從接收輸入值說起

在日常的開發應用中，有時候需要直接接收外部設備如鍵盤等的輸入值，而對于這種數據的接收方式，我們一般有三種方法：字節流讀取，字符流讀取，Scanner 工具類讀取。

字節流讀取

直接看一個例子：

public class Demo01SystemIn { public static void main(String[] args) throws IOException {int a = System.in.read();System.out.println(a);char c = ’a’;System.out.println((int) c); }}

運行程序之后，會被 read 方法阻塞，這時候在控制臺輸入一個字符 a，那么上面的程序兩句話都會輸出 97，這個沒問題，因為小寫字母 a 對應的就是 97，那么假如我們輸入一個中文會出現什么結果呢？

把上面示例中的 a 修改為 中，然后運行程序，在控制臺同樣輸入 中，則會得到 228 和 20013，這就說明我們控制臺輸入的 中 并沒有全部讀取，原因就是 read 只能讀取 1 個字節，為了進一步驗證結論，我們將上面的例子進行改寫：

public class Demo01SystemIn { public static void main(String[] args) throws IOException {char a = (char) System.in.read();//讀取一個字節System.out.println(a);char c = ’中’;System.out.println(c); }}

運行之后得到如下結果：

可以看到，第一個輸出亂碼了，因為 System.in.read() 一次只能讀取一個字節，而中文在 utf-8 編碼下占用了 3 個字節。正因為 read 方法一次只能讀取一個字節，所以其范圍只能在 -1~255 之間，-1 表示已經讀取到了結尾。

那么如果想要完整的讀取中文應該怎么辦呢？

字符流讀取

我們先看下面一個例子：

public class Demo01SystemIn { public static void main(String[] args) throws IOException {InputStreamReader inputStreamReader1 = new InputStreamReader(System.in);int b = inputStreamReader1.read();//只能讀一個字符System.out.println(b);InputStreamReader inputStreamReader2 = new InputStreamReader(System.in);char[] chars = new char[2];int c = inputStreamReader2.read(chars);//讀入到指定char數組，返回當前讀取到的字符數System.out.println('讀取的字符數為：' + c);System.out.println(chars[0]);System.out.println(chars[1]); }}

運行之后，輸出結果如下所示：

這個時候我們已經能完成的讀取到一個字符了，當然，有時候為了優化，我們需要使用 BufferedReader 進行進一步的包裝：

BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

這種方式雖然解決了讀取中文會亂碼問題，但是使用起來也不是很方便，所以一般讀取鍵盤輸入信息我們都會采用 Scnner 來讀取。

Scanner 讀取

Scanner 實際上還是對 System.in 進行了封裝，并提供了一系列方法來讀取不同的字符類型，比如 nextInt，nextFloat，以及 next 等。

public class Demo02Scnner { public static void main(String[] args) {Scanner scanner = new Scanner(System.in);while (scanner.hasNextInt()){ System.out.println(scanner.nextInt());} }}什么是 IO 流

流是一種抽象概念，它代表了數據的無結構化傳輸（摘自百度百科）。IO 流對應的就是 InPut 和 Output，也就是輸入和輸出。輸入和輸出這個概念是針對于應用程序而言，比如當前程序中需要讀取文件中的內容，那么這就是輸入，而如果需要將應用程序本身的數據發送到其他應用，就對應了輸出。

字節流和字符流

根據流的處理方式又可以將流可以分為兩種類型：字節流和字符流。

字節流

字節流讀取的基本單位為字節，采用的是 ASCII 編碼，通常用來處理二進制數據，其頂層抽象類為 InputStream 和 OutputStream，比如上面示例中的 System.in 實際上就是獲取到了一個 InputStream 類。

Java 中的流家族非常龐大，提供了非常多的具有不同功能的流，在實際應用中我們可以選擇不同的組合達到目的。

字節輸入流

下圖為字節輸入流家族關系示意圖：

從上圖可以看出這些結構非常清晰，首先是一個最頂層的接口，其次就是一些不同功能的基礎流，比如我們最常用的 FileInputStream 就是用來讀取文件的，這其中有一個 FilterInputStream 流，這個流主要是用來擴展基礎流功能，其本身只是簡單的覆蓋了父類 InputStream 中的所有方法，并沒有做什么特殊處理，真正的功能擴展需要依賴于其眾多的子類，比如最常用的 BufferedInputStream 提供了數據的緩沖，從而提升讀取流的效率，而 DataInputStream 是可以用來處理二進制數據等等。

通過這些眾多不同功能的流來組合，可以靈活的讀取我們需要的數據。比如當我們需要讀取一個二進制文件，那么就需要使用 DataInputStream，而 DataInputStream 本身不具備直接讀取文件內容的功能，所以需要結合 FileInputStream：

FileInputStream fin = new FileInputStream('E:test.txt');DataInputStream din = new DataInputStream(fin);System.out.println(din.readInt());

同時，如果我們想要使用緩沖機制，又可以進一步組裝 BufferedInputStream：

FileInputStream fin = new FileInputStream('E:test.txt');DataInputStream din = new DataInputStream(new BufferedInputStream(fin));System.out.println(din.readInt());

還有一種流比較有意思，那就是 PushbackInputStream，這個流可以將讀出來的數據重新推回到流中：

public class Demo03 { public static void main(String[] args) throws IOException {FileInputStream fin = new FileInputStream('E:test.txt');//文檔內存儲 abcdPushbackInputStream pin = new PushbackInputStream(new BufferedInputStream(fin));int a = pin.read();//讀取到aSystem.out.println(a);if (a != ’b’){ pin.unread(a);//將 a 推回流中}System.out.println(pin.read());//再次讀取到 aSystem.out.println(pin.read());//讀取到 bSystem.out.println(pin.read());// 讀取到 c }}

字節輸出流

下圖為字節輸出流家族關系示意圖：

這個結構和輸入流的結構基本類似，同樣的我們也可以通過組合來實現不同的輸出。

比如普通的輸出文件，可以使用 FileOutputStream 流：

FileOutputStream fout = new FileOutputStream('E:test2.txt');fout.write(1);fout.write(2);

如果想要輸出二進制格式，那么就可以組合 DataOutputStream 流：

FileOutputStream fout = new FileOutputStream('E:test2.txt');DataOutputStream dout = new DataOutputStream(fout);dout.write(9);dout.write(10);

緩沖流的原理

IO 操作是一個比較耗時的操作，而字節流的 read 方法一次只能返回一個字節，那么當我們需要讀取多個字節時就會出現每次讀取都要進行一次 IO 操作，而緩沖流內部定義了一個大小為 8192 的 byte 數組，當我們使用了緩沖流時，讀取數據的時候則會一次性最多讀取 8192 個字節放到內存，然后一個個依次返回，這樣就大大減少了 IO 次數；同樣的，寫數據時，緩沖流會將數據先寫到內存，當我們寫完需要寫的數據時再一次性刷新到指定位置，如磁盤等。

字符流

字符流讀取的基本單位為字符，采用的是 Unicode 編碼，其 read 方法返回的是一個 Unicode 碼元（0~65535）。

字符流通常用來處理文本數據，其頂層抽象類為 Reader 和 Write，比如文中最開始的示例中的 InputStreamReader 就是繼承自 Reader 類。

字符輸入流

下圖為字符輸入流家族關系示意圖：

上圖可以看出，除頂層 Reader 類之外，字符流也提供了一些基本的字符流來處理文本數據，比如我們需要從文本讀取內容：

public class Demo05Reader { public static void main(String[] args) throws Exception {//字節流FileInputStream fin = new FileInputStream('E:test.txt');//文本內容為“雙子孤狼”System.out.println(fin.read());//372//字符流InputStreamReader ir = new InputStreamReader(new FileInputStream('E:test.txt'));//文本內容為“雙子孤狼”System.out.println(ir.read());//21452char s = ’雙’;System.out.println((int)s);//21452 }}

輸出之后可以很明顯看出區別，字節流一次讀入一個字節，而字符流一次讀入一個字符。

當然，我們也可以采用自由組合的方式來更靈活的進行字符讀取，比如我們結合 BufferedReader 來讀取一整行數據：

public class Demo05Reader { public static void main(String[] args) throws Exception {InputStreamReader ir = new InputStreamReader(new FileInputStream('E:test.txt'));//文本內容為“雙子孤狼”BufferedReader br = new BufferedReader(ir);String s;while (null != (s = br.readLine())){ System.out.println(s);//輸出雙子孤狼} }}

字符輸出流

下圖為字符輸出流家族關系示意圖：

文本輸出，我們用的最多的就是 PrintWriter，這個類我想絕大部分朋友都使用過：

public class Demo06Writer { public static void main(String[] args) throws Exception{PrintWriter printWriter = new PrintWriter('E:test3.txt');printWriter.write('雙子孤狼');printWriter.flush(); }}

這里和字節流的區別就是寫完之后需要手動調用 flush 方法，否則數據就會丟失，并不會寫到文件中。

為什么字符流需要 flush，而字節流不需要

字節流不需要 flush 操作是因為字節流直接操作的是字節，中途不需要做任何轉換，所以直接就可以操作文件，而字符流，說到底，其底層還是字節流，但是字符流幫我們將字節轉換成了字符，這個轉換需要依賴字符表，所以就需要在字符和字節完成轉換之后通過 flush 操作刷到磁盤中。

需要注意的是，字節輸出流最頂層類 OutputStream 中也提供了 flush 方法，但是它是一個空的方法，如果有子類有需要，也可以實現 flush 方法。

RandomAccessFile

RandomAccessFile 是一個隨機訪問文件類，其可以在文件中的任意位置查找或者寫入數據。

public class Demo07RandomAccessFile { public static void main(String[] args) throws Exception {//文檔內容為 lonely wolfRandomAccessFile inOut = new RandomAccessFile(new File('E:test.txt'),'rw');System.out.println('當前指針在：' + inOut.getFilePointer());//默認在0System.out.println((char) inOut.read());//讀到 lSystem.out.println('當前指針在：' + inOut.getFilePointer());inOut.seek(7L);//指針跳轉到7的位置System.out.println((char) inOut.read());//讀到 winOut.seek(7);//跳回到 7inOut.write(new byte[]{’c’,’h’,’i’,’n’,’a’});//寫入 china,此時 wolf被覆蓋inOut.seek(7);//繼續跳回到 7System.out.println((char) inOut.read());//此時因為 wolf 被 china覆蓋，所以讀到 c }}

根據上面的示例中的輸出結果，可以看到 RandomAccessFile 類可以隨機指定指針，并隨機進行讀寫，功能非常強大。

另外需要說明的是，構造 RandomAccessFile 時需要傳入一個模式，模式主要有 4 種：

r：只讀模式。此時調用任何 write 相關方法，會拋出 IOException。 rw：讀寫模式。支持讀寫，如果文件不存在，則會創建。 rws：讀寫模式。每當進行寫操作，會將內容或者元數據同步刷新到磁盤。 rwd：讀寫模式。每當進行寫操作時，會將變動的內容用同步刷新到磁盤。

以上就是Java字節流和字符流及IO流的總結的詳細內容，更多關于Java字節流和字符流的資料請關注好吧啦網其它相關文章！