深入理解Java IO流:补充和优化

简介: 深入理解Java IO流:补充和优化

简介

  • 在计算机编程中,IO(Input/Output)流是一种用于处理输入和输出操作的机制,它是与外部设备(如文件、网络连接等)交换数据的重要手段。Java提供了丰富的IO流类库,使得数据的读取和写入变得高效、灵活而且可靠。上篇文章中研究到字节流和字符流,本文将深入探讨字节缓冲流和字符缓冲流以及一些常见的IO流。

缓冲流

缓冲流是对基本的输入输出流的增强,通过缓冲机制,能够提高数据的读写效率。在Java中,根据传输数据类型的不同,缓冲流分为字节缓冲流和字符缓冲流。

基本原理

创建缓冲流对象时,会默认创建一个缓冲区(通常是一个数组),数据的读写操作都是通过缓冲区进行的。通过缓冲区,可以减少底层操作系统的IO次数,从而提高读写效率。

字节缓冲流:(BufferedInputStream 和 BufferedOutputStream)

字节缓冲流是用于处理字节数据的缓冲流,以下是它们的构造方法:

  • BufferedInputStream(InputStream in):是一个字节缓冲输入流,它通过在内部维护一个字节数组作为缓冲区,在读取数据时可以一次性从输入流中读取一定数量的字节,然后从缓冲区中逐个字节地提供给应用程序。这样可以减少对底层输入流的频繁读取,提高读取效率。

使用示例:

import java.io.BufferedInputStream;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
public class BufferedInputStreamExample {
    public static void main(String[] args) {
        try (FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream("input.txt");
             BufferedInputStream bufferedInputStream = new BufferedInputStream(fileInputStream)) {
            int data;
            while ((data = bufferedInputStream.read()) != -1) {
                System.out.print((char) data); // 将读取的字节数据转换为字符并输出
            }
            // 关闭 BufferedInputStream 时,会自动关闭底层的 FileInputStream
            bufferedInputStream.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace(); // 打印异常信息
        }
    }
}
  • BufferedOutputStream(OutputStream out): 是一个字节缓冲输出流,它同样通过在内部维护一个字节数组作为缓冲区,在写入数据时可以一次性将一定数量的字节写入缓冲区,然后再一次性写入到底层的输出流。这样可以减少对底层输出流的频繁写入,提高写入效率。

使用示例:

import java.io.BufferedOutputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
public class BufferedOutputStreamExample {
    public static void main(String[] args) {
        try (FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream("output.txt");
             BufferedOutputStream bufferedOutputStream = new BufferedOutputStream(fileOutputStream)) {
            String data = "Hello, BufferedOutputStream!";
            bufferedOutputStream.write(data.getBytes()); // 将字符串转换为字节数组并写入 BufferedOutputStream
             // 关闭 BufferedOutputStream 时,会自动关闭底层的 FileOutputStream
            bufferedOutputStream.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace(); // 打印异常信息
        }
    }
}
  • 当使用 BufferedInputStream 和 BufferedOutputStream时,通常是在处理复制文件或者大量数据的读写操作时,可以利用缓冲提高效率。以下是一个结合使用这两者的示例,演示了如何从一个文件中读取数据并写入到另一个文件中。

综合案例:

import java.io.*;
public class BufferedStreamExample {
    public static void main(String[] args) {
        String sourceFile = "source.txt";           // 输入文件路径
        String destinationFile = "destination.txt"; // 输出文件路径
        try (BufferedInputStream bufferedInputStream = new BufferedInputStream(new FileInputStream(sourceFile));
             BufferedOutputStream bufferedOutputStream = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(destinationFile))) {
            int data;
            while ((data = bufferedInputStream.read()) != -1) {
                bufferedOutputStream.write(data); // 写入数据到缓冲区
            }
            //关闭资源
            bufferedOutputStream.close();
            bufferedInputStream.close();
            System.out.println("File copied successfully!");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

字符缓冲流(BufferedWriter 和 BufferedReader)

是高效数据处理的利器。它们通过缓冲机制,提供了更高效的字符数据读写方式。本文将深入探讨 BufferedWriter 和 BufferedReader 的构造方法、特有方法以及实际应用。

  • BufferedWriter:高效的字符输出是字符缓冲输出流,用于将字符数据写入到数据源中。通过使用缓冲机制,它大大提高了写入操作的效率。以下是BufferedWriter 的构造方法和特有方法:

构造方法

BufferedWriter(Writer out): 创建 BufferedWriter 对象,传入一个字符输出流作为参数。

特有方法

void newLine(): 实现换行,等价于 \r\n。

使用示例:

import java.io.BufferedWriter;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
public class BufferedWriterExample {
    public static void main(String[] args) {
        try (FileWriter fileWriter = new FileWriter("output.txt");
             BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(fileWriter)) {
            String data = "Hello, BufferedWriter!";
            bufferedWriter.write(data); // 写入数据
            bufferedWriter.newLine();    // 换行
            bufferedWriter.write("Line 2");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace(); // 打印异常信息
        }
    }
}

BufferedReader:高效的字符输入,是字符缓冲输入流,用于从数据源读取字符数据。通过使用缓冲机制,它提高了读取操作的效率。以下是 BufferedReader 的构造方法和特有方法:

构造方法

BufferedReader(Reader in): 创建 BufferedReader 对象,传入一个字符输入流作为参数。

特有方法

String readLine(): 一次读取一行数据,读取完毕返回 null 值。

使用示例

import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;
public class BufferedReaderExample {
    public static void main(String[] args) {
        try (FileReader fileReader = new FileReader("input.txt");
             BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(fileReader)) {
            String line;
            while ((line = bufferedReader.readLine()) != null) {
                System.out.println(line);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

转换流

在处理字符数据时,不同的系统和应用可能会使用不同的字符编码,如UTF-8、GBK等。转换流是一种能够在字节流和字符流之间进行字符编码转换的流。通过转换流,我们可以将字节流转换为字符流,也可以将字符流转换为字节流,以实现不同字符编码之间的转换。

InputStreamReader:字节流到字符流的桥梁

  • InputStreamReader 是字节流到字符流的桥梁,它能够将字节流转换为字符流,同时进行字符编码的转换。以下是InputStreamReader 的构造方法和特有方法:

构造方法

InputStreamReader(InputStream in): 创建 InputStreamReader 对象,传入一个字节输入流作为参数。

InputStreamReader(InputStream in, String charsetName): 创建 InputStreamReader 对象,传入一个字节输入流和指定的字符编码作为参数。

import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
public class InputStreamReaderExample {
    public static void main(String[] args) {
        try (FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream("input.txt");
             InputStreamReader inputStreamReader = new InputStreamReader(fileInputStream)) {
            int data;
            while ((data = inputStreamReader.read()) != -1) {
                System.out.print((char) data); // 将读取的字节数据转换为字符并输出
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace(); // 打印异常堆栈信息
        }
    }
}

OutputStreamWriter:字符流到字节流的桥梁

OutputStreamWriter 是字符流到字节流的桥梁,它能够将字符流转换为字节流,同样可以进行字符编码的转换。以下是 OutputStreamWriter 的构造方法和特有方法:

构造方法

OutputStreamWriter(OutputStream out): 创建 OutputStreamWriter 对象,传入一个字节输出流作为参数。

OutputStreamWriter(OutputStream out, String charsetName): 创建 OutputStreamWriter 对象,传入一个字节输出流和指定的字符编码作为参数。

import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStreamWriter;
public class OutputStreamWriterExample {
    public static void main(String[] args) {
        try (FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream("output.txt");
             OutputStreamWriter outputStreamWriter = new OutputStreamWriter(fileOutputStream)) {
            String data = "Hello, OutputStreamWriter!";
            outputStreamWriter.write(data); // 将字符数据写入输出流
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace(); // 打印异常堆栈信息
        }
    }
}

后记 👉👉💕💕美好的一天,到此结束,下次继续努力!欲知后续,请看下回分解,写作不易,感谢大家的支持!! 🌹🌹🌹

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