本文介绍了Java中的IO流分类，包括输入流、输出流、字节流和字符流。详细讲解了节点流与处理流的区别，节点流如File流、Memory流和Pipe管道流，处理流如缓冲流、滤流、转换流等，并提供了相关示例。缓冲流通过内存缓冲区提高读写效率，转换流实现字节流与字符流之间的转换，数据流则用于存储和恢复数据。
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#1. 流的分类
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按数据流的方向不同：输入流，输出流。
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按处理数据单位不同：字节流，字符流。
（1） 字节流：数据流中最小的数据单元是字节。
（2）字符流：数据流中最小的数据单元是字符， Java中的字符是Unicode编码，一个字符占用两个字节。 -
按功能不同：节点流，处理流。
（1）程序用于直接操作目标设备所对应的类叫节点流。
（2）程序通过一个间接流类去调用节点流类，以达到更加灵活方便地读写各种类型的数据，这个间接流类就是处理流。
#2. 节点流
##2.1 节点流的类型
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（1）File 文件流。对文件进行读、写操作 ：FileReader、FileWriter、FileInputStream、FileOutputStream。、
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（2）Memory
1）从/向内存数组读写数据: CharArrayReader与 CharArrayWriter、ByteArrayInputStream与ByteArrayOutputStream。
2）从/向内存字符串读写数据 StringReader、StringWriter、StringBufferInputStream。 -
（3）Pipe管道流。 实现管道的输入和输出（进程间通信）: PipedReader与PipedWriter、PipedInputStream与PipedOutputStream。
##2.2 节点流执行的图示
#3. 处理流
##3.1 处理流的类型
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（1）Buffering缓冲流：在读入或写出时，对数据进行缓存，以减少I/O的次数：BufferedReader与BufferedWriter、BufferedInputStream与BufferedOutputStream。
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（2）Filtering 滤流：在数据进行读或写时进行过滤：FilterReader与FilterWriter、FilterInputStream与FilterOutputStream。
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（3）Converting between Bytes and Characters 转换流：按照一定的编码/解码标准将字节流转换为字符流，或进行反向转换（Stream到Reader）：InputStreamReader、OutputStreamWriter。
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（4）Object Serialization 对象流 ：ObjectInputStream、ObjectOutputStream。
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（5）DataConversion数据流： 按基本数据类型读、写（处理的数据是Java的基本类型（如布尔型，字节，整数和浮点数））：DataInputStream、DataOutputStream 。
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（6）Counting计数流： 在读入数据时对行记数 ：LineNumberReader、LineNumberInputStream。
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（7）Peeking Ahead预读流： 通过缓存机制，进行预读 ：PushbackReader、PushbackInputStream。
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（8）Printing打印流： 包含方便的打印方法 ：PrintWriter、PrintStream。
##3.2 处理流执行的图示
##3.3 缓冲流 -
【1】对I/O进行缓冲是一种常见的性能优化，缓冲流为I/O流增加了内存缓冲区，增加缓冲区的两个目的：
（1）允许Java的I/O一次不只操作一个字符，这样提高䇖整个系统的性能；
（2）由于有缓冲区，使得在流上执行skip、mark和reset方法都成为可能。 -
【2】缓冲流：它是要“套接”在相应的节点流之上，对读写的数据提供了缓冲的功能，
提高了读写的效率，同时增加了一些新的方法。例如：BufferedReader中的readLine方法，
BufferedWriter中的newLine方法。 -
【3】J2SDK提供了4种缓存流，常用的构造方法为：
//字符输入流
BufferedReader(Reader in)//创建一个32字节的缓冲区
BufferedReader(Reader in, int size)//size为自定义缓存区的大小
//字符输出流
BufferedWriter(Writer out)
BufferedWriter(Writer out, int size)
//字节输入流
BufferedInputStream(InputStream in)
BufferedInputStream(InputStream in, int size)
//字节输出流
BufferedOutputStream(OutputStream in)
BufferedOutputStream(OutputStream in, int size)
-
【4】其他
（1）缓冲输入流BufferedInputSTream除了支持read和skip方法意外，还支持其父类的mark和reset方法;
（2）BufferedReader提供了一种新的ReadLine方法用于读取一行字符串（以\r或\n分隔）;
（3）BufferedWriter提供了一种新的newLine方法用于写入一个行分隔符;
（4）对于输出的缓冲流，BufferedWriter和BufferedOutputStream，写出的数据会先在内存中缓存，
使用flush方法将会使内存的数据立刻写出。 -
示例1：
import java.io.*;
public class TestBufferStream1 {
public static void main(String[] args) {
try {
FileInputStream fis = new FileInputStream(
"d:\\JavaProject\\demo13\\ProcessingStream\\TestBufferStream1.java");
BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(fis);
int c = 0;
System.out.println((char)bis.read());
System.out.println((char)bis.read());
bis.mark(100);/*在当前输入流的当前位置上做一个标志，允许最多再读入100个字节*/
for(int i=0;i<=10 && (c=bis.read())!=-1;i++){
System.out.print((char)c+" ");
}
System.out.println();
bis.reset();/*把输入指针返回到以前所做的标志处*/
for(int i=0;i<=10 && (c=bis.read())!=-1;i++){
System.out.print((char)c+" ");
}
bis.close();
} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}
}
}
- 示例2：
import java.io.*;
public class TestBufferStream2
{
public static void main(String[] args)
{
try{
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("D:\\JavaProject\\demo13\\BufferStream\\dat2.txt"));
BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("D:\\JavaProject\\demo13\\BufferStream\\dat2.txt"));
String s = null;
for(int i=0;i<10;i++)
{
s = String.valueOf(Math.random());//产生一个小于1的正的随机数，并转换成字符串形式
bw.write(s);//把字符串s写入到dat2.txt文件中
bw.newLine();//写入一个行分隔符
}
bw.flush();//使用flush方法将会使内存的数据立刻写出
while((s=br.readLine()) != null)
{
System.out.println(s);
}
bw.close();
br.close();
}
catch(IOException e)
{
e.printStackTrace();
}
}
}
##3.4 转换流
- 转换流有两种：
（1）InputStreamReader：将字节流转换为字符流;
（2）OutputStreamWriter：将字符流转换为字节流。 - 什么时候使用转换流？由以下分析： 流对象很多，就要明确使用哪个流对象。
通过三点来完成：
1、明确数据的来源和数据到达的目的地。
来源：输入流 [InputStream，Reader]。
目的：输出流 [OutputStream，Writer]。
2、操作的数据是否是纯文本。
是：字符流，使用Reader与Writer;
否：字节流，使用InputStream与OutputStream。
3、明确要使用哪个具体的对象。 通过设备来进行区分：
源设备：内存用数组，硬盘就加file，键盘用System.in;
目的设备：内存用数组，硬盘就加file，键盘用System.out。
4、明确是否还需要其他额外功能：例如
（1）是否需要较高的效率，即是否需要使用缓冲区，是就加上Buffered;
（2）是否需要转换，是，就使用转换流，InputStreamReader 和 OutputStreamWriter。
- 用一个例子简单的说明： 将键盘录入的数据保存到一个文件中，输入“over”时表示录入结束。 详细分析：
源：从InputStream，Reader中选择; 因为是键盘录入的是纯文本，所以使用Reader。
设备：键盘，所以用System.in; 发现System.in是字节流的操作，与Reader(字符流)矛盾，
这时就要用到转换流 InputStreamReader 。为了提高操作效率，使用缓冲技术，选择BufferedReader。
目的：从 OutputStream，Writer中选择。 因为是文本文件，所以选择Writer。
设备：硬盘上，一个文件，选择FileWriter。 为了提高操作效率，使用缓冲技术，选择BufferedWriter。
- 示例1：
import java.io.*;
class ReadinFile
{
public static void main(String[] args)throws IOException //这里为了方便阅读，先不做异常处理。
{
BufferedReader bufr=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
BufferedWriter bufw=new BufferedWriter(new FileWriter("readin.txt"));
String line=null;
while((line=bufr.readLine())!=null)
{
if("over".equals(line)) break;
bufw.write(line);
bufw.newLine();
}
bufw.close();
bufr.close();
}
}
- 示例2：
import java.io.*;
public class TestTransForm
{
public static void main(String[] args) throws IOException //这里为了方便阅读，先不做异常处理。
{
InputStreamReader isr = new InputStreamReader(System.in);
BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(
new FileOutputStream("D:\\JavaProject\\demo13\\TransStream\\TransForm.txt",true));
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(osw);
String str = null;
str = br.readLine();
while(str != null)
{
if(str.equalsIgnoreCase("exit")) break;
bw.write(str);
bw.newLine();
str = br.readLine();
}
br.close();
bw.close();
}
}
- 注意：
（1）构造方法：public FileOutputStream(String name,boolean append) throws FileNotFoundException
如果append为True，输出字节流就写入文件的末尾，而不是开头（覆盖原来的内容）；
如果append为False，输出字节流就写入文件的开头，即覆盖原来的内容从文件开始处写内容。
（2）构造方法：public FileOutputStream(String name) throws FileNotFoundException
每次覆盖原文件的内容，从文件开始处写内容。
##3.5 数据流——数据的存储和数据恢复
- 数据流：DataInputStream和DataOutputStream
（0）DataInputStream和DataOutputStream是面向字节的，因此要使用InputStream和OutputStream。
（1）DataInputStream和DataOutputStream分别继承InputStream和OutputStream，
它们属于处理流，需要分别“套接”在InputStream和OutputStream类型的节点流上。
（2）DataInputStream和DataOutputStream提供了可以存取与机器无关的Java原始类数据（如：int，double等）的方法。
（3）DataInputStream和DataOutputStream的构造方法：
DataInputStream（InputStream in）
DataOutputStream（OutputStream out）
- 示例1：
import java.io.*;
public class TestDataStream
{
public static void main(String[] args) throws IOException
{
FileOutputStream fout = new FileOutputStream("D:/JavaProject/demo13_IO/DataStream/demo.txt",true);
BufferedOutputStream bout = new BufferedOutputStream(fout);
DataOutputStream dout = new DataOutputStream(bout);
/*DataOutputStream,BufferedOutputStream,FileOutputStream这里使用了流栈。*/
dout.writeInt(110);
dout.writeUTF("hello,中国");
dout.writeFloat(3.14f);
dout.writeChar(97);/*97对应的是'a'*/
dout.close();/*如果正在使用一个流栈，程序关闭最上面的一个流也就自动的关闭了栈中的所有底层流。*/
FileInputStream fin = new FileInputStream("D:/JavaProject/demo13_IO/DataStream/demo.txt");
BufferedInputStream bin = new BufferedInputStream(fin);
DataInputStream din = new DataInputStream(bin);
int i = din.readInt();
String str = din.readUTF();
float f = din.readFloat();
char c = din.readChar();
fin.close();/*如果正在使用一个流栈，程序关闭最上面的一个流也就自动的关闭了栈中的所有底层流。*/
System.out.println("int:"+i+"\nString:"+str+"\nfloat:"+f+"\nchar:"+c);
}
}
- 编译，运行：
D:\JavaProject\demo13_IO\DataStream>javac TestDataStream.java
D:\JavaProject\demo13_IO\DataStream>java TestDataStream
int:110
String:hello,中国
float:3.14
char:a
- 注意：
int i = din.readInt();
String str = din.readUTF();
float f = din.readFloat();
char c = din.readChar();
/*此段代码的顺序不能乱，要保证先写入的先读出来的原则，否则会出现错误。
* 因此，我们在写代码的时候，我们必须：
* 要么为文件中的数据采用固定的格式；
* 要么将额外的信息保存到文件中，以便能够对其进行解析以确定数据的寻访位置。
*/
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