IO流概述

Java IO 流详解

IO（Input/Output，输入/输出）流 是 Java 处理数据读取和写入的基础，广泛用于文件操作、网络通信、数据传输等场景。Java 的 IO 主要分为 字节流 和 字符流，并且提供了 缓冲流、数据流、对象流 等高级流来提高效率和扩展功能。

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✅ 1. Java IO 流的基本分类

Java 的 IO 流可以从不同维度进行分类：

按数据类型分类

流类型	作用	常用类
字节流	以 字节（8bit） 方式操作数据，适用于所有类型文件（文本、图片、视频）	InputStream / OutputStream
字符流	以 字符（16bit） 方式操作数据，适用于文本文件（txt、csv、json）	Reader / Writer

按数据流向分类

方向	作用	字节流	字符流
输入流	从外部（文件、网络）读数据	InputStream	Reader
输出流	向外部（文件、网络）写数据	OutputStream	Writer

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✅ 2. 字节流（InputStream / OutputStream）

字节流（Byte Stream） 适用于处理所有类型的数据，如 图片、音频、视频、二进制文件，它不会对数据进行编码转换。

📌 2.1 字节输入流（InputStream）

用于 读取 字节数据，常见的子类有：

• FileInputStream —— 读取文件
• BufferedInputStream —— 带缓冲，提高读取效率
• DataInputStream —— 读取基本数据类型（int、double 等）

示例：使用 FileInputStream 读取文件

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

public class FileInputStreamExample {
    public static void main(String[] args) {
        try (FileInputStream fis = new FileInputStream("test.txt")) {
            int data;
            while ((data = fis.read()) != -1) {
                System.out.print((char) data);  // 逐字节读取并转换为字符
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

🔹 read() 方法 每次读取 1 个字节，-1 表示文件读取结束。

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📌 2.2 字节输出流（OutputStream）

用于 写入 字节数据，常见的子类有：

• FileOutputStream —— 写入文件
• BufferedOutputStream —— 带缓冲，提高写入效率
• DataOutputStream —— 写入基本数据类型

示例：使用 FileOutputStream 写入文件

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

public class FileOutputStreamExample {
    public static void main(String[] args) {
        try (FileOutputStream fos = new FileOutputStream("output.txt")) {
            String data = "Hello, Java IO!";
            fos.write(data.getBytes());  // 将字符串转换为字节数组写入
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

🔹 getBytes() 方法将字符串转换为 字节数组 后写入文件。

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✅ 3. 字符流（Reader / Writer）

字符流（Character Stream） 适用于处理 文本文件，它使用 Unicode 编码，自动处理字符编码转换。

📌 3.1 字符输入流（Reader）

用于 读取 字符数据，常见的子类有：

• FileReader —— 读取文件
• BufferedReader —— 带缓冲，提高读取效率
• InputStreamReader —— 字节流转字符流（可指定编码）

示例：使用 BufferedReader 逐行读取文本

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

public class BufferedReaderExample {
    public static void main(String[] args) {
        try (BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("test.txt"))) {
            String line;
            while ((line = br.readLine()) != null) {
                System.out.println(line);  // 按行读取，提高效率
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

🔹 readLine() 方法每次 读取一整行，比 read() 更高效。

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📌 3.2 字符输出流（Writer）

用于 写入 字符数据，常见的子类有：

• FileWriter —— 写入文件
• BufferedWriter —— 带缓冲，提高写入效率
• OutputStreamWriter —— 字节流转字符流（可指定编码）

示例：使用 BufferedWriter 写入文本

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

public class BufferedWriterExample {
    public static void main(String[] args) {
        try (BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("output.txt"))) {
            bw.write("Hello, Java IO!");
            bw.newLine();  // 写入换行符
            bw.write("This is a new line.");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

🔹 newLine() 方法写入 换行符，适用于多行文本文件。

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✅ 4. 高级 IO 流

除了基本的 InputStream 和 Reader，Java 还提供了 高级流 以提高性能和扩展功能。

流类型	作用	常用类
缓冲流	提高读写效率	BufferedInputStream / BufferedReader
数据流	读写基本数据类型（int、double）	DataInputStream / DataOutputStream
对象流	读写对象（序列化）	ObjectInputStream / ObjectOutputStream
转换流（字节→字符）	处理不同编码格式的文本	InputStreamReader / OutputStreamWriter

示例：对象流（对象序列化与反序列化）

import java.io.*;

class Person implements Serializable {  // 必须实现 Serializable 接口
    String name;
    int age;

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

public class ObjectStreamExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Person person = new Person("Alice", 25);

        // 序列化对象
        try (ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("person.dat"))) {
            oos.writeObject(person);
        }

        // 反序列化对象
        try (ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("person.dat"))) {
            Person p = (Person) ois.readObject();
            System.out.println("姓名: " + p.name + ", 年龄: " + p.age);
        }
    }
}

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✅ 5. 总结

• 字节流（InputStream / OutputStream）：适用于 二进制文件（图片、视频）。
• 字符流（Reader / Writer）：适用于 文本文件（txt、json）。
• 缓冲流（BufferedReader / BufferedWriter）：提高 IO 性能。
• 对象流（ObjectInputStream / ObjectOutputStream）：对象序列化 和 反序列化。

理解这些流的区别和应用场景，可以帮助你更高效地进行文件处理和数据流操作！🚀