Day22--IO流知识简学

Java I/O 流详解：从流的概念到常用实践

在Java中，I/O（Input/Output）流是处理数据输入和输出的核心机制。无论是从键盘接收输入，还是读取文件内容，或者通过网络进行通信，I/O流在其中都扮演着至关重要的角色。本文将从一个常见的代码示例出发，逐步揭开Java I/O流的神秘面纱。

1. 什么是流？*

Java的I/O是基于流（Stream）概念的。流是指数据的有序传输，可以将其想象成水流。水流从一个源头（数据源）流向一个终点（数据接收端），而流对象就是实现这种数据传输的“水管”。

• 数据源：例如文件、内存、网络、键盘等。
• 流对象：用来在数据源与接收端之间转移数据的工具，如 InputStream、OutputStream。

2. 流的分类

要理解Java中的流，首先需要了解它的分类。流的分类可以帮助我们在不同场景下选择合适的流对象。

1. 按流的方向分类：

   • 输入流（Input Stream/Reader）：以应用程序为终点，数据从外部流入应用程序。例如：FileInputStream、BufferedReader。
   • 输出流（Output Stream/Writer）：以应用程序为起点，数据从应用程序流向外部。例如：FileOutputStream、PrintWriter。

2. 按处理的数据单位分类：

   • 字节流（Byte Stream）：以字节为单位传输数据，通常用于处理二进制数据。例如：InputStream、FileInputStream。
   • 字符流（Character Stream）：以字符为单位传输数据，通常用于处理文本数据。例如：InputStreamReader、BufferedReader。

3. 按数据来源分类：

   • 节点流：直接与数据源或数据接收端交互，例如文件、内存、网络。
   • 处理流：对其他流对象进行包装和处理，例如 BufferedReader 对 InputStreamReader 的包装。

3. 通过代码理解流

来看一行常见的Java代码：

BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
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这段代码用于从键盘接收一行输入。让我们从内到外分析它：

• System.in：这是一个 InputStream 对象，代表从键盘接收的输入，即数据源。这属于节点流、字节流、输入流。
• InputStreamReader：这是一个字符流，将字节流转换为字符流。它是处理流、字符流、输入流。
• BufferedReader：这是一个缓冲处理流，用于提高读取效率。它也是处理流、字符流、输入流。

通过这种方式，原本可能较为复杂的流概念变得易于理解。

4. 字节流与字符流的详细解读

1. 字节流：

   • InputStream 子类：
     • FileInputStream：从文件中读取数据。
     • ByteArrayInputStream：从内存中的字节数组中读取数据。
     • BufferedInputStream：带有缓冲区，提高读取效率。
   • OutputStream 子类：
     • FileOutputStream：将数据写入文件。
     • ByteArrayOutputStream：将数据写入内存中的字节数组。
     • BufferedOutputStream：带有缓冲区，提高写入效率。

2. 字符流：

   • Reader 子类：
     • FileReader：从文件中读取字符数据。
     • StringReader：从字符串中读取字符数据。
     • BufferedReader：带有缓冲区，提高读取字符数据的效率。
   • Writer 子类：
     • FileWriter：将字符数据写入文件。
     • StringWriter：将字符数据写入字符串。
     • BufferedWriter：带有缓冲区，提高写入字符数据的效率。

5. 实践中的流操作

以下是一些常见的流操作示例代码：

import java.io.*;

public class TestIO {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 1. 从文件读取数据
        BufferedReader in = new BufferedReader(new FileReader("example.txt"));
        String s;
        while ((s = in.readLine()) != null) {
            System.out.println(s);
        }
        in.close();

        // 2. 接收键盘输入
        BufferedReader stdin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        System.out.println("Enter a line:");
        System.out.println(stdin.readLine());

        // 3. 输出到文件
        PrintWriter out = new PrintWriter(new BufferedWriter(new FileWriter("output.txt")));
        out.println("Hello, World!");
        out.close();
    }
}
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6. 总结

Java的I/O流为我们提供了强大的数据处理能力。通过合理选择和使用不同类型的流对象，我们可以高效地进行数据传输和处理。理解流的概念和分类，将帮助我们在开发中更好地应对不同的I/O需求。