Java得IO流

于 2024-06-11 17:51:23 发布
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文章标签： java
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Java IO流详解及常用类的代码实例

Java IO（输入输出）流是Java中处理输入和输出操作的核心部分。本文将对常用的Java IO流类进行介绍，并提供一些代码示例来展示它们的使用场景、优缺点。

1. FileInputStream 和 FileOutputStream（推荐）

简介
FileInputStream 和 FileOutputStream 用于以字节流的方式读取和写入文件。这些类适合处理二进制数据，如图像和音频文件。

示例代码

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;

public class FileIOExample {

	//读取一个写一次，缺点IO操作频繁（不推荐）
    public static void test1(File inputTxtFile, File outputTxtFile){
        try(FileInputStream fileInputStream =new FileInputStream(inputTxtFile);
            FileOutputStream fileOutputStream=new FileOutputStream(outputTxtFile);) {

            int value;
	        //把读取到得转为0-255得数字，写入到输出流，如果为-1表示到结尾了，停止写入
            while ((value=fileInputStream.read())!=-1){
                fileOutputStream.write(value);
            }
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }


	//读取到数组，这样可以减少IO
    public static void test2(File inputFile, File outputFile){
        try(FileInputStream fileInputStream =new FileInputStream(inputFile);
            FileOutputStream fileOutputStream=new FileOutputStream(outputFile);) {
            //设置字节数组得大小，一般4K,8k,16K 是比较好的选择。不建议设置得大小是文件得大小，这样如果是大文件，容易导致内存溢出等。对于大文件，仍然使用固定大小的缓冲区是合适的。缓冲区大小设置得合理，可以帮助减少磁盘IO操作的次数，从而提高效率。使用固定大小的缓冲区可以在处理大文件时保持内存使用的稳定性
            final byte[] bytes = new byte[4096];
            int value;
            while ((value=fileInputStream.read(bytes))!=-1){
                fileOutputStream.write(bytes,0,value);
            }
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
      File inputTxtFile = new File("C:\\Users\\15975\\Desktop\\file.txt");
      	File outputTxtFile = new File("C:\\Users\\15975\\Desktop\\file777.txt");
    }
}

使用场景
读取和写入二进制文件（如图片、视频、音频）。
不涉及字符编码转换的场景。
优缺点
优点:

直接处理字节，适用于所有类型的文件。
简单直接的文件复制。
缺点:

不能处理字符编码，需要手动转换字节到字符。
不适合处理文本文件，因为没有缓冲区，性能较低。

2. FileReader 和 FileWriter

简介
FileReader 和 FileWriter 用于以字符流的方式读取和写入文件。这些类适合处理文本数据。

示例代码

import java.io.FileReader;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;

public class FileReaderWriterExample {
    public static void main(String[] args) {
        try (FileReader fr = new FileReader("input.txt");
             FileWriter fw = new FileWriter("output.txt")) {

            int data;
            while ((data = fr.read()) != -1) {
                fw.write(data);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

使用场景
处理文本文件（如配置文件、日志文件）。
需要字符编码支持的场景。
优缺点
优点:

自动处理字符编码（FileReader 和 FileWriter 能够自动处理编码，因为它们使用的是平台默认字符编码；它们底层依赖于 InputStreamReader 和 OutputStreamWriter 进行字节与字符之间的转换；为了确保跨平台的一致性和避免编码问题，建议显式指定字符编码）。
适合处理文本数据。
缺点:

不适合处理二进制数据。
没有缓冲，处理大文件时效率低。

3. BufferedReader 和 BufferedWriter（推荐）

简介
BufferedReader 和 BufferedWriter 提供了带缓冲区的字符输入输出流，大幅提高了处理文本文件的效率。

示例代码

import java.io.BufferedReader;
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.FileReader;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;

public class BufferedReaderWriterExample {

	//（（不推荐）
	public static void test6(File inputFile, File outputFile){
        try(BufferedReader fileInputStream =new BufferedReader(new FileReader(inputFile));
            BufferedWriter fileOutputStream=new BufferedWriter(new FileWriter(outputFile));) {

            String value;
            while ((value=fileInputStream.readLine())!=null){
                fileOutputStream.write(value);
                fileOutputStream.newLine(); // 添加换行符
            }
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
    
    
     //（强力推荐）只能处理文本、且要求指定编码
    public static void test8(File inputFile, File outputFile){
        try (InputStreamReader fileInputStream = new InputStreamReader(Files.newInputStream(inputFile.toPath()), StandardCharsets.UTF_8);
             OutputStreamWriter fileOutputStream = new OutputStreamWriter(Files.newOutputStream(outputFile.toPath()), StandardCharsets.UTF_8)) {

            int value;
            while ((value=fileInputStream.read())!=-1){
                fileOutputStream.write(value);
            }
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
	



    //（强力推荐）只能处理文本、且要求指定编码、有缓存
    public static void test7(File inputFile, File outputFile){
        try (BufferedReader fileInputStream = new BufferedReader(new InputStreamReader(Files.newInputStream(inputFile.toPath()), StandardCharsets.UTF_8));
             BufferedWriter fileOutputStream = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(Files.newOutputStream(outputFile.toPath()), StandardCharsets.UTF_8))) {

            String value;
            while ((value=fileInputStream.readLine())!=null){
                fileOutputStream.write(value);
                fileOutputStream.newLine(); // 添加换行符
            }
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        File inputTxtFile = new File("C:\\Users\\15975\\Desktop\\file.txt");
        File outputTxtFile = new File("C:\\Users\\15975\\Desktop\\file777.txt");
	
        test6(inputTxtFile,outputTxtFile);
        test7(inputTxtFile,outputTxtFile);
    }
}

使用场景
处理大文本文件，提高读写效率。
逐行读取和写入文件。
优缺点
优点:

带有缓冲区，处理大文件时效率高。
适合逐行读取和写入。
缺点:

仅适合文本数据。
需要更多的内存来存储缓冲区。

4. DataInputStream 和 DataOutputStream

简介
DataInputStream 和 DataOutputStream 提供了从底层输入流中读取基本数据类型的方法，这些类适合处理一些简单的数据存储和传输。

示例代码

import java.io.DataInputStream;
import java.io.DataOutputStream;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;

public class DataStreamExample {
    public static void main(String[] args) {
        try (DataOutputStream dos = new DataOutputStream(new FileOutputStream("data.bin"))) {
            dos.writeInt(123);
            dos.writeDouble(45.67);
            dos.writeUTF("Hello, World!");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        try (DataInputStream dis = new DataInputStream(new FileInputStream("data.bin"))) {
            int intValue = dis.readInt();
            double doubleValue = dis.readDouble();
            String stringValue = dis.readUTF();

            System.out.println("Read values: " + intValue + ", " + doubleValue + ", " + stringValue);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

使用场景
读取和写入基本数据类型（二进制格式）。
网络传输或文件存储中的数据序列化。
优缺点
优点:

直接处理基本数据类型，方便高效。
适合网络传输和文件存储中的序列化。
缺点:

仅适合处理基本数据类型，不适合复杂对象。
需要明确的写入和读取顺序。

5. ObjectInputStream 和 ObjectOutputStream

简介
ObjectInputStream 和 ObjectOutputStream 用于读写对象，以实现对象的序列化和反序列化。

示例代码

import java.io.*;

class Person implements Serializable {
    private static final long serialVersionUID = 1L;
    String name;
    int age;

    Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{name='" + name + "', age=" + age + '}';
    }
}

public class ObjectStreamExample {
    public static void main(String[] args) {
        Person person = new Person("John Doe", 30);

        try (ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("person.dat"))) {
            oos.writeObject(person);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        try (ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("person.dat"))) {
            Person readPerson = (Person) ois.readObject();
            System.out.println("Read person: " + readPerson);
        } catch (IOException | ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

使用场景
对象的持久化存储（如保存应用程序状态）。
网络传输中的对象序列化和反序列化。
优缺点
优点:

支持复杂对象的序列化。
能够在网络传输中使用。
缺点:

必须实现 Serializable 接口。
序列化和反序列化过程可能较慢。

结论

Java IO流提供了多种类来满足不同的输入输出需求。从简单的文件读取和写入，到复杂的对象序列化，每个类都有其特定的使用场景和优缺点。正确选择和使用这些类可以显著提高程序的性能和可靠性。

处理二进制文件、文本、图片、视频、音频等数据，可以使用FileInputStream和FileOutputStream：

1、FileInputStream和FileOutputStream是字节流，适用于处理二进制文件或者不需要进行字符编码转换的文本文件。
2、对于文本文件，如果需要进行字符编码转换，可以在读写过程中使用InputStreamReader和OutputStreamWriter来指定字符编码。

处理大文本类型的文件并考虑缓冲区，可以使用BufferedReader和BufferedWriter：

1、BufferedReader和BufferedWriter是字符流，并且提供了缓冲区功能，可以提高读写的效率。
2、对于大文本文件，使用缓冲区可以减少实际磁盘读写操作的次数，提高性能。
3、在使用BufferedReader和BufferedWriter时，可以选择是否指定字符编码，取决于具体的需求。如果需要进行字符编码转换，可以在构造函数中使用InputStreamReader和OutputStreamWriter来指定字符编码。

1、读取文本文件（使用）

 //（强力推荐）只能处理文本、且要求指定编码
    public static void test8(File inputFile, File outputFile){
        try (InputStreamReader fileInputStream = new InputStreamReader(Files.newInputStream(inputFile.toPath()), StandardCharsets.UTF_8);
             OutputStreamWriter fileOutputStream = new OutputStreamWriter(Files.newOutputStream(outputFile.toPath()), StandardCharsets.UTF_8)) {

            int value;
            while ((value=fileInputStream.read())!=-1){
                fileOutputStream.write(value);
            }
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
	



    //（强力推荐）只能处理文本、且要求指定编码、有缓存
    public static void test7(File inputFile, File outputFile){
        try (BufferedReader fileInputStream = new BufferedReader(new InputStreamReader(Files.newInputStream(inputFile.toPath()), StandardCharsets.UTF_8));
             BufferedWriter fileOutputStream = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(Files.newOutputStream(outputFile.toPath()), StandardCharsets.UTF_8))) {

            String value;
            while ((value=fileInputStream.readLine())!=null){
                fileOutputStream.write(value);
                fileOutputStream.newLine(); // 添加换行符
            }
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }

2、读取图片、视频、音频（使用）

 public static void test2(File inputFile, File outputFile) {
        try (
            BufferedInputStream bufferedInputStream = new BufferedInputStream(new FileInputStream(inputFile));
            BufferedOutputStream bufferedOutputStream = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(outputFile))
        ) {
            final byte[] bytes = new byte[4096];
            int value;
            while ((value = bufferedInputStream.read(bytes)) != -1) {
                bufferedOutputStream.write(bytes, 0, value);
            }
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
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