Java 标准 I/O 介绍

一、Java标准I/O知识体系图：

二、I/O是什么

I/O 是Input/Output（输入、输出）的简称，输入流可以理解为向内存输入，输出流是从内存输出。

三、Java I/O 用途与对应的流一览

注：粗体为节点流。蓝色为转换流（字节流转为字符流）。

四、流结构介：

Java所有的流类位于java.io包中，都分别继承字以下四种抽象流类型。

1.继承自InputStream/OutputStream的流都是用于向程序中输入/输出数据，且数据的单位都是字节(byte=8bit)。

2.继承自Reader/Writer的流都是用于向程序中输入/输出数据，且数据的单位都是字符(2byte=16bit)，如图。

四、流的处理

流分为节点流和处理流两种：

节点流： 从一个特定的数据源读写数据。即节点流是直接操作文件，网络等的流，例如FileInputStream和FileOutputStream，他们直接从文件中读取或往文件中写入字节流。

处理流：是对一个已存在的流的连接和封装，通过所封装的流的功能调用实现数据读写。如BufferedReader.处理流的构造方法总是要带一个其他的流对象做参数。一个流对象经过其他流的多次包装，称为流的链接

五、文件的访问

（1）读取文件

如果你需要在不同端使用读取文件，你可以根据你要读的文件是二进制文件还是文本文件，或者根据你要处理的数据是准备采取字节方式还是字符方式，决定使用 FileInputStream 或者 FileReader。两者支持你从文件开头开始到文件结尾读取一个字节或者字符，也可以将读取的多个字节或字符，写入到内存的字节数组或字符数组。

单字节读取文件示例：

public class test5 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String filepath = "test.bin";
        java.io.InputStream is = null;
        try {
            is = new FileInputStream(filepath);
            int data = -1;
            while ((data = is.read()) != -1) {// -1 表示读取到达文件结尾
                //操作数据
                System.out.print((byte)data + " ");
            }
        } finally {
            if (is != null) {
                is.close();// 关闭流
            }
        }
    }
}

字节数组读取文件示例：

public class test5 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String filepath = "test.bin";
        java.io.InputStream is = null;
        try {
            is = new BufferedInputStream(new FileInputStream(filepath));// 组装BufferedInputStream流，加入缓冲能力
            byte[] data = new byte[256];
            int len = -1;
            while ((len = is.read(data)) != -1) {// -1 表示读取到达文件结尾
                //操作数据
                for (int i = 0; i < len; i++) {
                    System.out.print(data[i] + " ");
                }
            }
        } finally {
            if (is != null) {
                is.close();// 关闭流
            }
        }
    }
}

单字符读取文件示例：

public class test5 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String filepath = "test.txt";
        java.io.Reader r = null;
        try {
            r = new FileReader(filepath);
            int data = -1;
            while ((data = r.read()) != -1) {// -1 表示读取到达文件结尾
                //操作数据
                System.out.print((char) data);
            }
        } finally {
            if (r != null) {
                r.close();// 关闭流
            }
        }
    }
}

字符数组读取文件示例：

public class test5 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
       String filepath = "file.txt";
       java.io.Reader r = null;
    try {
       r = new BufferedReader(new FileReader(filepath));// 组装BufferedReader流，加入缓冲能力
       char[] data = new char[256];
       int len = -1;
       while ((len = r.read(data)) != -1) {// -1 表示读取到达文件结尾
          //操作数据
            for (int i = 0; i < len; i++) {
                 System.out.print(data[i]);
                }
            }
        } finally {
            if (r != null) {
                r.close();// 关闭流
            }
        }
    }
}

public class test5 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
       String filepath = "file.txt";
       java.io.Reader r = null;
    try {
       r = new BufferedReader(new FileReader(filepath));// 组装BufferedReader流，加入缓冲能力
       char[] data = new char[256];
       int len = -1;
       while ((len = r.read(data)) != -1) {// -1 表示读取到达文件结尾
          //操作数据
            for (int i = 0; i < len; i++) {
                 System.out.print(data[i]);
                }
            }
        } finally {
            if (r != null) {
                r.close();// 关闭流
            }
        }
    }
}

（2）写入文件与读取文件类似

单字节写入文件示例：

public class test5 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String filepath = "test.bin";
        java.io.OutputStream os = null;
        try {
            os = new FileOutputStream(filepath);
            os.write('1');
            os.write('2');
            os.write('3');
            os.write('4');
            os.flush();// 把缓冲区内的数据刷新到磁盘
             
        } finally {
            if (os != null) {
                os.close();// 关闭流
            }
        }
    }
}

字符数组写入文件示例：

public class test5 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String filepath = "file.txt";
        java.io.Writer w = null;
        try {
            w = new BufferedWriter(new FileWriter(filepath));// 组装BufferedWriter流，加入缓冲能力
            // 模拟
            char[] data = new char[256];
            String f = "0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyz";
            Random rd = new Random();
            for (int i = 0; i < data.length; i++) {
                data[i] = f.charAt(rd.nextInt(f.length()));
            }
            w.write(data);
            w.flush();// 把缓冲区内的数据刷新到磁盘
        } finally {
            if (w != null) {
                w.close();// 关闭流
            }
        }
    }
}

（3）随机访问文件

如果你需要不按特定的存取顺序，随意读取或者写入文件，可以考虑RandomAccessFile。

void seek(long pos) 设置到此文件开头测量到的文件指针偏移量，在该位置发生下一个读取或写入操作。

public class test5 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        RandomAccessFile file = null;
        try {
            file = new RandomAccessFile("test.bin", "rw");
            file.seek(0);
            file.writeChar('1');
            file.seek(0);
            System.out.println(file.readChar());
            /**
             * 读取
             */
            int data = -1;
            while ((data = file.read()) != -1) {// -1 表示读取到达文件结尾
                //操作数据
                System.out.print((byte)data + " ");
            }

        } finally {
            if (file != null) {
                file.close();// 关闭流
            }
        }
    }
}