Java I/O流概念分析整理

本文详细介绍了 Java 中的 IO 流概念,包括输入流和输出流、字节流与字符流的区别,以及节点流和处理流的应用场景。此外还讲解了 Java 提供的各种流类,如缓冲流、数据流、打印流等,并解释了它们如何提高文件读写的效率。

来自:http://developer.51cto.com/art/201309/410902.htm

Java中的流,可以从不同的角度进行分类。

  • 按照数:输入流和输出流。
  • 按照处理数据单位不同可以分为:字节流和字符流。
  • 按照实现功能不同可以分为:节点流和处理流。

输出流:

 

输入流:

因此输入和输出都是从程序的角度来说的。

字节流:一次读入或读出是8位二进制。

字符流:一次读入或读出是16位二进制。

字节流和字符流的原理是相同的,只不过处理的单位不同而已。后缀是Stream是字节流,而后缀是Reader,Writer是字符流。

节点流:直接与数据源相连,读入或读出。

直接使用节点流,读写不方便,为了更快的读写文件,才有了处理流。

处理流:与节点流一块使用,在节点流的基础上,再套接一层,套接在节点流上的就是处理流。

Jdk提供的流继承了四大类:InputStream(字节输入流),OutputStream(字节输出流),Reader(字符输入流),Writer(字符输出流)。

以下是java中io中常用的流。

字节输入流:

字节输出流:

字符输入流:

字符输出流:

简单介绍其上图:

对文件进行操作:FileInputStream(字节输入流),FileOutputStream(字节输出流),FileReader(字符输入流),FileWriter(字符输出流)

对管道进行操作:PipedInputStream(字节输入流),PipedOutStream(字节输出流),PipedReader(字符输入流),PipedWriter(字符输出流)

PipedInputStream的一个实例要和PipedOutputStream的一个实例共同使用,共同完成管道的读取写入操作。主要用于线程操作。

字节/字符数组:ByteArrayInputStream,ByteArrayOutputStream,CharArrayReader,CharArrayWriter是在内存中开辟了一个字节或字符数组。

Buffered缓冲流::BufferedInputStream,BufferedOutputStream,BufferedReader,BufferedWriter,是带缓冲区的处理流,缓冲区的作用的主要目的是:避免每次和硬盘打交道,提高数据访问的效率。

  • 转化流:InputStreamReader/OutputStreamWriter,把字节转化成字符。
  • 数据流:DataInputStream,DataOutputStream。

因为平时若是我们输出一个8个字节的long类型或4个字节的float类型,那怎么办呢?可以一个字节一个字节输出,也可以把转换成字符串输出,但是这样转换费时间,若是直接输出该多好啊,因此这个数据流就解决了我们输出数据类型的困难。数据流可以直接输出float类型或long类型,提高了数据读写的效率。

  • 打印流:printStream,printWriter,一般是打印到控制台,可以进行控制打印的地方。
  • 对象流:ObjectInputStream,ObjectOutputStream,把封装的对象直接输出,而不是一个个在转换成字符串再输出。
  • 序列化流:SequenceInputStream。
  • 对象序列化:把对象直接转换成二进制,写入介质中。

使用对象流需要实现Serializable接口,否则会报错。而若用transient关键字修饰成员变量,不写入该成员变量,若是引用类型的成员变量为null,值类型的成员变量为0.

原文链接:http://blog.youkuaiyun.com/llhhyy1989/article/details/7388059


<think>好的,用户想要整理关于I/O和字符的学习笔记。首先,我需要回忆一下Java中的I/O体系结构,确保覆盖基本概念和关键点。根据提供的引用内容,用户已经有一些参考资料,我需要综合这些信息,特别是引用2和引用5,因为它们详细讨论了字符和字节的区别以及FileReader和FileWriter的使用。 首先,用户的问题是关于I/O和字符的学习笔记整理,需要结构清晰,分点说明。根据引用中的信息,应该从I/O的基本概念开始,分类,然后重点讲解字符,包括其特点、常用类、使用步骤以及注意事项。 需要区分字节和字符的不同,引用2提到字节处理二进制数据,字符处理文本数据,并且字符使用缓冲区。这一点很重要,需要强调两者的区别和应用场景。同时,引用5中的FileWriter和FileReader的例子需要整合进来,展示如何使用这些类进行文件操作。 另外,用户可能容易混淆节点和处理的概念,引用1提到节点是直接操作文件的,而处理是对其他的封装,比如缓冲。因此,在笔记中需要明确说明字符中的节点(如FileReader/FileWriter)和处理(如BufferedReader/BufferedWriter)的区别和使用方法。 还要注意编码问题,引用5指出FileWriter和FileReader依赖于系统默认编码,可能导致乱码,所以需要提醒用户在实际开发中指定编码,比如使用InputStreamReader和OutputStreamWriter。 最后,按照用户的要求,生成相关问题,这些问题应该涵盖性能优化、异常处理、编码问题等,帮助用户进一步深入学习。 现在,我需要确保结构清晰,分点列出,使用正确的中文术语,并适当引用提供的参考资料。同时,注意使用LaTeX格式的数学表达式,虽然这里可能用不上,但如果有涉及公式的地方要正确处理。例如,字符处理文本时的编码转换过程可以用类似$编码转换$的方式简单提及。 总结下来,笔记的结构大致分为:I/O概述、字符详解(包括定义、特点、常用类、使用示例、注意事项)、字节与字符对比、处理的作用,最后是相关问题。确保每个部分都包含关键点,并引用正确的资料支持。</think>### I/O与字符学习笔记整理 --- #### 一、I/O概述 1. **定义** I/OJava中用于设备间数据传输的抽象模型,类比于“水管”连接数据源(如文件、网络)与程序[^2]。 - 输入:数据从外部(如文件、键盘)向程序(`InputStream`/`Reader`)。 - 输出:数据从程序向外部(`OutputStream`/`Writer`)。 2. **分类** - **按数据方向**:输入 vs 输出 - **按处理单位**: - **字节**:以字节(8bit)为单位,处理二进制数据(如图片、视频)[^2][^4]。 - **字符**:以字符(16bit)为单位,处理文本数据,依赖编码集(如UTF-8)[^2][^5]。 - **按功能**: - **节点**:直接操作数据源(如`FileReader`)。 - **处理**:封装其他以增强功能(如`BufferedReader`)[^1][^5]。 --- #### 二、字符详解 1. **字符定义** - 基于字符的I/O操作,抽象基类为`Reader`(输入)和`Writer`(输出)。 - **特点**: - 使用缓冲区(内存),通过缓冲区读写文件[^2][^5]。 - 依赖编码转换,需注意文件编码与程序编码一致性。 2. **常用字符类** - **节点**: - `FileReader`:读取字符文件。 - `FileWriter`:写入字符文件[^5]。 - **处理**: - `BufferedReader`:提供缓冲功能,提高读取效率。 - `BufferedWriter`:缓冲写入功能。 - `InputStreamReader`:字节→字符转换(可指定编码)[^4][^5]。 3. **字符使用示例** ```java // 写入文件 try (FileWriter writer = new FileWriter("test.txt")) { writer.write("你好,Java字符!"); } // 读取文件(带缓冲) try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader("test.txt"))) { String line; while ((line = reader.readLine()) != null) { System.out.println(line); } } ``` 4. **注意事项** - **编码问题**:`FileReader`/`FileWriter`使用系统默认编码,若文件编码不一致会导致乱码,建议使用`InputStreamReader`指定编码[^5]。 - **资源释放**:必须调用`close()`释放资源,或使用`try-with-resources`自动关闭。 - **缓冲区刷新**:输出需调用`flush()`确保数据写入文件[^4]。 --- #### 三、字节 vs 字符对比 | **特性** | **字节** | **字符** | |------------------|--------------------------|--------------------------| | **处理单位** | 字节(8bit) | 字符(16bit) | | **适用场景** | 二进制文件(图片、视频) | 文本文件(.txt、.csv) | | **缓冲区** | 无(直接操作文件) | 有(通过缓冲区读写) | | **编码依赖** | 不依赖编码 | 依赖字符编码(如UTF-8) | --- #### 四、处理的作用 1. **增强功能**:如缓冲(`BufferedReader`)减少磁盘I/O次数,提升性能[^1][^5]。 2. **扩展能力**:如转换(`InputStreamReader`)实现字节→字符的编码转换[^4]。 ---
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