java 中 IO 流

1. Java IO流概述

   • 概念：Java中的IO（Input/Output）流是用于处理设备之间（如磁盘文件、网络连接、控制台等）数据传输的一种机制。它就像是数据的管道，通过这个管道，数据可以从一个地方（数据源）流向另一个地方（数据目的地）。
   • 分类方式：
     • 按数据流向分：可以分为输入流（InputStream和Reader）和输出流（OutputStream和Writer）。输入流用于从数据源读取数据，例如从文件中读取内容到程序中；输出流用于将程序中的数据写入到目的地，比如将数据写入文件。
     • 按处理数据的单位分：有字节流和字符流。字节流（如InputStream和OutputStream）以字节（8位）为单位处理数据，适用于处理二进制数据，像图片、音频、视频文件等；字符流（如Reader和Writer）以字符为单位处理数据，更适合处理文本内容，因为它会考虑字符编码，能够正确地处理字符的读写。

2. 字节流

   • InputStream（输入字节流）：
     • 基本方法：read()方法是其核心方法，用于从输入流中读取一个字节的数据，返回值是读取到的字节（以int类型表示，范围是0 - 255），如果到达流的末尾，则返回 - 1。例如，从文件中读取字节数据的基本步骤如下：
       ```java
       import java.io.FileInputStream;
       import java.io.IOException;

public class ByteInputStreamExample {
public static void main(String[] args) {
try {
FileInputStream fis = new FileInputStream("example.txt");
int data;
while ((data = fis.read())!= -1) {
System.out.print((char) data);
}
fis.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}

     - 在这个例子中，`FileInputStream`用于从名为`example.txt`的文件中读取字节数据。通过`while`循环不断读取字节，直到`read()`方法返回 - 1，表示到达文件末尾。读取到的字节数据通过强制转换为`char`类型后打印出来。
   - **OutputStream（输出字节流）**：
     - **基本方法**：`write()`方法用于将一个字节的数据写入输出流。例如，将字符串转换为字节数组并写入文件的过程如下：
```java
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;

public class ByteOutputStreamExample {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream("output.txt");
            String data = "Hello, World!";
            byte[] bytes = data.getBytes();
            fos.write(bytes);
            fos.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

 - 这里首先创建了`FileOutputStream`对象，用于将数据写入`output.txt`文件。然后将字符串`Hello, World!`转换为字节数组，通过`write()`方法将字节数组写入文件，最后关闭输出流。

1. 字符流
   • Reader（输入字符流）：
     • 基本方法：read()方法用于从输入字符流中读取一个字符的数据，返回值是读取到的字符（以int类型表示，范围是0 - 65535），如果到达流的末尾，则返回 - 1。例如，读取文本文件内容的示例如下：
       ```java
       import java.io.FileReader;
       import java.io.IOException;

public class CharacterReaderExample {
public static void main(String[] args) {
try {
FileReader fr = new FileReader("text.txt");
int character;
while ((character = fr.read())!= -1) {
System.out.print((char) character);
}
fr.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}

     - 这个例子中，`FileReader`用于从`text.txt`文件中读取字符数据，通过`while`循环和`read()`方法逐个读取字符并打印，直到到达文件末尾。
   - **Writer（输出字符流）**：
     - **基本方法**：`write()`方法用于将一个字符或字符数组写入输出字符流。例如，将字符串写入文件的代码如下：
```java
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;

public class CharacterWriterExample {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            FileWriter fw = new FileWriter("result.txt");
            String content = "This is a sample text.";
            fw.write(content);
            fw.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

 - 这里使用`FileWriter`将字符串`This is a sample text.`写入`result.txt`文件，通过`write()`方法实现写入操作，最后关闭输出流。

1. 缓冲流
   • 概念和作用：缓冲流是在字节流和字符流基础上增加了缓冲功能的流。它可以减少频繁的磁盘读写操作或者网络通信次数，从而提高IO操作的效率。例如，BufferedInputStream和BufferedOutputStream是字节缓冲流，BufferedReader和BufferedWriter是字符缓冲流。
   • 示例代码（以BufferedReader和BufferedWriter为例）：
     • 读取文件内容并写入另一个文件，使用缓冲流来提高效率：
       ```java
       import java.io.BufferedReader;
       import java.io.BufferedWriter;
       import java.io.FileReader;
       import java.io.FileWriter;
       import java.io.IOException;

public class BufferedStreamExample {
public static void main(String[] args) {
try {
BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("input.txt"));
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("output.txt"));
String line;
while ((line = br.readLine())!= null) {
bw.write(line);
bw.newLine();
}
br.close();
bw.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
```

 - 在这个例子中，`BufferedReader`从`input.txt`文件中读取内容，`BufferedWriter`将内容写入`output.txt`文件。`readLine()`方法用于读取一行文本，`write()`方法用于写入文本，`newLine()`方法用于写入一个换行符。通过使用缓冲流，可以更高效地处理文件读写操作。