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Java:位元組流和字元流(輸入流和輸出流)

什麼是流

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  • 流是個抽象的概念,是對輸入輸出裝置的抽象,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。
  • 輸入流是相對程式而言的,外部傳入資料給程式需要藉助輸入流。
  • 輸出流是相對程式而言的,程式把資料傳輸到外部需要藉助輸出流。

 

什麼是位元組流?

位元組流--傳輸過程中,傳輸資料的最基本單位是位元組的流。

什麼是字元流?

字元流--傳輸過程中,傳輸資料的最基本單位是字元的流。

 

字元編碼方式不同,有時候一個字元使用的位元組數也不一樣,比如ASCLL方式編碼的字元,佔一個位元組;而UTF-8方式編碼的字元,一個英文字元需要一個位元組,一箇中文需要三個位元組。

位元組資料是二進位制形式的,要轉成我們能識別的正常字元,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位元組資料沒有選擇正確的編碼方式來顯示成字元。

從本質上來講,寫資料(即輸出)的時候,位元組也好,字元也好,本質上都是沒有識別符號的,需要去指定編碼方式。

但讀資料的時候,如果我們需要去“看資料”,那麼位元組流的資料需要指定字元編碼方式,這樣我們才能看到我們能識別的字元;而字元流,因為已經選擇好了字元編碼方式,通常不需要再改了(除非定義的字元編碼方式與資料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位元組,而一個字元由多個位元組組成,轉成位元組之前先要去查錶轉成位元組,所以傳輸時有時候會使用緩衝區。

 

 


位元組流

 

  • 位元組流的類通常以stream結尾

 

位元組輸入流:

常用的位元組輸入流主要有:

  • 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是位元組輸入流的抽象基類 ,InputStream作為基類,給它的基類定義了幾個通用的函式:
        • read(byte[] b):從流中讀取b的長度個位元組的資料儲存到b中,返回結果是讀取的位元組個數(當再次讀時,如果返回-1說明到了結尾,沒有了資料)
        • read(byte[] b, int off, int len):從流中從off的位置開始讀取len個位元組的資料儲存到b中,返回結果是實際讀取到的位元組個數(當再次讀時,如果返回-1說明到了結尾,沒有了資料)
        • close():關閉流,釋放資源。
    • FileInputStream主要用來操作檔案輸入流,它除了可以使用基類定義的函式外,它還實現了基類的read()函式(無參的):
        • read():從流中讀取1個位元組的資料,返回結果是一個int,(如果編碼是以一個位元組一個字元的,可以嘗試轉成char,用來檢視資料)。
    • BufferedInputStream帶有緩衝的意思,普通的讀是從硬盤裡面讀,而帶有緩衝區之後,BufferedInputStream已經提前將資料封裝到記憶體中,記憶體中操作資料要快,所以它的效率要要非緩衝的要高。它除了可以使用基類定義的函式外,它還實現了基類的read()函式(無參的):
        • read():從流中讀取1個位元組的資料,返回結果是一個int,(如果編碼是以一個位元組一個字元的,可以嘗試轉成char,用來檢視資料)。

    使用:

    • InputStream是抽象基類,所以它不可以建立物件,但它可以用來“介面化程式設計”,因為大部分子類的函式基類都有定義,所以利用基類來呼叫函式。
    • FileInputStream是用來讀檔案資料的流,所以它需要一個檔案物件用來例項化,這個檔案可以是一個File物件,也可以是檔名路徑字串.【這裡檔案不存在會拋錯】

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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流物件。

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    位元組輸出流:

    常用的位元組輸出流主要有:

    • 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是位元組輸出流的基類, OutputStream作為基類,給它的基類定義了幾個通用的函式:
        • write(byte[] b):將b的長度個位元組資料寫到輸出流中。
        • write(byte[] b,int off,int len):從b的off位置開始,獲取len個位元組資料,寫到輸出流中。
        • flush():重新整理輸出流,把資料馬上寫到輸出流中。
        • close():關閉流,釋放系統資源。
    • FileOutputStream是用於寫檔案的輸出流,它除了可以使用基類定義的函式外,還實現了OutputStream的抽象函式write(int b):
        • write(int b):將b轉成一個位元組資料,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式外,它還實現了OutputStream的抽象函式write(int b):
        • write(int b):將b轉成一個位元組資料,寫到輸出流中。

    使用:

    • OutputStream是抽象基類,所以它不能例項化,但它可以用於介面化程式設計。
    • FileOutputStream是用於寫檔案的輸出流,所以它需要一個檔案作為例項化引數,這個檔案可以是File物件,也可以是檔案路徑字串。【如果檔案不存在,那麼將自動建立。】【FileOutputStream例項化時可以給第二個引數,第二個引數是是否使用追加寫入預設,為true時代表在原有檔案內容後面追加寫入資料,預設為false】

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    • BufferedOutputStream需要一個輸出流作為例項化引數。

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    補充:

    • 上面的一些函式,考慮到效率問題,上面的子類可能會重寫基類的函式,但功能基本是不變的。
    • 更多關於位元組流的函式與用法可以參考jdk文件。

     

     


    字元流

     

    • 字元流的類通常以reader和writer結尾

     

     

    字元輸入流:

    常見的字元輸入流有:

    • Reader
    • InputStreamReader
    • FileReader
    • BufferedReader

    他們的區別與用途:

    • Reader是字元輸入流的抽象基類 ,它定義了以下幾個函式:
        • read() :讀取單個字元,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的長度個字元到cbuf這種,返回結果是讀取的字元數,到達流的末尾時,返回-1
        • close()  :關閉流,釋放佔用的系統資源。
    • InputStreamReader 可以把InputStream中的位元組資料流根據字元編碼方式轉成字元資料流。它除了可以使用基類定義的函式,它自己還實現了以下函式:
      • read(char[] cbuf, int offset, int length) :從offset位置開始,讀取length個字元到cbuf中,返回結果是實際讀取的字元數,到達流的末尾時,返回-1
    • FileReader 可以把FileInputStream中的位元組資料轉成根據字元編碼方式轉成字元資料流。
    • BufferedReader可以把字元輸入流進行封裝,將資料進行緩衝,提高讀取效率。它除了可以使用基類定義的函式,它自己還實現了以下函式:
      • read(char[] cbuf, int offset, int length) :從offset位置開始,讀取length個字元到cbuf中,返回結果是實際讀取的字元數,到達流的末尾時,返回-1
      • readLine() :讀取一個文字行,以行結束符作為末尾,返回結果是讀取的字串。如果已到達流末尾,則返回 null

     

     

    使用

    • Reader 是一個抽象基類,不能例項化,但可以用於介面化程式設計。
    • InputStreamReader需要一個位元組輸入流物件作為例項化引數。還可以指定第二個引數,第二個引數是字元編碼方式,可以是編碼方式的字串形式,也可以是一個字符集物件。

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    • FileReader 需要一個檔案物件作為例項化引數,可以是File類物件,也可以是檔案的路徑字串。

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    • BufferReader需要一個字元輸入流物件作為例項化引數。

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    字元輸出流:

    常見的字元輸出流有:

    • Writer
    • OutputStreamWriter
    • FileWriter
    • BufferedWriter

    他們的區別與用途:

    • Writer是字元輸出流的抽象基類, ,它定義了以下幾個函式
      • write(char[] cbuf) :往輸出流寫入一個字元陣列。
      • write(int c) :往輸出流寫入一個字元。
      • write(String str) :往輸出流寫入一串字串。
      • write(String str, int off, int len) :往輸出流寫入字串的一部分。
      • 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():重新整理輸出流,把資料馬上寫到輸出流中。 【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串資料,它裡面會幫我們根據字元編碼方式來把字元資料轉成位元組資料再寫給輸出流,它相當於一箇中介\橋樑。
    • FileWriter與OutputStreamWriter功能類似,我們可以直接往流中寫字串資料,FileWriter內部會根據字元編碼方式來把字元資料轉成位元組資料再寫給輸出流。
    • BufferedWriter比FileWriter還高階一點,它利用了緩衝區來提高寫的效率。它還多出了一個函式:
      • newLine() :寫入一個換行符。

     

    使用

    • Writer 是一個抽象基類,不能例項化,但可以用於介面化程式設計。
    • OutputStreamWriter 需要一個輸入流物件作為例項化引數。

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    • FileWriter 需要一個檔案物件來例項化,可以是File類物件,也可以是檔案的路徑字串。

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    • BufferWriter

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如果想學習Java工程化、高效能及分散式、深入淺出。微服務、Spring,MyBatis,Netty原始碼分析的朋友可以加我的Java高階交流:854630135,群裡有阿里大牛直播講解技術,以及Java大型網際網路技術的視訊免費分享給大家。