Java I/O流的装饰流

按照Java 输入与输出（I/O)流的处理功能：I/O流可分为低级的节点流和高级的装饰流（又称处理流）。

• 节点流是直接从数据源（数据源可以是文件、数组、内存或网络）读/写数据的输入输出流；
  节点流的示意图：
  
• 装饰流（又称处理流），是指用于对一个已存在的输入输出流进行装饰的流，装饰流在不改变数据信息的情况下添加额外的增强功能。因为装饰流不会直接连接到实际的数据源，不能够直接获取数据，所以构建一个装饰流时，需要在构造函数中传入一个节点流。装饰流可进行多层嵌套装饰。
  例如，BufferedInputStream是FileInputStream的装饰流，它为文件输入流提供缓冲功能，从而提高读取文件的效率。
  

Java的装饰流可对节点流或处理流进行的装饰，以提高性能或增加功能。装饰流可以分为两类：

• 字节处理流：BufferedInputStream，BufferedOutputStream，DataInputStream，DataOutputStream等。
• 字符处理流：BufferedReader，BufferedWriter，InputStreamReader，OutputStreamWriter等。

常见的装饰流都属于过滤流，例如：

一、缓冲流

缓冲流是Java I/O中的一个重要概念，它可以提高文件读写的性能。

由于磁盘的IO处理速度远低于内存的读写速度。
为了提高文件读写性能，我们可以使用缓冲流。缓冲流使用内存缓冲区，可以一次性读取或写入大量数据，从而减少与磁盘的交互次数，提高整体性能。

缓冲流有两种类型：缓冲字节流和缓冲字符流。
缓冲字节流包括BufferedInputStream和BufferedOutputStream，而缓冲字符流包括BufferedReader和BufferedWriter。

缓冲流是装饰流（处理流），不能直接访问数据源，必须使用节点流作为参数，通过节点流的桥梁实现访问数据源的目的。
下面是一个字节缓冲流的演示例程【文件拷贝程序】：

package IOStream;
import java.io.*;
public class BufferedStreamDemo {
	public static void copyFileWithBuffered(String srcPath,String destPath) {
        File src = new File(srcPath);
        File dest = new File(destPath);
        byte[] buffer = new byte[1024];
        int len;
        try(BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream(src));
        	BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(dest))){
            while((len = bis.read(buffer)) != -1){
                bos.write(buffer,0,len);
            }
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}    
	}
	
	public static void main(String[] args) {
        String sPath = "D:/src/mp4/九寨沟风景.mp4";
        String dPath = "D:/src/mp4/九寨沟风景B.mp4";
        copyFileWithBuffered(sPath, dPath);
        System.out.println("文件复制成功！");
	}
}

测试结果：

二、数据流

DataInputStream和DataOutputStream是 Java的数据流，数据流是一个装饰流（处理流）。数据流在读取和写入时的顺序要一致。否则，读取的数据必定是错误的，会造成乱码。

数据流DataInputStream和DataOutputStream扩展了基本输入输出流读取基本数据类型和String类型数据的功能。数据流能以一种与平台无关的方式，直接从字节输入读取或向字节输出流写出Java基本类型和String类型的数据，常用于网络传输。

数据输出流DataOutputStream
DataOutputStream继承自FilterOutputStream，而 FilterOutputStream 又继承了 OutputStream。数据输出流拥有基本数据类型的写入操作。其writeUTF（String text）方法可将字符串写入数据输出流。但它不能直接连接数据源，它只能用于装饰节点流。

DataOutputStream定义了各种数据类型的写入方法write()方法，用于写入 Java 基础数据类型的数据和String数据：

数据输入流DataInputStream
DataInputStream继承自FilterInputStream，而 FilterInputStream 又继承了 InputStream，该数据输入流拥有基本数据类型的数据读取操作。使用readUTF()方法可从数据输入流中读取字符串。
DataInputStream中定义了各种数据类型的读取方法read()，用于读取 Java 基础数据类型的数据和String型的数据：

下面是一个演示例程：

package file;
import java.io.*;
public class DataIOTest {
	public static void main(String[] args) {
		String path =  "D:/src/tmp/testFile.txt";
		try (DataOutputStream dos = new DataOutputStream(new FileOutputStream(new File(path)));
			DataInputStream dis = new DataInputStream(new FileInputStream(new File(path)))) {
			dos.writeInt(128);
			dos.writeBoolean(true);
			dos.writeDouble(3.1416);
			dos.writeUTF("天佑中华！");
			dos.flush();
			
			int i = dis.readInt();
			boolean flag = dis.readBoolean();
			double d = dis.readDouble();
			String tempUTF = dis.readUTF();
			System.out.println(i+" : "+flag+" : "+d+" : "+tempUTF);
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
}

三、打印流
Java中的打印流可分为打印流（PrintStream）和打印写入器（PrintWriter），是两个用于输出信息到文本的类。

字节打印流（PrintStream）

PrintStream可以以一个节点流（FileOutputStream，ByteArrayOutputStream，或其他输出流）作为参数构造，并且提供了一系列的print和println方法用于输出各种类型的数据。


先请看一个PrintStream打印流的演示例程PrintStreamDemo：

package IOStream;
/***
 * @author QiuGen
 * @description  打印流（PrintStream）演示例程PrintStreamDemo
 * 实现两个功能：
 * 1，方法printToSystemOut()：使用PrintStream打印到控制台；
 * 2，方法printToFile()：使用PrintStream打印到文件。
 * @date 2024/10/20
 * ***/
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.PrintStream;
public class PrintStreamDemo {
	static String poem[] = { "《凉州词》王翰",
		"葡萄美酒夜光杯，","欲饮琵琶马上催。",
		"醉卧沙场君莫笑，","古来征战几人回。"};
	/***使用PrintStream打印到控制台***/
	public static void printToSystemOut() {
        PrintStream ps = System.out; // 获取标准输出流
        for (String line : poem) {
        	ps.println(line); // 打印字符串
		}
        
        ps.print("\n这首诗的行数:");
        ps.println(poem.length); // 打印数字
	}
	
	/***使用PrintStream打印到文件***/
	public static void printToFile() {
		String path = "D:/temp/凉州词.txt";
        try(FileOutputStream out = new FileOutputStream(path);
        	PrintStream ps = new PrintStream(out)) {
            
            for (String line : poem) {
            	ps.println(line); // 打印字符串
    		}
            
            ps.print("\n这首诗的行数:");
            ps.println(poem.length); // 打印数字
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
	}

	public static void main(String[] args) {
		printToSystemOut();//打印到控制台
		PrintStreamDemo.printToFile(); //打印到文件
	}
}

字节打印流（PrintStream）演示例程PrintStreamDemo测试效果图：

打印流PrintStream的应用——输出重定向

Java系统预定义了三个标准输入/输出流，两个对象System.in和System.out，分别代表来自键盘的标准输入和往屏幕的标准输出，另一个标准错误输出流System.err对象也向屏幕输出。
System.out和System.err是标准输出流和标准错误输出流，是OutputStream实现类PrintStream类的实例。

什么是输出重定向？

输出重定向指的是将原本应该输出到标准输出（System.out）设备（如控制台或屏幕）的信息，改为输出到指定的文件或其他输出流中。这种机制在日志记录、错误信息捕获、数据持久化等场景中非常有用。
如果要将标准输出重定向输出到一个文件，需要传递一个代表文件的PrintStream对象来调用setOut()方法。重定向例程IoRedirectDemo如下：

package file;
import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.PrintStream;
public class IoRedirectDemo {
	public static void main(String[] args) throws IOException {
	    File outFile = new File("D:/temp/stdout.log");
	    PrintStream ps = new PrintStream(new FileOutputStream(outFile));
	    System.out.println(outFile.getAbsolutePath());
	    System.setOut(ps); //设置标准输出重定向至文件
//以下信息本来是输出到标准输出（屏幕）的，重定向后输出至文件中
	    System.out.println("安得广厦千万间，大庇天下寒士俱欢颜。");
	    System.out.println("Java I/O 重定向演示！");
        // 重定向结束后，记得关闭ps
        ps.close();
	}
}	//IoRedirectDemo例程结束。

重定向IoRedirectDemo例程测试效果图，重定向输出产生的文件：