仓颉编程语言：I/O 处理流

最新推荐文章于 2025-11-24 16:00:00 发布

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处理流是指代理其它数据流进行处理的流。

仓颉编程语言中常见的处理流包含 BufferedInputStream、BufferedOutputStream、StringReader、StringWriter、ChainedInputStream 等。

我们本章会着重介绍一下缓冲流和字符串流。

缓冲流

由于涉及磁盘的 I/O 操作相比内存的 I/O 操作要慢很多，所以对于高频次且小数据量的读写操作来说，不带缓冲的数据流效率很低，每次读取和写入数据都会带来大量的 I/O 耗时。而带缓冲的数据流，可以多次读写数据，但不触发磁盘 I/O 操作，只是先放到内存里。等凑够了缓冲区大小的时候再一次性操作磁盘，这种方式可以显著减少磁盘操作次数，从而提升性能表现。

仓颉编程语言标准库提供了 BufferedInputStream 和 BufferedOutputStream 这两个类型用来提供缓冲功能。

使用 BufferedInputStream 和 BufferedOutputStream 类型需要导入 io 包。

导入 io 包示例：

import std.io.*

BufferedInputStream 的作用是为另一个输入流添加缓冲的功能。本质上 BufferedInputStream 是通过一个内部缓冲数组实现的。

当我们通过 BufferedInputStream 来读取流的数据时，BufferedInputStream 会一次性读取整个缓冲区大小的数据，然后我们再使用 read 函数就可以分多次读取更小规模的数据；当缓冲区中的数据被读完之后，输入流就会再次填充缓冲区；如此反复，直到我们读完数据流的所有数据。

构造一个 BufferedInputStream 很简单，我们只需要在构造函数中传入另一个输入流就可以了。如果我们需要指定缓冲区的大小，也可以额外传入 capactiy 参数进行指定。

BufferedInputStream 构造示例：

import std.io.*

main(): Unit {
    let arr1 = b"0123456789"
    let byteArrayStream = ByteArrayStream()
    byteArrayStream.write(arr1)
    let bufferedInputStream = BufferedInputStream(byteArrayStream)
    let arr2 = Array<Byte>(20, item: 0)

    /* 读取流中数据，返回读取到的数据的长度 */
    let readLen = bufferedInputStream.read(arr2)
    println(String.fromUtf8(arr2[..readLen])) // 0123456789
}

BufferedOutputStream 的作用是为另一个输出流添加缓冲的功能。BufferedOutputStream 也是通过一个内部缓冲数组实现的。

当我们通过 BufferedOutputStream 来向输出流写入数据时，write 的数据会先写入内部缓冲数组中；当缓冲区中的数据被填满之后，BufferedOutputStream 会将缓冲区的数据一次性写入输出流中，然后清空缓冲区再次被写入；如此反复，直到我们写完所有的数据。

需要注意的是，由于我们没写够缓冲区时不会触发输出流的写入操作，所以当我们往 BufferedOutputStream 写完所有的数据后，需要额外调用 flush 函数来最终完成写入。

构造一个 BufferedOutputStream 也很简单，我们只需要在构造函数中传入另一个输出流就可以了。如果我们需要指定缓冲区的大小，也可以额外传入 capactiy 参数指定。

BufferedOutputStream 构造示例：

import std.io.*

main(): Unit {
    let arr1 = b"01234"
    let byteArrayStream = ByteArrayStream()
    byteArrayStream.write(arr1)
    let bufferedOutputStream = BufferedOutputStream(byteArrayStream)
    let arr2 = b"56789"

    /* 向流中写入数据，此时数据在外部流的缓冲区中 */
    bufferedOutputStream.write(arr2)

    /* 调用 flush 函数，真正将数据写入内部流中 */
    bufferedOutputStream.flush()
    println(String.fromUtf8(byteArrayStream.readToEnd())) // 0123456789
}

字符串流

由于仓颉编程语言的输入流和输出流是基于字节数据来抽象的（拥有更好的性能），在部分以字符串为主的场景中使用起来就不是太友好，例如我们要往文件里写入大量的文本内容。

为了提供友好的字符串操作能力，仓颉编程语言提供了 StringReader 和 StringWriter 来添加字符串处理能力。

使用 StringReader 和 StringWriter 类型需要导入 io 包：

导入 io 包示例：

import std.io.*

StringReader 提供了按行读、按筛选条件读的能力，相比将字节数据读出来再手动转换字符串具有更好的性能表现和易用性。

构造 StringReader 很简单，传入另一个输入流就可以了。

StringReader 使用示例：

import std.io.*

main(): Unit {
    let arr1 = b"012\n346789"
    let byteArrayStream = ByteArrayStream()
    byteArrayStream.write(arr1)
    let stringReader = StringReader(byteArrayStream)

    /* 读取一行数据 */
    let line = stringReader.readln()
    println(line ?? "error") // 012
}

StringWriter 提供了直接写字符串、按行直接写字符串的能力，相比将字节数据手动转换字符串再写入具有更好的性能表现和易用性。

构造 StringWriter 也很简单，传入另一个输出流就可以了。

StringWriter 使用示例：

main(): Unit {
    let byteArrayStream = ByteArrayStream()
    let stringWriter = StringWriter(byteArrayStream)

    /* 写入字符串 */
    stringWriter.write("number")

    /* 写入字符串并自动转行 */
    stringWriter.writeln(" is:")

    /* 写入数字 */
    stringWriter.write(100.0f32)

    stringWriter.flush()

    println(String.fromUtf8(byteArrayStream.readToEnd())) // number is:\n100.000000
}

最后

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