Java面试要点42 - Java IO：字节流与字符流详解

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一、引言

在Java编程中，IO（输入/输出）操作是一个非常重要的概念，它使得程序能够与外部世界进行数据交互。Java的IO体系设计精妙，主要分为字节流和字符流两大体系，它们分别用于处理不同类型的数据传输。

二、IO流的基本概念

Java的IO流设计基于装饰器模式，通过层层包装来扩展功能。所有的流都分为两个方向：输入流和输出流。输入流用于从外部读取数据到程序中，输出流用于从程序写出数据到外部。字节流以字节为单位传输数据，而字符流以字符为单位传输数据，这使得字符流更适合处理文本内容。

三、字节流体系

字节流是最基本的IO流，它直接处理字节数据。InputStream和OutputStream是所有字节流的抽象基类。

字节流适合处理二进制文件，如图片、音频、视频等。

public class ByteStreamExample {
   
    public void copyFile(String source, String target) {
   
        try (FileInputStream fis = new FileInputStream(source);
             FileOutputStream fos = new FileOutputStream(target)) {
   
            
            byte[] buffer = new byte[1024];
            int length;
            
            while ((length = fis.read(buffer)) > 0) {
   
                fos.write(buffer, 0, length);
            }
            
            fos.flush();
        } catch (IOException e) {
   
            e.printStackTrace();
        }
    }
    
    public void readBinaryFile() {
   
        try (BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(
                new FileInputStream("image.jpg"))) {
   
            
            byte[] content = bis.readAllBytes();
            // 处理二进制数据
            processImageData(content);
        } catch (IOException e) {
   
            e.printStackTrace();
        }
    }
    
    private void processImageData(byte[] data) {
   
        // 处理图片数据的具体实现
    }
}

四、字符流体系

字符流是Java为了更好地处理文本数据而设计的，它的基本单位是字符而不是字节。Reader和Writer是所有字符流的抽象基类。

字符流内部会进行字符编码的转换，因此更适合处理文本文件。

public class CharacterStreamExample {
   
    public void textFileProcessing() {
   
        try (BufferedReader reader = new BufferedReader(
                new FileReader("input.txt", StandardCharsets.UTF_8));
             BufferedWriter writer = new BufferedWriter(
                new FileWriter("output.txt", StandardCharsets.UTF_8))) {
   
            
            String line;
            while ((line = reader.readLine()) != null) {
   
                // 处理文本行
                String processed = processLine(line);
                writer.write(processed);
                writer.newLine();
            }
            
            writer.flush();
        } catch (IOException e) {
   
            e.printStackTrace();
        }
    }
    
    public void characterStreamBuffering() {
   
        try (BufferedReader reader = new BufferedReader(
                new InputStreamReader(System.in, StandardCharsets.UTF_8))) {
   
            
            StringBuilder content = new StringBuilder();
            int character;
            
            while ((character = reader.read()