掌握输入输出流的分类、特点和应用场景
Java I/O（Input/Output）流是Java中处理输入输出的核心机制。流是一种抽象概念，它代表数据的无结构化传递。按照流的方式进行输入输出，数据被当作无结构的字节序列或字符序列。
I/O流是Java中用于处理输入输出操作的抽象概念。它提供了一种统一的方式来处理不同类型的数据源和目标，如文件、网络连接、内存等。通过流的方式，我们可以以一致的方法读取和写入数据。
// 字节流 - 处理二进制数据
FileInputStream fis = new FileInputStream("image.jpg");
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("copy.jpg");
// 字符流 - 处理文本数据
FileReader fr = new FileReader("text.txt");
FileWriter fw = new FileWriter("output.txt");// 输入流 - 从数据源读取数据
InputStream input = new FileInputStream("data.txt");
Reader reader = new FileReader("text.txt");
// 输出流 - 向目标写入数据
OutputStream output = new FileOutputStream("result.txt");
Writer writer = new FileWriter("output.txt");// 节点流 - 直接连接数据源
FileInputStream fileStream = new FileInputStream("data.txt");
// 处理流 - 对其他流进行包装
BufferedInputStream bufferedStream =
new BufferedInputStream(fileStream);
DataInputStream dataStream =
new DataInputStream(bufferedStream);Java I/O流采用了清晰的继承体系，所有的流类都继承自四个抽象基类。
| 基类 | 类型 | 常用实现类 | 主要用途 |
|---|---|---|---|
InputStream |
字节输入流 | FileInputStream, BufferedInputStream, DataInputStream | 读取字节数据 |
OutputStream |
字节输出流 | FileOutputStream, BufferedOutputStream, DataOutputStream | 写入字节数据 |
Reader |
字符输入流 | FileReader, BufferedReader, InputStreamReader | 读取字符数据 |
Writer |
字符输出流 | FileWriter, BufferedWriter, OutputStreamWriter | 写入字符数据 |
Java I/O流大量使用了装饰器模式，允许动态地给对象添加功能。这种设计使得流的功能可以灵活组合。
// 基础流（节点流）
FileInputStream fileStream = new FileInputStream("data.txt");
// 第一层装饰（添加缓冲功能）
BufferedInputStream bufferedStream = new BufferedInputStream(fileStream);
// 第二层装饰（添加数据类型读取功能）
DataInputStream dataStream = new DataInputStream(bufferedStream);
// 现在可以高效地读取各种数据类型
int number = dataStream.readInt();
double value = dataStream.readDouble();
String text = dataStream.readUTF();/**
* Java I/O流概述示例程序
* 演示不同类型I/O流的基本使用方法
*
* @author Java学习者
* @version 1.0
*/
public class IOStreamDemo {
/**
* 演示字节流的基本操作
*/
public static void demonstrateByteStream() {
try {
// 创建字节输出流
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("byte_output.txt");
// 写入字节数据
String data = "Hello, Java I/O!";
fos.write(data.getBytes());
fos.close();
// 创建字节输入流
FileInputStream fis = new FileInputStream("byte_output.txt");
// 读取字节数据
byte[] buffer = new byte[1024];
int bytesRead = fis.read(buffer);
if (bytesRead > 0) {
String readData = new String(buffer, 0, bytesRead);
System.out.println("读取到的数据: " + readData);
}
fis.close();
} catch (IOException e) {
System.err.println("字节流操作异常: " + e.getMessage());
}
}
/**
* 演示字符流的基本操作
*/
public static void demonstrateCharacterStream() {
try {
// 创建字符输出流
FileWriter fw = new FileWriter("character_output.txt");
// 写入字符数据
fw.write("你好，Java I/O流！");
fw.write("\n这是第二行文本。");
fw.close();
// 创建字符输入流
BufferedReader br = new BufferedReader(
new FileReader("character_output.txt"));
// 逐行读取字符数据
String line;
while ((line = br.readLine()) != null) {
System.out.println(line);
}
br.close();
} catch (IOException e) {
System.err.println("字符流操作异常: " + e.getMessage());
}
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println("Java I/O流概述演示程序");
System.out.println("========================");
// 演示字节流
demonstrateByteStream();
// 演示字符流
demonstrateCharacterStream();
System.out.println("程序执行完成！");
}
}// 1. 数据类型选择
// 文本数据 → 字符流
FileReader reader = new FileReader("text.txt");
// 二进制数据 → 字节流
FileInputStream input = new FileInputStream("image.jpg");
// 2. 性能优化
// 频繁读写 → 使用缓冲流
BufferedReader br = new BufferedReader(reader);
// 3. 数据类型处理
// 基本数据类型 → 数据流
DataInputStream dis = new DataInputStream(input);// 错误：用字节流处理文本（编码问题）
FileInputStream fis = new FileInputStream("chinese.txt");
// 错误：不使用缓冲流（性能低下）
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
fileWriter.write("data" + i);
}
// 错误：忘记关闭流（资源泄露）
FileInputStream input = new FileInputStream("file.txt");
// ... 使用流但忘记关闭