IO流：字节流字符流缓冲流详解

IO流：字节流字符流缓冲流详解 📚

【Java】IO流：字节流字符流缓冲流详解 📚
- 摘要
- 引言
- 一、“流”的概念
- - 1. “流”的分类
  - - 1.1 输入流和输出流
    - 1.2 字节流和字符流
    - - 字节和字符的区别？
      - 为什么要有字符流？
    - 1.3 节点流和处理流
    - - 字符流自带缓冲区，为什么还要用字符缓冲流？
  - 2. “流”的特性
- 二、字节流（Stream流）
- - 1. InputStream流
  - - 1.1 版本一：无参`read()`
    - 1.2 版本二：`read(byte[] b)`
    - 1.3 版本三：`read(byte[] b, int offset, int len)`
  - 2. OutputStream流
  - - 示例代码
- 三、字符流（Reader和Writer）
- - 1. Reader
  - - 示例代码
  - 2. Writer
  - - 示例代码
- 四、缓冲流（BufferedStream）
- - 1. BufferedReader
  - - 示例代码
  - 2. BufferedWriter
  - - 示例代码
  - 3. BufferedInputStream和BufferedOutputStream
  - - 示例代码
- 🤔 QA环节
- 小结📋
- 未来展望🔮
- 参考资料📚

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【Java】IO流：字节流字符流缓冲流详解 📚

摘要

大家好，我是默语。今天我们来聊一聊Java中的IO流，包括字节流、字符流和缓冲流。本文将详细介绍这些流的概念、分类、使用方法，并通过具体的代码示例演示如何在项目中灵活应用这些流。让我们一起深入探索吧！✨

引言

IO流是Java编程中的一个重要组成部分，用于处理数据的输入和输出操作。通过IO流，我们可以读取和写入文件、网络通信和其他数据源。本文将详细介绍Java IO流的分类、特性及其具体使用方法，帮助你在实际项目中更好地理解和应用这些知识。

一、“流”的概念

1. “流”的分类

1.1 输入流和输出流

IO流根据数据流动的方向，可以分为输入流和输出流：

输入流：用于读取数据，从外部资源（如文件、网络等）读取数据到程序中。
输出流：用于写入数据，将数据从程序写入到外部资源。

1.2 字节流和字符流

根据处理的数据类型，可以分为字节流和字符流：

字节流：以字节为单位处理数据。适用于处理二进制数据，如图像、音频、视频等。
字符流：以字符为单位处理数据。适用于处理文本数据，能够正确处理不同编码格式的文本。

字节和字符的区别？

字节是计算机存储数据的基本单位，一个字节由8位二进制数构成。字符是文本数据的基本单位，一个字符通常由一个或多个字节表示，具体取决于字符编码（如UTF-8、UTF-16等）。

为什么要有字符流？

字符流能够更好地处理文本数据，因为它可以自动处理不同的字符编码问题。字节流只能逐字节处理数据，不考虑编码，因此在处理文本数据时可能会出现乱码问题。

1.3 节点流和处理流

节点流：直接与数据源或目的地相连，如文件、内存等。它是IO操作的底层实现。
处理流：在节点流之上进行包装，通过对已有流的包装和组合，提供更高效或更方便的操作。

字符流自带缓冲区，为什么还要用字符缓冲流？

虽然字符流自带缓冲区，但字符缓冲流（如BufferedReader和BufferedWriter）提供了更大的缓冲区和更高效的读写操作。它们还提供了一些方便的方法，如按行读取（readLine）和按行写入（newLine）。

2. “流”的特性

单向性：每个流只能在一个方向上操作，要么是输入，要么是输出。
顺序性：数据在流中按照顺序传递，不允许随机访问。
缓冲性：流的操作通常涉及缓冲区，以提高读写性能。

二、字节流（Stream流）

1. InputStream流

InputStream是所有字节输入流的抽象基类，主要用于读取字节数据。

1.1 版本一：无参`read()`

该方法一次读取一个字节，返回值为读取的字节数据（0-255范围内的整数），若到达流的末尾则返回-1。

import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;

public class InputStreamExample {
    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);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

1.2 版本二：`read(byte[] b)`

该方法一次读取多个字节，存储到字节数组b中，返回读取的字节数，若到达流的末尾则返回-1。

import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;

public class InputStreamExample {
    public static void main(String[] args) {
        try (FileInputStream fis = new FileInputStream("example.txt")) {
            byte[] buffer = new byte[1024];
            int bytesRead;
            while ((bytesRead = fis.read(buffer)) != -1) {
                System.out.print(new String(buffer, 0, bytesRead));
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

1.3 版本三：`read(byte[] b, int offset, int len)`

该方法一次读取多个字节，存储到字节数组b中，从偏移量offset开始，最多读取len个字节，返回读取的字节数，若到达流的末尾则返回-1。

import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;

public class InputStreamExample {
    public static void main(String[] args) {
        try (FileInputStream fis = new FileInputStream("example.txt")) {
            byte[] buffer = new byte[1024];
            int bytesRead;
            while ((bytesRead = fis.read(buffer, 0, buffer.length)) != -1) {
                System.out.print(new String(buffer, 0, bytesRead));
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

2. OutputStream流

OutputStream是所有字节输出流的抽象基类，主要用于写入字节数据。

示例代码

import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;

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

三、字符流（Reader和Writer）

1. Reader

Reader是所有字符输入流的抽象基类，主要用于读取字符数据。

示例代码

import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;

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

2. Writer

Writer是所有字符输出流的抽象基类，主要用于写入字符数据。

示例代码

import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;

public class WriterExample {
    public static void main(String[] args) {
        try (FileWriter fw = new FileWriter("example.txt")) {
            String data = "Hello, World!";
            fw.write(data);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

四、缓冲流（BufferedStream）

1. BufferedReader

BufferedReader是字符输入缓冲流，提供了更高效的读操作和一些便利的方法，如readLine()。

示例代码

import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;

public class BufferedReaderExample {
    public static void main(String[] args) {
        try (BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("example.txt"))) {
            String line;
            while ((line = br.readLine()) != null) {
                System.out.println(line);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

2. BufferedWriter

BufferedWriter是字符输出缓冲流，提供了更高效的写操作和一些便利的方法，如newLine()。

示例代码

import java.io.BufferedWriter;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;

public class BufferedWriterExample {
    public static void main(String[] args) {
        try (BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("example.txt"))) {
            bw.write("Hello, World!");
            bw.newLine();
            bw.write("This is a new line.");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

3. BufferedInputStream和BufferedOutputStream

BufferedInputStream和BufferedOutputStream是字节输入和输出缓冲流，提供了更高效的字节读写操作。

示例代码

import java.io.BufferedInputStream;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;

public class BufferedStreamExample {
    public static void main(String[] args) {
        try (BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("input.txt"));
             BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream

(new FileOutputStream("output.txt"))) {

            byte[] buffer = new byte[1024];
            int bytesRead;
            while ((bytesRead = bis.read(buffer)) != -1) {
                bos.write(buffer, 0, bytesRead);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}