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Java IO详解

开头解决方案

在Java中，IO（输入/输出）操作是程序与外部世界交互的重要方式。无论是从文件读取数据、向文件写入数据，还是通过网络进行数据传输，Java IO都提供了丰富的API来满足这些需求。Java IO的基本概念，并提供几种常见的解决方案和代码示例，帮助开发者更好地理解和使用Java IO。

1. Java IO基础

Java IO主要分为两大类：字节流（Byte Stream）和字符流（Character Stream）。字节流以8位字节为单位处理数据，适合处理二进制文件；字符流以16位Unicode字符为单位处理数据，适合处理文件。

1.1 常见的IO流

InputStream / OutputStream：字节流的基础类。
Reader / Writer：字符流的基础类。
FileInputStream / FileOutputStream：用于文件的字节流操作。
FileReader / FileWriter：用于文件的字符流操作。
BufferedInputStream / BufferedOutputStream：带缓冲的字节流。
BufferedReader / BufferedWriter：带缓冲的字符流。

2. 文件读写操作

2.1 使用字节流读写文件

示例代码：使用`FileInputStream`和`FileOutputStream`读写文件

java
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;</p>

<p>public class ByteStreamExample {
    public static void main(String[] args) {
        try (FileInputStream fis = new FileInputStream("input.txt");
             FileOutputStream fos = new FileOutputStream("output.txt")) {</p>

<pre><code>        int content;
        while ((content = fis.read()) != -1) {
            fos.write(content);
        }
        System.out.println("文件复制完成！");
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

}

解释：

FileInputStream用于从文件中读取字节。
FileOutputStream用于向文件中写入字节。
try-with-resources确保流在使用后自动关闭。

2.2 使用字符流读写文件

示例代码：使用`FileReader`和`FileWriter`读写文件

java
import java.io.FileReader;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;</p>

<p>public class CharStreamExample {
    public static void main(String[] args) {
        try (FileReader fr = new FileReader("input.txt");
             FileWriter fw = new FileWriter("output.txt")) {</p>

<pre><code>        int content;
        while ((content = fr.read()) != -1) {
            fw.write(content);
        }
        System.out.println("文件复制完成！");
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

}

解释：

FileReader用于从文件中读取字符。
FileWriter用于向文件中写入字符。

3. 缓冲流优化性能

当需要频繁地读写数据时，使用缓冲流可以显著提高性能。

3.1 字节缓冲流

示例代码：使用`BufferedInputStream`和`BufferedOutputStream`

java
import java.io.BufferedInputStream;
import java.io.BufferedOutputStream;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;</p>

<p>public class BufferedByteStreamExample {
    public static void main(String[] args) {
        try (BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("input.txt"));
             BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("output.txt"))) {</p>

<pre><code>        int content;
        while ((content = bis.read()) != -1) {
            bos.write(content);
        }
        System.out.println("文件复制完成！");
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

}

3.2 字符缓冲流

示例代码：使用`BufferedReader`和`BufferedWriter`

java
import java.io.BufferedReader;
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.FileReader;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;</p>

<p>public class BufferedCharStreamExample {
    public static void main(String[] args) {
        try (BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("input.txt"));
             BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("output.txt"))) {</p>

<pre><code>        String line;
        while ((line = br.readLine()) != null) {
            bw.write(line);
            bw.newLine(); // 换行
        }
        System.out.println("文件复制完成！");
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

}

解释：

BufferedReader的readLine()方法可以按行读取文本。
BufferedWriter的newLine()方法可以插入换行符。

4. NIO（New IO）

Java NIO（New IO）提供了更高效的IO操作方式，包括通道（Channel）、缓冲区（Buffer）和选择器（Selector）。

4.1 使用NIO读写文件

示例代码：使用`Files`类读写文件

java
import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Paths;
import java.io.IOException;</p>

<p>public class NIOExample {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            // 读取文件内容
            String content = new String(Files.readAllBytes(Paths.get("input.txt")));
            System.out.println("文件内容：" + content);</p>

<pre><code>        // 写入文件内容
        Files.write(Paths.get("output.txt"), content.getBytes());
        System.out.println("文件写入完成！");
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

}

解释：

Files.readAllBytes()用于一次性读取文件的所有字节。
Files.write()用于将字节数组写入文件。

5.

详细Java IO的基本概念和常见用法，包括字节流、字符流、缓冲流以及NIO的使用。开发者可以根据具体需求选择合适的IO方式。以下是几种常见场景的推荐方案：
- 小文件操作：使用FileInputStream和FileOutputStream。
- 大文件操作：使用缓冲流（如BufferedInputStream）或NIO。
- 文本处理：使用字符流（如BufferedReader和BufferedWriter）。

希望能帮助你更好地掌握Java IO技术！