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深入分析Java中的I/O类的特征及适用场合
Java中有40多个与输入输出有关的类，如果不理清它们之间的关系，就不能灵活地运用它们。
如果从流的流向来分，可分为输入流和输出流，而输入流和输出流又都可分为字节流和字符流。因而可将Java中的I/O流以下图进行划分：
注意上图并非继承关系，而只是一个示意图。
Java中的其它与I/O流处理相关的类其实都是从InputStream,Reader,OutputStream和Writer这4个基类继承而来。其中InputStream和OutputStream为字节流，Reader和Writer为字符流。
之所以这样划分，是因为计算机中所有的数据都是二进制的，而字节流可处理所有的二进制文件，但如果使用字节流来处理文本文件，也不是不可以，但是会更麻烦，所以通常有如下一个规则：如果进行输入/输出的内容是文本文件，则应该考虑使用字符流；如果进行输入/输出的内容是二进制内容(如图片、音频文件），则应该考虑使用字节流。
下面是从InputStream,Reader,OutputStream,Writer这4个基类出发，列出了常用的子类:
下面对各个类的特点及适用场合进行说明：
1.其中InputStreamReader和OutputStreamWriter是比较特殊的类，它们可将字节流转换为字符流，因而称为转换流。如InputStreamReader reader=new InputStreamReader(System.in)；
2.BufferedInputStream,BufferedOutputStream的用法虽然和FileInputStream,FileOutputStream的用法一样，但是效率却相差很大，因为内存的效率比IO操作的效率要高得多，而BufferedInputStream,BufferedOutputStream会提前将文件中的内容读取(写入)到缓冲区，当读取(写入)时如果缓冲区存在就直接从缓冲区读，只有缓冲区不存在相应内容时才会读取(写入)新的数据到缓冲区，而且通常会请求的数据要多。所以在读取(写入)文件，特别是较大的文件时，不要用最简单的FileInputStream和FileOutputStream,而要考虑使用BufferedInputStream,BufferedOutputStream.
3.ObjectInputStream,ObjectOutputStream则分别是将序列化的对象(即实现了Serializable接口的对象)读取出来/写入到文件中，显然，这其实是利用反射的原理。
4.前面说过，Reader与InputStream的区别在于一个是字符输入流，一个是字节输入流。FileReader与FileInputStream对应，BufferedReader与BufferedInputStream对应，所以在读取文本文件时最好使用BufferedReader而不要使用FileReader.
由于ByteArrayInputStream及PipedInputStream不常用，本文暂不讨论。
下面是一些代码实例：
首先是比较原始的读取文件的方法,即采用FileInputStream:
//这是读取字节流的实例
public class FileInputStreamSample {
public static void main(String[]args) throws IOException
{
FileInputStream fis=new FileInputStream("d://error.dat");
byte[]buff=new byte[1024];
int hasRead=0;
while((hasRead=fis.read(buff))>0)
{
System.out.println(new String(buff,0,hasRead));
}
fis.close();
}
}
然后是利用FileOutputStream进行文件的写入：public class FileOutputStreamSample {
public static void main(String[]args)
{
String fileName="d://error.dat";
//注意：不必提前新建，因为如果没有新建的话，它自己会新建一个。
String newFileName="d://error2.txt";
try
(FileInputStream fis=new FileInputStream(fileName);
FileOutputStream fos=new FileOutputStream(newFileName))
{
byte[]buff=new byte[32];
int hasRead=0;
while((hasRead=fis.read(buff))>0)
{
fos.write(buff,0,hasRead);
}
}
catch(IOException ex)
{
ex.printStackTrace();
}
}
}
比较高效的读取文件的方法，即采用BufferedInputStream:public class BufferedInputStreamSample {
public static void main(String[]args)
{
File file=new File("d://error.dat");
try
(BufferedInputStream bis=new BufferedInputStream(new FileInputStream(file));)
{
byte[]buff=new byte[1024];
int hasRead=0;
while((hasRead=bis.read(buff))>0)
{
String content=new String(buff,0,hasRead);
System.out.println(content);
}
}
catch(IOException ex)
{
ex.printStackTrace();
}
}
}
下面是比较高效的写入文件的方法，即采用BufferedOutputStream:public class BufferedOutputStreamSample {
public static void main(String[]args)
{
String content="I have a dream";
File file=new File("d://dream.dat");
byte[]buff=content.getBytes();
try
(BufferedOutputStream bos=new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(file));)
{
bos.write(buff);
//另外，bos还有一个方法是bos.write(byte[],int arg1,int arg2);
}
catch(IOException ex)
{
ex.printStackTrace();
}
}
}
下面是FileReader的用法，但是注意FileReader读取文本文件是比较低效的方法：public class FileReaderSample {
public static void main(String[]args)
{
try(
FileReader fr=new FileReader("d://error.dat")
)
{
char[]cbuff=new char[32];
int hasRead=0;
while((hasRead=fr.read(cbuff))>0)
{
System.out.println(new String(cbuff,0,hasRead));
}
}
catch(IOException ex)
{
ex.printStackTrace();
}
}
}
类似地，FileWriter是比较低效的写入文本文件的方法：public class FileWriterSample {
public static void main(String[]args)
{
try
(FileWriter fw=new FileWriter("d://poem.txt"))
{
fw.write("I have a dream\n");
fw.write("One day on the red hills of Georgia\n");
fw.write("The sons of former slaves and the sons of former slave owner will be able to sit down together at the table.\n");
fw.write("My four little children will one day live in a nation where they will not be judged by the color of their skin but by the content of their character.\n");
}
catch(IOException ex)
{
ex.printStackTrace();
}
}
}而BufferedReader是较高效的读取文本文件的方式，但是注意它的构造方法需要一个InputStreamReader，而InpuStreamReader又是包装FileInputStream而来,所以BufferedReader的使用方法如下：public class BufferedReaderSample {
public static void main(String[]args)
{
try
(
//如果是读取文件，则为InputStreamReader reader=new InputStreamReader(new InputStream("d://error.dat"));
//InputStreamReader reader=new InputStreamReader(new FileInputStream("d://error.dat"));
InputStreamReader reader=new InputStreamReader(System.in);
BufferedReader br=new BufferedReader(reader)
)
{
String buffer=null;
while((buffer=br.readLine())!=null)
{
System.out.println(buffer.toUpperCase());
}
}
catch(IOException ex)
{
ex.printStackTrace();
}
}
}
显然，BufferedReader的好处是具有缓冲功能，它可以一次读取一行文本----以换行符为标志，上例是读取键盘输入后转换为大写并输出，当然，也可以读取文件后将各行转换为大写后输出。
BufferedWriter用法较简单，但是值得注意的是它要flush:
public class BufferedWriterSample {
public static void main(String[]args)
{
try
(
//如果是写入到文件则为OutputStreamWriter writer=new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("d://error.dat"));
OutputStreamWriter writer=new OutputStreamWriter(System.out);
BufferedWriter bw=new BufferedWriter(writer);
)
{
String content="Less is more\nLess is more is not a law\nLess is more is not always correct";
bw.write(content);
bw.flush();
}
catch(IOException ex)
{
ex.printStackTrace();
}
}
}
下面是PrintStream,PrintWriter,BufferedWriter这3个类的对比：
首先是它们的共同点：都是处理流(包装流）而非节点流，因而可以更方便地使用，如PrintStream使用println(String)功能，BufferedWriter使用writer(String)功能；
PrintStream与PrintWriter,BufferedWriter的区别在于前者是处理字节流，而后两者是处理字符流；而BufferedWriter与PrintWriter相比，由于缓冲区的作用，它的效率要比PrintWriter要高。
下面是一个PrintStream的例子：
class Student
{
int id;
String name;
public Student()
{
id=0;
name="Jenny";
}
public String toString()
{
return "id="+id+" name="+name;
}
}
public class PrintStreamSample {
public static void main(String[]args)
{
String fileName="d://poem.txt";
try
(PrintStream ps=new PrintStream(new FileOutputStream(fileName)))
{
//注意：这会把以前的覆盖，要想不覆盖的话，就要使用ps.append的方法而不是println的方法。
ps.println("Less is more");
//直接使用println输出对象，这个在Socket编程时很有用。
ps.println(new Student());
}
catch(IOException ex)
{
ex.printStackTrace();
}
}
}
下面是PrintWriter的一个例子：public class PrintWriterSample {
public static void main(String[]args)
{
try
(
PrintWriter writer=new PrintWriter(new OutputStreamWriter(System.out));
)
{
writer.println("Less is more is a important rule.");
writer.println(true);
}
}
}最后是ObjectInputStream及ObjectOutputStream，利用这两个类来读写序列化对象特别方便，如下所示：
public class ObjectOutputStreamSample {
public static void main(String[]args)
{
Student stu1=new Student(1,"Jack","NewYork");
Student stu2=new Student(2,"Rose","California");
File file=new File("d://object.txt");
//由此可见，BufferedInputStream以及ObjectOutputStream其实都是对FileOutputStream进行了包装。
try
(ObjectOutputStream oos=new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(file)))
{
oos.writeObject(stu1);
oos.writeObject(stu2);
}
catch(IOException ex)
{
ex.printStackTrace();
}
}
}
class Student implements Serializable{
private int id;
private String name;
private String address;
public Student(int id,String name,String address)
{
this.id=id;
this.name=name;
this.address=address;
}
@Override
public String toString()
{
StringBuilder sb=new StringBuilder();
sb.append("id:"+id);
sb.append(" ");
sb.append("name:"+name);
sb.append(" ");
sb.append("address:"+address);
return sb.toString();
}
}public class ObjectInputStreamSample {
public static void main(String[]args)
{
File file=new File("d://object.txt");
try
(ObjectInputStream ois=new ObjectInputStream(new FileInputStream(file)))
{
Student stu1=(Student)ois.readObject();
Student stu2=(Student)ois.readObject();
}
catch(Exception ex)
{
ex.printStackTrace();
}
}
}
深入分析Java中的I/O类的特征及适用场合