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：字节流和字符流。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 InputStream、OutputStream、Reader 和 Writer 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 InputStream 和 OutputStream。
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
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 Reader 和 Writer。
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
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
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
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
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。