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Java应用8（I/O）

news 2025/4/30 6:10:55

流的分类

按流向分

输入流：用于从数据源读取数据。像从文件、网络等读取数据时会用到，如 FileInputStream、BufferedReader。
输出流：用于将数据写入到目的地。例如把数据写入文件、网络连接等，像 FileOutputStream、BufferedWriter。

按数据处理单位分

字节流：以字节（8 位）为单位处理数据，适用于处理二进制数据，像图片、音频、视频等。主要的基类是 InputStream和 OutputStream。
字符流：以字符（16 位）为单位处理数据，适合处理文本数据。主要的基类是 Reader 和 Writer。

按功能分

节点流：直接与数据源或目的地相连，如 FileInputStream、FileReader。
处理流：对节点流进行包装，提供额外的功能，如缓冲、加密等，像 BufferedInputStream、CipherOutputStream。

字节流

`InputStream`

它是所有字节输入流的抽象基类，定义了读取字节数据的基本方法，如 read() 用于读取一个字节，read(byte[] b) 用于读取多个字节到字节数组中。

`OutputStream`

它是所有字节输出流的抽象基类，定义了写入字节数据的基本方法，如 write(int b) 用于写入一个字节，write(byte[] b) 用于写入字节数组。

示例：使用 `FileInputStream` 和 `FileOutputStream` 复制图片

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;public class ByteStreamCopyImage {public static void main(String[] args) {try (FileInputStream fis = new FileInputStream("source.jpg");FileOutputStream fos = new FileOutputStream("destination.jpg")) {int byteRead;while ((byteRead = fis.read()) != -1) {fos.write(byteRead);}System.out.println("图片复制成功");} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
}

字符流

`Reader`

它是所有字符输入流的抽象基类，定义了读取字符数据的基本方法，如 read() 用于读取一个字符，read(char[] cbuf) 用于读取多个字符到字符数组中。

`Writer`

它是所有字符输出流的抽象基类，定义了写入字符数据的基本方法，如 write(int c) 用于写入一个字符，write(char[] cbuf) 用于写入字符数组。

示例：使用 `FileReader` 和 `FileWriter` 复制文本文件

import java.io.FileReader;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;public class CharacterStreamCopyText {public static void main(String[] args) {try (FileReader fr = new FileReader("source.txt");FileWriter fw = new FileWriter("destination.txt")) {int charRead;while ((charRead = fr.read()) != -1) {fw.write(charRead);}System.out.println("文本文件复制成功");} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
}

缓冲流

缓冲字节流

BufferedInputStream：对 InputStream 进行包装，提供缓冲功能，减少与数据源的交互次数，提高读取效率。
BufferedOutputStream：对 OutputStream 进行包装，提供缓冲功能，减少与目的地的交互次数，提高写入效率。

缓冲字符流

BufferedReader：对 Reader 进行包装，提供缓冲功能，还提供了 readLine() 方法用于读取一行文本。
BufferedWriter：对 Writer 进行包装，提供缓冲功能，还提供了 newLine() 方法用于写入换行符。

示例：使用 `BufferedReader` 和 `BufferedWriter` 逐行复制文本文件

import java.io.BufferedReader;
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.FileReader;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;public class BufferedStreamCopyText {public static void main(String[] args) {try (BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("source.txt"));BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("destination.txt"))) {String line;while ((line = br.readLine()) != null) {bw.write(line);bw.newLine();}System.out.println("文本文件逐行复制成功");} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
}

对象流

`ObjectInputStream` 和 `ObjectOutputStream`

用于实现对象的序列化和反序列化。序列化是将对象转换为字节序列，反序列化是将字节序列恢复为对象。要实现序列化，对象的类必须实现 Serializable 接口。

示例：对象的序列化和反序列化

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.io.Serializable;class Student implements Serializable {private static final long serialVersionUID = 1L;private String name;private int age;public Student(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}public String getName() {return name;}public int getAge() {return age;}
}public class ObjectStreamExample {public static void main(String[] args) {// 序列化对象try (ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("student.ser"))) {Student student = new Student("Alice", 20);oos.writeObject(student);System.out.println("对象序列化成功");} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}// 反序列化对象try (ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("student.ser"))) {Student student = (Student) ois.readObject();System.out.println("对象反序列化成功");System.out.println("Name: " + student.getName());System.out.println("Age: " + student.getAge());} catch (IOException | ClassNotFoundException e) {e.printStackTrace();}}
}

文件操作

`File` 类

用于表示文件或目录的抽象路径名，可以进行文件和目录的创建、删除、重命名等操作。

示例：创建文件和目录

import java.io.File;
import java.io.IOException;public class FileOperationExample {public static void main(String[] args) {// 创建目录File dir = new File("testDir");if (dir.mkdir()) {System.out.println("目录创建成功");} else {System.out.println("目录创建失败");}// 创建文件File file = new File(dir, "testFile.txt");try {if (file.createNewFile()) {System.out.println("文件创建成功");} else {System.out.println("文件创建失败");}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
}

网络 I/O

`Socket` 和 `ServerSocket`

用于实现 TCP 网络通信。Socket 用于客户端与服务器建立连接，ServerSocket 用于服务器监听客户端的连接请求。

示例：简单的 TCP 服务器和客户端

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;// 服务器端
class TCPServer {public static void main(String[] args) {try (ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);Socket socket = serverSocket.accept();BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));PrintWriter out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true)) {String inputLine;while ((inputLine = in.readLine()) != null) {System.out.println("客户端发送的消息: " + inputLine);out.println("服务器已收到消息: " + inputLine);}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
}// 客户端
class TCPClient {public static void main(String[] args) {try (Socket socket = new Socket("localhost", 8888);PrintWriter out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true);BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));BufferedReader stdIn = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in))) {String userInput;while ((userInput = stdIn.readLine()) != null) {out.println(userInput);System.out.println("服务器响应: " + in.readLine());}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
}