一、概述
Java的I/O体系分为字节流 和字符流:
- 字节流 :以**字节(byte)**为单位,处理所有类型数据(如图片、音频、文本),核心类为
InputStream和OutputStream。 - 字符流 :以字符(char)为单位,专门处理文本数据 ,支持字符编码转换,核心类为
Reader和Writer。
字符流特点
- 面向文本数据(如.txt文件、日志、配置文件),自动处理字符编码(如UTF-8、GBK)。
- 基于
Reader(读取)和Writer(写入),继承自这两个抽象类的子类用于具体操作。 - 通常使用缓冲流(
BufferedReader/BufferedWriter)提升效率。
二、核心抽象类:Reader和Writer
1. Reader(字符输入流)
- 作用:从数据源读取字符到程序。
- 常用方法:
java
int read(); // 读取一个字符,返回其Unicode值,到末尾返回-1
int read(char[] cbuf); // 读取多个字符到数组,返回实际读取的字符数
int read(char[] cbuf, int off, int len); // 读取指定长度的字符到数组偏移位置
void close(); // 关闭流
### 2. Writer(字符输出流)
**作用**:将字符数据写入目标。
**常用方法**:
```java
void write(int c); // 写入一个字符
void write(String str); // 写入字符串
void write(char[] cbuf); // 写入字符数组
void write(char[] cbuf, int off, int len); // 写入数组的部分字符
void flush(); // 刷新缓冲,确保数据写入
void close(); // 关闭流
注意事项:
- 字符流操作字符,自动处理编码,适合文本;字节流处理原始字节,适合二进制数据。
- 必须调用close()或flush()确保数据写入完毕,推荐使用try-with-resources自动关闭。
三、文件字符流:FileReader与FileWriter
- FileReader
- **作用:**从文件中读取字符数据。
- 构造方法:
java
FileReader(String filePath); // 通过文件路径创建
FileReader(File file); // 通过File对象创建
- **注意:**默认使用系统编码(可能跨平台乱码),不建议直接使用,推荐用InputStreamReader指定编码。
- 示例:
java
try (FileReader fr = new FileReader("text.txt")) {
int ch;
while ((ch = fr.read()) != -1) {
System.out.print((char) ch);
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
- FileWriter
- 作用:向文件写入字符数据。
- 构造方法:
java
FileWriter(String filePath); // 覆盖写入
FileWriter(String filePath, boolean append); // append为true时追加写入
FileWriter(File file); // 覆盖写入
FileWriter(File file, boolean append); // 追加写入
- 注意:写入后需调用close()或flush(),否则数据可能未保存到文件。
- 示例:
java
try (FileWriter fw = new FileWriter("output.txt")) {
fw.write("Hello, Character Stream!");
fw.write("\nJava IO is powerful."); // 写入换行和文本
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
四、字符流的缓冲流:BufferedReader与BufferedWriter
- 作用:提升读写效率,减少I/O次数。
- 用法:
java
// 使用BufferedReader包装FileReader
try (BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("data.txt"))) {
String line;
while ((line = br.readLine()) != null) { // 按行读取
System.out.println(line);
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
// 使用BufferedWriter包装FileWriter
try (BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("output.txt"))) {
bw.write("Buffered Writing.");
bw.newLine(); // 写入换行(跨平台)
bw.flush(); // 手动刷新缓冲
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
五、字符流与字节流的转换:InputStreamReader/OutputStreamWriter
- 场景:需要在字节流和字符流之间转换,并指定字符编码(如处理文本文件时)。
- 示例
java
// 将字节输入流转换为字符输入流(指定UTF-8编码)
InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream("utf8.txt"), "UTF-8");
// 将字符输出流包装为缓冲流,并写入文件(指定编码)
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("output.txt"), "UTF-8"));
六、使用技巧与注意事项
- 编码一致性:读写文件时,确保使用相同的字符编码(如UTF-8),避免乱码。
- 缓冲流必用:处理文本文件时优先使用BufferedReader/BufferedWriter提升性能。
- 资源管理:推荐try-with-resources自动关闭流,避免资源泄露。
- 按行读取:使用BufferedReader.readLine()高效处理文本文件。
- 避免直接使用FileReader/FileWriter:因无法指定编码,推荐用InputStreamReader和OutputStreamWriter代替。
- 大文件处理:分块读取,避免一次性加载到内存。
七、总结
- 字符流专用于文本处理,支持编码转换,比字节流更高效。
- FileReader/FileWriter用于简单文本读写,但需注意编码问题。
- 结合缓冲流和转换流可实现高性能、跨平台的文本I/O。
- 字符流与字节流的选择依据:文本用字符流,二进制用字节流。