Java IO的基本使用和常见类的介绍及其案例讲解

Java IO（Input/Output）是Java编程语言中用于处理输入输出的机制。IO包含了读取和写入数据的功能，可以实现文件的读写、网络通信、和各种设备的输入输出操作。在Java中，IO操作主要由输入流（Input Stream）和输出流（Output Stream）两个类别来完成。

Java IO包含了许多类和接口，为了更好地理解和使用Java IO，我们将逐一介绍它们，并附上相关的案例讲解。

  1. InputStream（输入流） InputStream是抽象类，用于从数据源（如文件或网络）读取字节。常用的子类有FileInputStream和ByteArrayInputStream。

案例：读取文件内容

import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;

public class ReadFileExample {
    public static void main(String[] args) {
        try (FileInputStream fis = new FileInputStream("file.txt")) {
            int ch;
            while ((ch = fis.read()) != -1) {
                System.out.print((char) ch);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

        2. OutputStream（输出流） OutputStream也是抽象类，用于向数据目标（如文件或网络）写入字节。常用的子类有FileOutputStream和ByteArrayOutputStream。

案例：写入文件内容

import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;

public class WriteFileExample {
    public static void main(String[] args) {
        try (FileOutputStream fos = new FileOutputStream("file.txt")) {
            String content = "Hello, World!";
            fos.write(content.getBytes());
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

        3. Reader（读取字符） Reader是用于读取字符的抽象类。与InputStream类似，Reader也有多个子类用于不同的字符输入源。

案例：读取文件内容

import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;

public class ReadFileExample {
    public static void main(String[] args) {
        try (FileReader fr = new FileReader("file.txt")) {
            int ch;
            while ((ch = fr.read()) != -1) {
                System.out.print((char) ch);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

        4. Writer（写入字符） Writer是用于写入字符的抽象类。与OutputStream类似，Writer也有多个子类用于不同的字符输出目标。

案例：写入文件内容

import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;

public class WriteFileExample {
    public static void main(String[] args) {
        try (FileWriter fw = new FileWriter("file.txt")) {
            String content = "Hello, World!";
            fw.write(content);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

        5. InputStream/OutputStream与Reader/Writer的转换 Java提供了InputStreamReader和OutputStreamWriter两个类，用于将字节流转换为字符流，或将字符流转换为字节流。这在处理包含非ASCII字符的文本时很有用。

案例：将文件内容从ISO-8859-1编码转换为UTF-8编码

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStreamWriter;
import java.nio.charset.StandardCharsets;

public class ConvertEncodingExample {
    public static void main(String[] args) {
        try (InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream("input.txt"), "ISO-8859-1");
             OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("output.txt"), StandardCharsets.UTF_8)) {
            int ch;
            while ((ch = isr.read()) != -1) {
                osw.write(ch);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

        6. BufferedInputStream/BufferedOutputStream与BufferedReader/BufferedWriter Java提供了BufferedInputStream和BufferedOutputStream两个类，用于提高字节流的读写效率。类似地，BufferedReader和BufferedWriter用于提高字符流的读写效率。

案例：使用BufferedInputStream读取文件内容

import java.io.BufferedInputStream;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;

public class ReadFileExample {
    public static void main(String[] args) {
        try (BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("file.txt"))) {
            int ch;
            while ((ch = bis.read()) != -1) {
                System.out.print((char) ch);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

        7. ByteArrayInputStream/ByteArrayOutputStream ByteArrayInputStream和ByteArrayOutputStream是用于处理字节数组的流类。它们不需要实际的数据源或目标，而是将字节数组作为输入和输出。

案例：使用ByteArrayInputStream读取字节数组

import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.IOException;

public class ReadByteArrayExample {
    public static void main(String[] args) {
        byte[] data = {72, 101, 108, 108, 111, 44, 32, 87, 111, 114, 108, 100, 33};
        try (ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(data)) {
            int ch;
            while ((ch = bais.read()) != -1) {
                System.out.print((char) ch);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

        8. PipedInputStream/PipedOutputStream PipedInputStream和PipedOutputStream是用于实现线程之间管道通信的流类。一个线程可以将数据写入PipedOutputStream，另一个线程可以从PipedInputStream中读取数据。

案例：使用PipedInputStream和PipedOutputStream实现线程间通信

import java.io.IOException;
import java.io.PipedInputStream;
import java.io.PipedOutputStream;

public class PipeExample {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            PipedInputStream pis = new PipedInputStream();
            PipedOutputStream pos = new PipedOutputStream(pis);

            Thread thread1 = new Thread(() -> {
                try {
                    String message = "Hello, World!";
                    pos.write(message.getBytes());
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                } finally {
                    try {
                        pos.close();
                    } catch (IOException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            });

            Thread thread2 = new Thread(() -> {
                try {
                    int ch;
                    while ((ch = pis.read()) != -1) {
                        System.out.print((char) ch);
                    }
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                } finally {
                    try {
                        pis.close();
                    } catch (IOException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            });

            thread1.start();
            thread2.start();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

以上是Java IO的基本使用和常见类的介绍及案例讲解，希望对你深入了解Java IO有所帮助。

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