在什么时候使用字节流、字符流

总结性陈述

字节流(FileInputStream和FileOutputStream)

  1. InputStream 和OutputStream,两个是为字节流设计的,主要用来处理字节或二进制对象
  2. 字节流处理单元为 1个字节,操作字节和字节数组。
  3. 如果是音频文件、图片、歌曲,就用字节流好点,所以它对多国语言支持性比较好!

    字符流(FileReader和FileWriter)

  4. Reader和 Writer.两个是为字符流(一个字符占两个字节)设计的,主要用来处理字符或字符串.
  5. 字符流处理的单元为 2个字节 的Unicode字符,操作字符、字符数组或字符串
  6. 所以字符流是由Java虚拟机将字节转化为2个字节的Unicode字符为单位的字符而成的。
  7. 如果是关系到中文(文本)的,用字符流好点

缓冲区的使用

  1. 字节流在操作时不会用到缓冲区(内存),是直接对文件本身进行操作的。

  2. 而字符流在操作时使用了缓冲区,通过缓冲区再操作文件。

  3. 在硬盘上的所有文件都是以字节形式存在的(图片,声音,视频),而字符值在内存中才会形成。(重点)

增添知识点

文章重点:字节流在操作的时候本身是不会用到缓冲区(内存)的,是与文件本身直接操作的,而字符流在操作的时候是使用到缓冲区的。

字节流在操作文件时,即使不关闭资源(close方法),文件也能输出,但是如果字符流不使用close方法的话,则不会输出任何内容,说明字符流用的是缓冲区,并且可以使用flush方法强制进行刷新缓冲区,这时才能在不close的情况下输出内容。

但是节流是最基本的,一个字符占两个字节就可以看出,甚至源码使用字符流的时候,也是先转成字节在变成字符,所以使用字节流的操作是最多的。

上面两点能说明什么呢?

  1. 第一点,所有文件的储存是都是字节(byte)的储存,在磁盘上保留的并不是文件的字符而是先把字符编码成字节,再储存这些字节到磁盘。 在读取文件(特别是文本文件)时,也是一个字节一个字节地读取以形成字节序列

  2. 第二点,我们知道,如果一个程序频繁对一个资源进行IO操作,效率会非常低。此时,通过缓冲区,先把需要操作的数据暂时放入内存中,以后直接从内存中读取数据,则可以避免多次的IO操作,提高效率

  3. 第三点,真正存储和传输数据时都是以字节为单位的,字符只是存在与内存当中的,所以,字节流适用范围更为宽广

概念

在程序中所有的数据都是以流的方式进行传输或保存的,程序需要数据的时候要使用输入流读取数据,而当程序需要将一些数据保存起来的时候,就要使用输出流完成。

程序中的输入输出都是以流的形式保存的,流中保存的实际上全都是字节文件。

字节流与字符流

在java.io包中操作文件内容的主要有两大类:字节流、字符流,两类都分为输入和输出操作。在字节流中输出数据主要是使用OutputStream完成,输入使的是InputStream,在字符流中输出主要是使用Writer类完成,输入流主要使用Reader类完成。(这四个都是抽象类)

操作流程

在Java中IO操作也是有相应步骤的,以文件操作为例,主要的操作流程如下:

  1. 使用File类打开一个文件
  2. 通过字节流或字符流的子类,指定输出的位置
  3. 进行读/写操作
  4. 关闭输入/输出
  5. IO操作属于资源操作,一定要记得关闭

字节流

字节流主要是操作byte类型数据,以byte数组为准,主要操作类就是OutputStream、InputStream

字节输出流:OutputStream

OutputStream是整个IO包中字节输出流的最大父类,此类的定义如下:

public abstract class OutputStream extends Object implements Closeable,Flushable

从以上的定义可以发现,此类是一个抽象类,如果想要使用此类的话,则首先必须通过子类实例化对象,那么如果现在要操作的是一个文件,则可以使用:FileOutputStream类。通过向上转型之后,可以为OutputStream实例化

Closeable表示可以关闭的操作,因为程序运行到最后肯定要关闭

Flushable:表示刷新,清空内存中的数据

FileOutputStream类的构造方法如下:

public FileOutputStream(File file)throws FileNotFoundException

写数据:

import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;

public class Test{
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        File f = new File("d:" + File.separator+"test.txt");
        OutputStream out=new FileOutputStream(f);//如果文件不存在会自动创建
        String str="Hello World";
        byte[] b=str.getBytes();
        out.write(b);//因为是字节流,所以要转化成字节数组进行输出
        out.close();
    }
}

也可以一个字节一个字节进行输出,如下:

import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;

public class Test{
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        File f = new File("d:" + File.separator+"test.txt");
        OutputStream out=new FileOutputStream(f);//如果文件不存在会自动创建
        String str="Hello World";
        byte[] b=str.getBytes();
        for(int i=0;i<b.length;i++){
            out.write(b[i]);
        }
        out.close();
    }
}

以上输出只会进行覆盖,如果要追加的话,请看FileOutputStream类的另一个构造方法:

public FileOutputStream(File file,boolean append)throws FileNotFoundException

在构造方法中,如果将append的值设置为true,则表示在文件的末尾追加内容。

import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;

public class Test{
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        File f = new File("d:" + File.separator+"test.txt");
        OutputStream out=new FileOutputStream(f,true);//追加内容
        String str="\r\nHello World";
        byte[] b=str.getBytes();
        for(int i=0;i<b.length;i++){
            out.write(b[i]);
        }
        out.close();
    }
}

文件中换行为:\r\n

字节输入流:InputStream

既然程序可以向文件中写入内容,则就可以通过InputStream从文件中把内容读取进来,首先来看InputStream类的定义:

public abstract class InputStream extends Object implements Closeable

与OutputStream类一样,InputStream本身也是一个抽象类,必须依靠其子类,如果现在是从文件中读取,就用FileInputStream来实现。

观察FileInputStream类的构造方法:

public FileInputStream(File file)throws FileNotFoundException

读文件:

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;

public class Test{
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        File f = new File("d:" + File.separator+"test.txt");
        InputStream in=new FileInputStream(f);
        byte[] b=new byte[1024];
        int len=in.read(b);
        in.close();
        System.out.println(new String(b,0,len));
    }
}

但以上方法是有问题的,用不用开辟这么大的一个字节数组,明显是浪费嘛,我们可以根据文件的大小来定义字节数组的大小,File类中的方法:public long length()

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;

public class Test{
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        File f = new File("d:" + File.separator+"test.txt");
        InputStream in=new FileInputStream(f);
        byte[] b=new byte[(int) f.length()];
        in.read(b);
        in.close();
        System.out.println(new String(b));
    }
}

我们换种方式,一个字节一个字节读入~

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;

public class Test{
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        File f = new File("d:" + File.separator+"test.txt");
        InputStream in=new FileInputStream(f);
        byte[] b=new byte[(int) f.length()];
        for(int i=0;i<b.length;i++){
            b[i]=(byte) in.read();
        }
        in.close();
        System.out.println(new String(b));
    }
}

但以上情况只适合知道输入文件的大小,不知道的话用如下方法:

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;

public class Test{
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        File f = new File("d:" + File.separator+"test.txt");
        InputStream in=new FileInputStream(f);
        byte[] b=new byte[1024];
        int temp=0;
        int len=0;
        while((temp=in.read())!=-1){//-1为文件读完的标志
            b[len]=(byte) temp;
            len++;
        }
        in.close();
        System.out.println(new String(b,0,len));
    }
}

字符流

在程序中一个字符等于两个字节,那么java提供了Reader、Writer两个专门操作字符流的类。

字符输出流:Writer

Writer本身是一个字符流的输出类,此类的定义如下:

public abstract class Writer extends Object implements Appendable,Closeable,Flushable

此类本身也是一个抽象类,如果要使用此类,则肯定要使用其子类,此时如果是向文件中写入内容,所以应该使用FileWriter的子类。

FileWriter类的构造方法定义如下:

public FileWriter(File file)throws IOException

字符流的操作比字节流操作好在一点,就是可以直接输出字符串了,不用再像之前那样进行转换操作了。

写文件:

import java.io.File;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
import java.io.Writer;

public class Test{
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        File f = new File("d:" + File.separator+"test.txt");
        Writer out=new FileWriter(f);
        String str="Hello World";
        out.write(str);
        out.close();
    }
}

在默认情况下再次输出会覆盖,追加的方法也是在构造函数上加上追加标记

import java.io.File;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
import java.io.Writer;

public class Test{
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        File f = new File("d:" + File.separator+"test.txt");
        Writer out=new FileWriter(f,true);//追加
        String str="\r\nHello World";
        out.write(str);
        out.close();
    }
}
字符输入流:Reader

Reader是使用字符的方式从文件中取出数据,Reader类的定义如下:

public abstract class Reader extends Objects implements Readable,Closeable

Reader本身也是抽象类,如果现在要从文件中读取内容,则可以直接使用FileReader子类。

FileReader的构造方法定义如下:

public FileReader(File file)throws FileNotFoundException

以字符数组的形式读取出数据:

import java.io.File;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;
import java.io.Reader;

public class Test{
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        File f = new File("d:" + File.separator+"test.txt");
        Reader input=new FileReader(f);
        char[] c=new char[1024];
        int len=input.read(c);
        input.close();
        System.out.println(new String(c,0,len));
    }
}

也可以用循环方式,判断是否读到底:

import java.io.File;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;
import java.io.Reader;

public class Test{
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        File f = new File("d:" + File.separator+"test.txt");
        Reader input=new FileReader(f);
        char[] c=new char[1024];
        int temp=0;
        int len=0;
        while((temp=input.read())!=-1){
            c[len]=(char) temp;
            len++;
        }
        input.close();
        System.out.println(new String(c,0,len));
    }
}