Java中的IO流详解

        Java的输入输出（IO）流是处理数据读写的基础。它们允许程序与外部设备（如文件、网络等）进行数据交互。Java中的IO流主要分为字节流和字符流，每种流都有其特定的用途和类结构。

 IO流的基本概念

• IO流是Java提供的一种用于处理输入输出的机制。它提供了一种统一的方式来处理不同类型的输入输出设备。
• 输入流（InputStream/Reader）：用于从外部设备读取数据到程序中。
• 输出流（OutputStream/Writer）：用于将程序中的数据写入到外部设备。

字节流与字符流的关系

字节流和字符流的主要区别在于处理的数据单位：

• 字节流：以字节为单位进行数据处理，适合处理二进制数据（如图片、音频等）。
  • 基类：InputStream（输入）和OutputStream（输出）。
  • 常见子类：FileInputStream、FileOutputStream、ByteArrayInputStream、ByteArrayOutputStream等。

• 字符流：以字符为单位进行数据处理，适合处理文本数据。
  • 基类：Reader（输入）和Writer（输出）。
  • 常见子类：FileReader、FileWriter、StringReader、StringWriter等。

        OutputStream/Writer， InputStream/Reader这四个是所有IO流的超类，也就是父类，其他子类都是继承这四个类，下面是一张结构图，理解清除他们之间的关系方便我们更好的记忆和使用流。

字节流的使用

字节流的基本类包括InputStream和OutputStream。以下是它们的常用实现和示例代码：

• FileInputStream：用于从文件中读取字节数据。
• FileOutputStream：用于向文件中写入字节数据。

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

public class ByteStreamExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 写入数据
        try (FileOutputStream fos = new FileOutputStream("example.txt")) {
            String data = "Hello, Byte Stream!";
            fos.write(data.getBytes());
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        // 读取数据
        try (FileInputStream fis = new FileInputStream("example.txt")) {
            int content;
            while ((content = fis.read()) != -1) {
                System.out.print((char) content);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

字符流的使用

字符流的基本类包括Reader和Writer。以下是它们的常用实现和示例代码：

• FileReader：用于从文件中读取字符数据。
• FileWriter：用于向文件中写入字符数据

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

public class CharStreamExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 写入数据
        try (FileWriter fw = new FileWriter("example.txt")) {
            fw.write("Hello, Character Stream!");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        // 读取数据
        try (FileReader fr = new FileReader("example.txt")) {
            int content;
            while ((content = fr.read()) != -1) {
                System.out.print((char) content);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

 字节流与字符流的区别

 IO流的其他类型

除了基本的字节流和字符流，Java IO还提供了其他类型的流，常见的包括：

• 缓冲流：如BufferedInputStream和BufferedOutputStream，用于提高IO效率。
• 数据流：如DataInputStream和DataOutputStream，用于读写基本数据类型。
• 打印流：如PrintWriter，用于格式化输出。
• 管道流：用于线程间的通信。

缓冲流

缓冲流用于提高IO效率。它们在内部使用缓冲区来减少读写操作的次数。

• BufferedInputStream：在InputStream基础上增加缓冲功能。
• BufferedOutputStream：在OutputStream基础上增加缓冲功能。

import java.io.*;

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"))) {
            // 使用缓冲流进行读写操作
            int b;
            while ((b = bis.read()) != -1) {
                bos.write(b);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

数据流

数据流用于读写基本数据类型和字符串。

• DataInputStream：用于从底层输入流中读取基本数据类型。
• DataOutputStream：用于向底层输出流中写入基本数据类型。

import java.io.*;

public class DataStreamExample {
    public static void main(String[] args) {
        try (DataOutputStream dos = new DataOutputStream(new FileOutputStream("data.txt"))) {
            dos.writeInt(42);
            dos.writeDouble(3.14);
            dos.writeUTF("Hello, Data Stream!");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        try (DataInputStream dis = new DataInputStream(new FileInputStream("data.txt"))) {
            int i = dis.readInt();
            double d = dis.readDouble();
            String s = dis.readUTF();
            System.out.println("Integer: " + i);
            System.out.println("Double: " + d);
            System.out.println("String: " + s);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

总结

        Java中的IO流是处理数据的强大工具，字节流和字符流各有其适用场景。通过理解它们的关系和使用方式，可以高效地进行数据读写操作。对于不同类型的流，选择合适的实现类是关键。