IO流的几种分类

本文介绍了Java中的IO流概念及其分类,包括输入输出流、字节流与字符流的区别及应用场景,以及节点流与处理流的特点。同时,还详细列举了各种流的具体实现类。

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流的概述:

在java中,将不同的输入输出源通过流的形式进行相关操作(输入,输出),流是一种抽象描述,在程序中表示数据的一种转移方式

Jdk提供了各种不同的流用于处理不同的输入输出源,根据流性质划分分为以下类型:

  • 按流向分(站在程序角度考虑

    • 输入流(input)

    • 输出流(output)

  • 按类型分:

    • 字节流(InputStream/OutputStream)

      • 任何文件都可以通过字节流进行传输。

    • 字符流(Reader/Writer)

      • 非纯文本文件,不能用字符流,会导致文件格式破坏,不能正常执行。

    • 节点流(低级流:直接跟输入输出源对接)

      • FileInputStream/FileOutputStream/FileReader/FileWriter/PrintStream/PrintWriter.

    • 处理流(高级流:建立在低级流的基础上)

      • 转换流:InputStreamReader/OutputStreamWriter,字节流转字符流/字符流转字节流

      • 缓冲流:BufferedInputStream/BufferedOutputStream   BufferedReader/BufferedReader可对节点流经行包装,使读写更快

<think>我们参考了关于Java IO的多个引用资料,现在需要回答用户的问题:JavaIO分类有哪些? 根据引用资料,我们可以从多个角度对IO进行分类: 1. 按数据分类(以内存为参照): - 输入(Input Stream):将数据从数据源(如文件)读取到内存中。 - 输出(Output Stream):将数据从内存写入到数据目的地(如文件)。 2. 按操作数据单位分类: - 字节:以8位字节(1 byte)为单位进行读写操作。可以处理所有类型的数据(包括文本、图片、音频、视频等)。 - 字符:以16位字符(2 bytes)为单位进行读写操作。主要用于处理文本数据,能够处理字符编码问题。 3. 按的角色分类: - 节点:直接从数据源或目的地读写数据的,也称为低级。 - 处理:对已存在的(节点或处理)进行封装,提供更强大的读写功能(如缓冲、转换等),也称为高级。 此外,引用中还提到Java IO体系中有4个抽象基类,它们分别是: - 字节输入:`InputStream` - 字节输出:`OutputStream` - 字符输入:`Reader` - 字符输出:`Writer` JavaIO体系中的40多个类都是从这4个抽象基类派生出来的,并且子类的名称都是以父类名作为后缀(例如`FileInputStream`、`FileReader`等)。 下面我们详细展开每个分类: ### 1. 按数据分类 - **输入**:用于从数据源读取数据。常见的输入有: - `InputStream`(字节输入基类) - `Reader`(字符输入基类) - 具体实现类:`FileInputStream`、`FileReader`等。 - **输出**:用于向目标写入数据。常见的输出有: - `OutputStream`(字节输出基类) - `Writer`(字符输出基类) - 具体实现类:`FileOutputStream`、`FileWriter`等。 ### 2. 按操作数据单位分类 - **字节**:用于处理二进制数据,如图片、音频、视频等。字节的基本单位是字节(8 bits)。主要的抽象基类有: - `InputStream`(字节输入) - `OutputStream`(字节输出) - **字符**:用于处理文本数据,字符的基本单位是字符(16 bits)。字符在读写时会自动处理字符编码(如UTF-8、GBK等)。主要的抽象基类有: - `Reader`(字符输入) - `Writer`(字符输出) 注意:字符实际上是在字节的基础上,通过`InputStreamReader`和`OutputStreamWriter`(属于处理)将字节转换为字符,并指定字符编码。 ### 3. 按的角色分类 - **节点**:直接连接到数据源或目的地,负责直接读写数据。例如: - 文件:`FileInputStream`、`FileOutputStream`、`FileReader`、`FileWriter` - 数组:`ByteArrayInputStream`、`ByteArrayOutputStream`、`CharArrayReader`、`CharArrayWriter` - 管道:`PipedInputStream`、`PipedOutputStream`、`PipedReader`、`PipedWriter` - **处理**:对节点或其他处理进行包装,提供更便捷或更高效的功能。例如: - 缓冲:`BufferedInputStream`、`BufferedOutputStream`、`BufferedReader`、`BufferedWriter`(提供缓冲功能,减少I/O次数) - 转换:`InputStreamReader`(将字节输入转换为字符输入)、`OutputStreamWriter`(将字节输出转换为字符输出) - 数据:`DataInputStream`、`DataOutputStream`(用于读写基本数据类型和字符串) - 对象:`ObjectInputStream`、`ObjectOutputStream`(用于对象的序列化和反序列化) - 打印:`PrintStream`、`PrintWriter`(提供方便的打印方法) - 合并:`SequenceInputStream`(将多个输入合并为一个输入) ### 总结 Java中的IO分类可以归纳为三个维度: 1. **向**:输入 vs 输出 2. **数据单位**:字节 vs 字符 3. **角色**:节点 vs 处理 整个Java IO体系都是建立在四个抽象基类(`InputStream`、`OutputStream`、`Reader`、`Writer`)之上的,通过组合和扩展这些基类,形成了丰富的IO类库。 下面是一个简单的类图关系(使用mermaid语法): ```mermaid classDiagram direction BT class InputStream class OutputStream class Reader class Writer class FileInputStream FileInputStream --|> InputStream class FileOutputStream FileOutputStream --|> OutputStream class FileReader FileReader --|> Reader class FileWriter FileWriter --|> Writer class BufferedInputStream BufferedInputStream --|> FilterInputStream FilterInputStream --|> InputStream class BufferedReader BufferedReader --|> Reader class InputStreamReader InputStreamReader --|> Reader ``` 注意:`FilterInputStream`是处理的基类,它包装了另一个输入(节点或其他处理)。 ### 示例代码 下面是一个使用字节和字符读取文件的简单示例: **字节读取文件(适合二进制文件)**: ```java try (InputStream in = new FileInputStream("test.jpg")) { int data; while ((data = in.read()) != -1) { // 处理每个字节 } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } ``` **字符读取文件(适合文本文件)**: ```java try (Reader reader = new FileReader("test.txt")) { int data; while ((data = reader.read()) != -1) { char ch = (char) data; // 处理每个字符 } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } ``` **使用缓冲提高效率(处理)**: ```java try (BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("test.txt"))) { String line; while ((line = br.readLine()) != null) { // 处理一行文本 } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } ``` 通过以上分类和示例,我们可以清晰地了解Java IO分类体系。 §§相关问题§§ 1. 字节和字符在什么场景下使用? 2. 处理(如缓冲)是如何提高IO效率的? 3. Java IO中哪些是节点?哪些是处理? 4. 如何选择使用字节还是字符?</think>### Java IO 分类详解 根据引用资料,Java IO 体系主要从三个维度进行分类: #### 1. **按数据分类**(以内存为参照) | 类型 | 功能描述 | 核心抽象类 | 典型实现类 | |------------|----------------------------------|----------------|------------------------| | **输入** | 将数据从外部源读取到内存 | `InputStream` | `FileInputStream` | | | | `Reader` | `FileReader` | | **输出** | 将数据从内存写入到外部目标 | `OutputStream` | `FileOutputStream` | | | | `Writer` | `FileWriter` | #### 2. **按操作数据单位分类** | 类型 | 单位 | 适用场景 | 抽象基类 | 特点 | |------------|--------|-----------------------------|----------------|-----------------------| | **字节** | 8 bit | 处理二进制文件(图片/视频等) | `InputStream` | 后缀为`Stream` | | | | | `OutputStream` | 如`FileInputStream` | | **字符** | 16 bit | 处理文本文件 | `Reader` | 后缀为`Reader`/`Writer` | | | | | `Writer` | 如`FileReader` | #### 3. **按的角色分类** | 类型 | 功能描述 | 特点 | 典型实现类 | |--------------|----------------------------------|--------------------------|------------------------| | **节点** | 直接连接数据源/目的地 | 基础IO操作 | `FileInputStream` | | | | | `ByteArrayInputStream` | | **处理** | 包装节点,增强功能 | 提供高级功能 | `BufferedReader` | | (包装) | | 需传入节点作为参数 | `ObjectInputStream` | #### 完整分类体系图示 ```mermaid graph TD A[Java IO] --> B[按向] A --> C[按数据单位] A --> D[按角色] B --> B1[输入] B --> B2[输出] C --> C1[字节] C --> C2[字符] D --> D1[节点] D --> D2[处理] B1 --> C1 B1 --> C2 B2 --> C1 B2 --> C2 D1 --> F[FileInputStream等] D2 --> G[BufferedReader等] ``` #### 关键特性对比 1. **抽象基类关系**: - 所有字节均派生自`InputStream`/`OutputStream` - 所有字符均派生自`Reader`/`Writer` - 子类命名规则:父类名作为后缀(如`FileInputStream`)[^1][^2] 2. **处理工作原理**: ```java // 典型处理使用示例 try (BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("file.txt"))) { String line; while ((line = br.readLine()) != null) { // 增强的读取功能 System.out.println(line); } } ``` - 处理通过包装节点实现功能扩展(如缓冲、数据类型转换等) 3. **字符本质**: - 底层通过`InputStreamReader`/`OutputStreamWriter`将字节转换为字符 - 自动处理字符编码(如UTF-8、GBK等)[^2][^4] #### 典型应用场景 | 场景 | 推荐类型 | 原因 | |---------------------|------------------------|--------------------------| | 图片/视频传输 | 字节(如`FileInputStream`) | 保持二进制数据完整性 | | 文本文件读取 | 字符(如`BufferedReader`) | 自动处理编码,支持按行读 | | 对象序列化 | 处理(`ObjectInputStream`) | 可直接读写Java对象 | | 内存数据操作 | 字节数组(`ByteArrayInputStream`) | 无需物理文件 | ### 总结 Java IO通过**向**(输入/输出)、**数据单位**(字节/字符)、**角色**(节点/处理)三个维度构建了完整的IO体系。40多个IO类均派生自4个抽象基类(`InputStream`, `OutputStream`, `Reader`, `Writer`),这种设计提供了高度灵活性和扩展性[^1][^2][^3]。 --- ### 相关问题 1. **字节和字符在读取文本文件时有何性能差异?** 2. **为什么处理需要包装节点才能工作?** 3. **如何选择合适的缓冲提高IO效率?** 4. **Java NIO与传统IO的主要区别是什么?** [^1]: IO分类。按操作数据单位不同分为:字节(8 bit),字符(16 bit)... [^2]: Java IO分类。按操作数据单位不同分为:字节(8bit)如二进制文件;字符,如文本文件... [^3]: java中的IO:分类。输入进行读操作,输出进行写操作... [^4]: Java IO分类。这些类如果是以Stream单词结尾就是字节, 如果是以Reader结尾就是字符输入...
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