Java:字節流和字符流(輸入流和輸出流)


 


本文內容:

  • 什么是流
  • 字節流
  • 字符流

 

首發日期:2018-07-24

 


什么是流

 

  • 流是個抽象的概念,是對輸入輸出設備的抽象,輸入流可以看作一個輸入通道,輸出流可以看作一個輸出通道。
  • 輸入流是相對程序而言的,外部傳入數據給程序需要借助輸入流。
  • 輸出流是相對程序而言的,程序把數據傳輸到外部需要借助輸出流。

 

什么是字節流?

字節流--傳輸過程中,傳輸數據的最基本單位是字節的流。

什么是字符流?

字符流--傳輸過程中,傳輸數據的最基本單位是字符的流。

 

字符編碼方式不同,有時候一個字符使用的字節數也不一樣,比如ASCLL方式編碼的字符,占一個字節;而UTF-8方式編碼的字符,一個英文字符需要一個字節,一個中文需要三個字節。

字節數據是二進制形式的,要轉成我們能識別的正常字符,需要選擇正確的編碼方式。我們生活中遇到的亂碼問題就是字節數據沒有選擇正確的編碼方式來顯示成字符。

從本質上來講,寫數據(即輸出)的時候,字節也好,字符也好,本質上都是沒有標識符的,需要去指定編碼方式。

但讀數據的時候,如果我們需要去“看數據”,那么字節流的數據需要指定字符編碼方式,這樣我們才能看到我們能識別的字符;而字符流,因為已經選擇好了字符編碼方式,通常不需要再改了(除非定義的字符編碼方式與數據原有的編碼方式不一致!)

在傳輸方面上,由於計算機的傳輸本質都是字節,而一個字符由多個字節組成,轉成字節之前先要去查表轉成字節,所以傳輸時有時候會使用緩沖區。

 

 


字節流

 

  • 字節流的類通常以stream結尾

 

字節輸入流:

常用的字節輸入流主要有:

  • InputStream  
  • FileInputStream
  • BufferedInputStream 【BufferedInputStream不是InputStream的直接實現子類,是FilterInputStream的子類】

    他們的區別與用途:

    • InputStream是字節輸入流的抽象基類 ,InputStream作為基類,給它的基類定義了幾個通用的函數:
        • read(byte[] b):從流中讀取b的長度個字節的數據存儲到b中,返回結果是讀取的字節個數(當再次讀時,如果返回-1說明到了結尾,沒有了數據)
        • read(byte[] b, int off, int len):從流中從off的位置開始讀取len個字節的數據存儲到b中,返回結果是實際讀取到的字節個數(當再次讀時,如果返回-1說明到了結尾,沒有了數據)
        • close():關閉流,釋放資源。
    • FileInputStream主要用來操作文件輸入流,它除了可以使用基類定義的函數外,它還實現了基類的read()函數(無參的):
        • read():從流中讀取1個字節的數據,返回結果是一個int,(如果編碼是以一個字節一個字符的,可以嘗試轉成char,用來查看數據)。
    • BufferedInputStream帶有緩沖的意思,普通的讀是從硬盤里面讀,而帶有緩沖區之后,BufferedInputStream已經提前將數據封裝到內存中,內存中操作數據要快,所以它的效率要要非緩沖的要高。它除了可以使用基類定義的函數外,它還實現了基類的read()函數(無參的):
        • read():從流中讀取1個字節的數據,返回結果是一個int,(如果編碼是以一個字節一個字符的,可以嘗試轉成char,用來查看數據)。

    使用:

    • InputStream是抽象基類,所以它不可以創建對象,但它可以用來“接口化編程”,因為大部分子類的函數基類都有定義,所以利用基類來調用函數。
    • FileInputStream是用來讀文件數據的流,所以它需要一個文件對象用來實例化,這個文件可以是一個File對象,也可以是文件名路徑字符串.【這里文件不存在會拋錯】

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    • BufferedInputStream是一種封裝別的流以提高效率的流,所以它的初始化需要一個的InputStream流對象。

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    字節輸出流:

    常用的字節輸出流主要有:

    • OutputStream
    • FileOutputStream
    • BufferedOutputStream 【BufferedOutputStream不是OutputStream的直接實現子類,是FilterOutputStream的子類】

    他們的區別與用途:

    • OutputStream是字節輸出流的基類, OutputStream作為基類,給它的基類定義了幾個通用的函數:
        • write(byte[] b):將b的長度個字節數據寫到輸出流中。
        • write(byte[] b,int off,int len):從b的off位置開始,獲取len個字節數據,寫到輸出流中。
        • flush():刷新輸出流,把數據馬上寫到輸出流中。
        • close():關閉流,釋放系統資源。
    • FileOutputStream是用於寫文件的輸出流,它除了可以使用基類定義的函數外,還實現了OutputStream的抽象函數write(int b):
        • write(int b):將b轉成一個字節數據,寫到輸出流中。
    • BufferedOutputStream像上面那個BufferedInputStream一樣,都可以提高效率。它除了可以使用基類定義的函數外,它還實現了OutputStream的抽象函數write(int b):
        • write(int b):將b轉成一個字節數據,寫到輸出流中。

    使用:

    • OutputStream是抽象基類,所以它不能實例化,但它可以用於接口化編程。
    • FileOutputStream是用於寫文件的輸出流,所以它需要一個文件作為實例化參數,這個文件可以是File對象,也可以是文件路徑字符串。【如果文件不存在,那么將自動創建。】【FileOutputStream實例化時可以給第二個參數,第二個參數是是否使用追加寫入默認,為true時代表在原有文件內容后面追加寫入數據,默認為false】

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    • BufferedOutputStream需要一個輸出流作為實例化參數。

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    補充:

    • 上面的一些函數,考慮到效率問題,上面的子類可能會重寫基類的函數,但功能基本是不變的。
    • 更多關於字節流的函數與用法可以參考jdk文檔。

     

     


    字符流

     

    • 字符流的類通常以reader和writer結尾

     

     

    字符輸入流:

    常見的字符輸入流有:

    • Reader
    • InputStreamReader
    • FileReader
    • BufferedReader

    他們的區別與用途:

    • Reader是字符輸入流的抽象基類 ,它定義了以下幾個函數:
        • read() :讀取單個字符,返回結果是一個int,需要轉成char;到達流的末尾時,返回-1
        • read(char[] cbuf):讀取cbuf的長度個字符到cbuf這種,返回結果是讀取的字符數,到達流的末尾時,返回-1
        • close()  :關閉流,釋放占用的系統資源。
    • InputStreamReader 可以把InputStream中的字節數據流根據字符編碼方式轉成字符數據流。它除了可以使用基類定義的函數,它自己還實現了以下函數:
      • read(char[] cbuf, int offset, int length) :從offset位置開始,讀取length個字符到cbuf中,返回結果是實際讀取的字符數,到達流的末尾時,返回-1
    • FileReader 可以把FileInputStream中的字節數據轉成根據字符編碼方式轉成字符數據流。
    • BufferedReader可以把字符輸入流進行封裝,將數據進行緩沖,提高讀取效率。它除了可以使用基類定義的函數,它自己還實現了以下函數:
      • read(char[] cbuf, int offset, int length) :從offset位置開始,讀取length個字符到cbuf中,返回結果是實際讀取的字符數,到達流的末尾時,返回-1
      • readLine() :讀取一個文本行,以行結束符作為末尾,返回結果是讀取的字符串。如果已到達流末尾,則返回 null

     

     

    使用

    • Reader 是一個抽象基類,不能實例化,但可以用於接口化編程。
    • InputStreamReader需要一個字節輸入流對象作為實例化參數。還可以指定第二個參數,第二個參數是字符編碼方式,可以是編碼方式的字符串形式,也可以是一個字符集對象。

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    • FileReader 需要一個文件對象作為實例化參數,可以是File類對象,也可以是文件的路徑字符串。

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    • BufferReader需要一個字符輸入流對象作為實例化參數。

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    字符輸出流:

    常見的字符輸出流有:

    • Writer
    • OutputStreamWriter
    • FileWriter
    • BufferedWriter

    他們的區別與用途:

    • Writer是字符輸出流的抽象基類, ,它定義了以下幾個函數
      • write(char[] cbuf) :往輸出流寫入一個字符數組。
      • write(int c) :往輸出流寫入一個字符。
      • write(String str) :往輸出流寫入一串字符串。
      • write(String str, int off, int len) :往輸出流寫入字符串的一部分。
      • close() :關閉流,釋放資源。 【這個還是抽象的,寫出來是說明有這個關閉功能】
      • flush():刷新輸出流,把數據馬上寫到輸出流中。 【這個還是抽象的,寫出來是說明有這個關閉功能】
    • OutputStreamWriter可以使我們直接往流中寫字符串數據,它里面會幫我們根據字符編碼方式來把字符數據轉成字節數據再寫給輸出流,它相當於一個中介\橋梁。
    • FileWriter與OutputStreamWriter功能類似,我們可以直接往流中寫字符串數據,FileWriter內部會根據字符編碼方式來把字符數據轉成字節數據再寫給輸出流。
    • BufferedWriter比FileWriter還高級一點,它利用了緩沖區來提高寫的效率。它還多出了一個函數:
      • newLine() :寫入一個換行符。

     

    使用

    • Writer 是一個抽象基類,不能實例化,但可以用於接口化編程。
    • OutputStreamWriter 需要一個輸入流對象作為實例化參數。

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    • FileWriter 需要一個文件對象來實例化,可以是File類對象,也可以是文件的路徑字符串。

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    • BufferWriter

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    補充:

    • 上面的一些函數,考慮到效率問題,上面的子類可能會重寫基類的函數,但功能基本是不變的。
    • 更多關於字符流的函數與用法可以參考jdk文檔。

     

     



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