java io流层次结构 java中io流分几种

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mob6454cc70642f 2023-08-15 18:09:45

文章标签 java io流层次结构 io流字符流 java System 文章分类 Java 后端开发

Java中的IO流主要分为：四种（8个主要相关的类，其中前4个为顶级类）

按流向分：输入流和输出流
按性质分：原始流和装饰流
按类型分：字节流和字符流

1.原始字节流，inputstream和outputstream，
用于读取诸如图片，视频，音频等的原始字节文件，一个一个字节读，效率低。
2.在字节流的基础上使用IuputStreamReader装饰成的字符流，reader和writer。
文件中包含汉字等非单字节字符时使用，一个字符一个字符读，效率低。
3.在原始字节流的基础上装饰的带缓存的字节流。BufferedInputStream，BufferedOutputStream。
带缓存的一个字节一个字节读，可以用来读取原始的图片等数据，替换原始的InputStream，效率高。
4.在字符流的基础上装饰的带缓存的字符流。BufferedReader和BufferedWriter，分别新增readLine()和newLine()方法，
一个缓存一个缓存读，效率高。

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输出流特例 --- 2种打印流
PrintStream（字节输出流） -- 在其他输出流的基础上添加了许多新的功能。
1.没有对应的输入流
2.可以写入：基本数据类型，字符串，对象，数组等所有的数据类型
3.带有自动行刷新功能，但必须在构造方法中开启刷新功能，默认不带有刷新功能。
4.在需要写入字符而不是写入字节的情况下，应该使用 PrintWriter 类。
5.PrintStream虽然是操作字节的，但是因为具有println等换行功能，所以不能用来写入原始的图片，音频等数据。

System.out（标准输出:默认输出到控制台）：返回的是PrintStream类的实例
System.in（标准输入：默认为键盘）：返回的是InputStream类的实例
System.err（标准错误输出流：默认红色输出到控制台）三者均返回的是PrintStream类的实例。
这些默认的输入输出位置可以使用System类中的setIn(),setOut(),setErr()方法来更改设置：
如更改输出位置为指定文件：

//指定输出流位置：
 System.out.println("我被输出到控制台！");
 System.setOut(new PrintStream("E://test//test1.txt"));
 System.setErr(new PrintStream("E://test//test2.txt"));
 System.out.println("我被输出到指定的位置！！");
 System.err.println(我被输出到test2.txt文件);

 //指定输入流位置
 System.setIn(new InputStream("E://test//test.txt"));
 InputStream in = System.in;
 //从该输入流in中获取数据
 byte[] buffer = new byte[1024];
 int length = -1;
 while((length = in.read(buffer)) != -1){
   System.out.println(new String(buffer,0,length));
 }

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PrintWriter(字符输出流)
1.在BufferedWriter上的再一次封装,即在原始字节输出流上的三次装饰。
PrintWriter out = new PrintWriter(new BufferedWriter(new OutputStreamWriter（new OutputStream("E://test.txt")));
2.默认不带自动刷新功能，可通过第二个参数指定，如果指定为true，那么println、printf 或 format 方法将刷新输出缓冲区
3.可以写入基本数据类型，对象，数组，字符串等所有的数据。

两者中建议使用PrintWriter

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不使用Scanner，读取键盘录入？？？
第一种方式，一个字节一个字节读：

InputStream in = System.in;
   //读取流
   Byte[] buffer = new byte[1024];
   int length = -1;
   while((length = in.read(buffer))!=-1){
      System.out.println(new String(buffer,0,length));
   }

第二种方式：因为用户可能会输入汉字，所以应该使用字符流：

InputStream in = System.in;
    Reader reader = new InputStreamReader(in)；
   //读取流
   char[] buffer = new char[1024];
   int length = -1;
   while((length = reader.read(buffer))!=-1){
      System.out.println(new String(buffer,0,length));
   }

第三种方式：带缓存的字符流，可以按行读取，并且高效

InputStream in = System.in;
   BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(in));
   String str = "";
   while((str = reader.readLine())!=null){
      System.out.println(str);
   }

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以上获取到str之后，使用带缓存的字符流读取到的是字符串，可以实现字符串和基本数据类型之间的转换，
然后就可以获取到基本数据类型的结果，就达到了和Scanner一样的效果，查看Scanner源码实现。
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模拟系统Scanner类编写自己的MyScanner类的思路：

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Object流：用来传输对象信息，包括字符串和数组，并且一次可以写入多个对象，在取时顺序和类型与写入时一致。
例如用户登录时可以将用户名和密码封装成一个JavaBean对象，将该对象的信息保存到本地的.tmp文件中。
使用场景：在main方法中，创建一个Person对象，给各属性赋值完了之后将该对象信息保存到本地的.tmp文件中。

使用条件：
1.该对象要实现Serializable接口可序列化
2.可以写入各种类型的数据。
3.不能序列化静态变量
4.如果存储了多个对象，那么取出顺序和存入的顺序一致

对象的写又被称为：序列化
对象的读又被称为：反序列化

对象输出流：ObjectOutputStream对象的创建：

对象输入流：ObjectInputStream
扩展：所有可序列化类都显式声明 serialVersionUID 值，原因是计算默认的 serialVersionUID 对类的详细信息具有较高的敏感性，
根据编译器实现的不同可能千差万别，这样在反序列化过程中可能会导致意外的 InvalidClassException。因此，
为保证 serialVersionUID 值跨不同 java 编译器实现的一致性，序列化类必须声明一个明确的 serialVersionUID 值。
还强烈建议使用 private 修饰符显示声明 serialVersionUID（如果可能），
原因是这种声明仅应用于直接声明类 -- serialVersionUID 字段作为继承成员没有用处。
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Data流：用来写出和读入基本数据类型，读取的顺序与写入的顺序一致。

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内存流：
流的源和目的地除了可以是文件外，还可以是计算机内存。
字节输入流ByteArrayInputStream和字节输出流ByteArrayOutputStream分别使用字节数组作为流的源和目标。

//从网络获取数据使用内存流，数据大小，类型不确定

 public static byte[] read(InputStream input) throws Exception{
ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream();
byte[] buffer = new byte[1024];
//read方法的返回值为int类型的数据，如果返回-1代表数据读取完
int len = 0;
//使用while循环将数据读取到一个字节数组中
while((len = input.read(buffer)) != -1){
//一边读一边存放数据
out.write(buffer, 0, len);
}
//关闭流
input.close();
//返回内存中的数据
return out.toByteArray();
}