 && buffer[1] == 0x50 && buffer[2] == 0x4E && buffer[3] == 0x47 && buffer[4] == 0xD && buffer[5] == 0xA
                && buffer[6] == 0x1A && buffer[7] == 0xA) {
            fileType = ".png";
        }

        return fileType;
    }

}

class JPGExtension implements FileExtension {

    @Override
    public String getExtension(byte[] buffer) {
        /* ----- JPG File Type Verification ----- */
        String fileType = null;
        if (buffer[0] == 0xFF && buffer[1] == 0xD8 && buffer[2] == 0xFF && buffer[3] == 0xE0) {
            fileType = ".jpg";
        }

        return fileType;
    }

}

创建一个复合具体类，最终将用于根据前 512 个字节获取文件扩展名：

class CompositeFileExtension implements FileExtension {

    private List<FileExtension> fileExtensions;

    public CompositeFileExtension() {
        //in the real world, this list can be populated through an IoC container
        fileExtensions = new ArrayList<FileExtension>();
        fileExtensions.add(new PNGExtension());
        fileExtensions.add(new JPGExtension());

    }

    @Override
    public String getExtension(byte[] buffer) {
        String fileExtension = null;
        for(FileExtension extension : fileExtensions) {
            if((fileExtension=extension.getExtension(buffer))!=null) {
                break;
            }
        }

        return fileExtension;
    }
}

最后，所有的代码组合起来如下：

public class FileMapperDemo {
    public static void main(String[] args) {
        /*
         * 1. For each file in directory
         *    2. Read first 512 bytes into buffer array
         *       3. Create a new CompositeFileExtension object and pass it the buffer
         * 
         */

                     CompositeFileExtension fileExtensions = new CompositeFileExtension();

                     //4. get the file extension 
                     String fileExtension = fileExtensions.getExtension(buffer);

    }
}

这种方法的优点是，只要需要从缓冲区推导出新类型的文件扩展名，您只需将新的FileExtension 对象添加到ArrayList。您不需要创建两个相似的 byte 数组（您在示例中创建了两个字节数组。一个用于从数组中读取的前 512 个字节，另一个用于与此数组进行比较）

Answer 2

你可以把你的节点类改成这样：

class FilePattern {
    byte[] metadata ;
    String extension ;

    public FilePattern(byte[] m, String ext) {
        this.metadata = m ;
        this.extension = ext ;
    }

    /* add the getters here */
}

现在，您可以在向其添加元素的同时初始化 ArrayList，即

ArrayList<FilePattern> patterns = new ArrayList<FilePattern>();
patterns.add(new FilePattern(new byte[]{ ... }, "extension"));
.... // for other patterns.

接下来，遍历patterns的元素，提取元数据字节并与从文件中读取的字节匹配并确定文件类型。

编辑：对于循环，您可以执行以下操作：

for(FilePattern f : patterns)
    if(Arrays.equals(f.getMetadata(), headerCheck.buffer))
        System.out.println("Found file with extension : ", f.getExtension());