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Java IO体系

介绍

Java IO(输入/输出)体系是Java编程中用于处理输入和输出的核心部分。它提供了丰富的类和接口,用于处理文件、网络数据流、内存数据流等。Java IO体系主要分为两大类:字节流字符流。字节流以字节为单位进行数据读写,而字符流以字符为单位进行数据读写。

Java IO体系的核心类位于 java.io 包中,包括 InputStreamOutputStreamReaderWriter 等。这些类为开发者提供了强大的工具,用于处理各种输入输出操作。

字节流与字符流

字节流

字节流是Java IO体系中最基础的流类型,主要用于处理二进制数据。字节流的核心类是 InputStreamOutputStream

  • InputStream:所有字节输入流的父类,用于从数据源读取字节。
  • OutputStream:所有字节输出流的父类,用于向目标写入字节。

示例:使用字节流读取文件

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

public class ByteStreamExample {
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();
}
}
}

输入文件 example.txt 内容:

Hello, World!

输出:

Hello, World!

字符流

字符流是专门用于处理文本数据的流类型,它以字符为单位进行读写操作。字符流的核心类是 ReaderWriter

  • Reader:所有字符输入流的父类,用于从数据源读取字符。
  • Writer:所有字符输出流的父类,用于向目标写入字符。

示例:使用字符流读取文件

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

public class CharStreamExample {
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();
}
}
}

输入文件 example.txt 内容:

Hello, World!

输出:

Hello, World!

缓冲流

为了提高IO操作的效率,Java提供了缓冲流(Buffered Stream)。缓冲流通过在内存中缓存数据,减少了对底层数据源的直接访问次数,从而提高了性能。

示例:使用缓冲流读取文件

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

public class BufferedStreamExample {
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();
}
}
}

输入文件 example.txt 内容:

Hello, World!
This is a test file.

输出:

Hello, World!
This is a test file.

实际应用场景

文件复制

文件复制是Java IO体系中的一个常见应用场景。通过字节流或字符流,我们可以轻松实现文件的复制操作。

示例:使用字节流复制文件

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

public class FileCopyExample {
public static void main(String[] args) {
try (FileInputStream fis = new FileInputStream("source.txt");
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("destination.txt")) {
byte[] buffer = new byte[1024];
int bytesRead;
while ((bytesRead = fis.read(buffer)) != -1) {
fos.write(buffer, 0, bytesRead);
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}

输入文件 source.txt 内容:

This is the source file.

输出文件 destination.txt 内容:

This is the source file.

总结

Java IO体系提供了丰富的类和接口,用于处理各种输入输出操作。通过字节流和字符流,我们可以轻松地读写文件、处理网络数据流等。缓冲流的使用可以显著提高IO操作的效率。在实际开发中,文件复制、数据读取等操作都离不开Java IO体系的支持。

附加资源与练习

  • 练习1:尝试使用字符流实现一个文件复制程序。
  • 练习2:编写一个程序,读取一个文本文件并统计其中每个单词出现的次数。
  • 参考文档Java IO官方文档
提示

建议初学者在学习Java IO体系时,多动手实践,尝试编写各种IO操作的程序,以加深对概念的理解。