[Java基础]IO

在 Java 中，IO（输入输出）操作 是指对数据的读写操作，通常涉及文件、网络、控制台等。Java 提供了丰富的 IO 类和接口，主要分为两大类：字节流 和 字符流。它们的主要区别如下：

1. 字节流（Byte Stream）#

字节流用于处理 原始二进制数据，通常适合于处理所有类型的文件，包括文本文件、图片、音频、视频等。它直接操作 字节（8 位），不考虑字符编码。

常用的字节流类：#

• InputStream：所有字节输入流的超类，负责读取字节数据。

  • 常见子类：FileInputStream, BufferedInputStream, ByteArrayInputStream

• OutputStream：所有字节输出流的超类，负责写入字节数据。

  • 常见子类：FileOutputStream, BufferedOutputStream, ByteArrayOutputStream

适用场景：#

• 适合处理 非文本 文件，比如图片、音频、视频等。
• 处理 二进制文件 时，直接使用字节流效率更高，因为它不会考虑字符编码的问题。

示例代码：#

FileInputStream fis = new FileInputStream("input.txt");
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("output.txt");

int data;
while ((data = fis.read()) != -1) {  // 按字节读取
    fos.write(data);                 // 按字节写入
}

fis.close();
fos.close();

2. 字符流（Character Stream）#

字符流用于处理 文本数据，它专门为处理字符而设计，通常适用于 文本文件。字符流依赖于字符编码（如 UTF-8, UTF-16 等）来将字节转换为字符，或者将字符转换为字节。

常用的字符流类：#

• Reader：所有字符输入流的超类，负责读取字符数据。

  • 常见子类：FileReader, BufferedReader, InputStreamReader

• Writer：所有字符输出流的超类，负责写入字符数据。

  • 常见子类：FileWriter, BufferedWriter, OutputStreamWriter

适用场景：#

• 适合处理 文本文件，因为它能正确处理不同字符集的编码和解码。
• 当处理字符串或文本时，使用字符流更方便，避免了手动处理字节到字符的转换。

示例代码：#

FileReader fr = new FileReader("input.txt");
FileWriter fw = new FileWriter("output.txt");

int data;
while ((data = fr.read()) != -1) {  // 按字符读取
    fw.write(data);                 // 按字符写入
}

fr.close();
fw.close();

3. 字节流与字符流的区别#

特性	字节流（Byte Stream）	字符流（Character Stream）
数据单位	以字节（byte, 8 位）为单位	以字符（char, 16 位）为单位
处理对象	处理所有类型的文件，包括文本和二进制文件	专门用于处理文本数据
编码问题	不考虑字符编码，直接读写二进制数据	需要处理字符编码和解码
常用基类	InputStream 和 OutputStream	Reader 和 Writer
适用场景	处理图片、音频、视频等二进制文件	处理文本文件，如 .txt, .csv 等

4. 两者的关系#

尽管字节流和字符流处理的数据单位不同，但字符流本质上是基于字节流实现的。字符流是对字节流的封装，它通过字符编码（如 UTF-8）将字节转换为字符或将字符转换为字节。因此，在实际使用中，字符流依赖于字节流。

字符流与字节流的桥梁：#

• InputStreamReader 和 OutputStreamWriter 是字符流和字节流之间的桥梁，它们将字节流转换为字符流，或者将字符流转换为字节流。

  • InputStreamReader：将 InputStream 转换为 Reader，即字节流转换为字符流。
  • OutputStreamWriter：将 OutputStream 转换为 Writer，即字符流转换为字节流。

示例代码（使用转换流）：#

InputStream inputStream = new FileInputStream("input.txt");
Reader reader = new InputStreamReader(inputStream, "UTF-8");  // 将字节流转换为字符流

OutputStream outputStream = new FileOutputStream("output.txt");
Writer writer = new OutputStreamWriter(outputStream, "UTF-8");  // 将字符流转换为字节流

总结：#

• 字节流 处理二进制数据，适合图片、视频、音频等文件的操作。
• 字符流 处理文本数据，专门为字符操作设计，能正确处理字符编码。
• 字符流本质上是对字节流的封装，依赖于字节流的底层操作，并通过字符编码实现字节到字符的转换。

在选择使用字节流还是字符流时，通常基于数据的类型来决定：如果是文本数据，优先选择字符流；如果是二进制数据或不需要考虑编码的情况，使用字节流更合适。