深入理解java字節流與字符流

先來看下流的概念：

流：
1，在程序中所有的數據都是以流的方式進行傳輸或保存的，程序需要數據的時候要使用輸入流讀取數據，而當程序需要將一些數據保存起來的時候，就要使用輸出流完成。
2，程序中的輸入輸出都是以流的形式保存的，流中保存的實際上全都是字節文件。

字節流與字符流
1，在java.io包中操作文件內容的主要有兩大類：字節流、字符流
2，java中提供了專用於輸入輸出功能的包Java.io,其中包括：
（1）InputStream,OutputStream,Reader,Writer
（2）InputStream 和OutputStream,兩個是爲字節流設計的,主要用來處理字節或二進制對象,
（3） Reader和 Writer.兩個是爲字符流（一個字符佔兩個字節）設計的,主要用來處理字符或字符串.

操作流程：
字節流在操作時本身不會用到緩衝區（內存），是文件本身直接操作的，而字符流在操作時使用了緩衝區，通過緩衝區再操作文件，

下面以兩個寫文件的操作爲主進行比較，但是在操作時字節流和字符流的操作完成之後都不關閉輸出流。

import java.io.File;    
import java.io.FileOutputStream;    
import java.io.OutputStream;    
public class OutputStreamDemo05 {    
public static void main(String[] args) throws Exception {   // 異常拋出，  不處理    
// 第1步：使用File類找到一個文件    
     File f = new File("d:" + File.separator + "test.txt"); // 聲明File  對象    
// 第2步：通過子類實例化父類對象    
     OutputStream out = null;            
// 準備好一個輸出的對象    
     out = new FileOutputStream(f);      
// 通過對象多態性進行實例化    
// 第3步：進行寫操作    
     String str = "Hello World!!!";      
// 準備一個字符串    
     byte b[] = str.getBytes();          
// 字符串轉byte數組    
     out.write(b);                      
// 將內容輸出    
 // 第4步：關閉輸出流    
    // out.close();                  
// 此時沒有關閉    
        }    
    }

程序運行結果：

此時沒有關閉字節流操作，但是文件中也依然存在了輸出的內容，證明字節流是直接操作文件本身的。而下面繼續使用字符流完成，再觀察效果。

範例：使用字符流不關閉執行

import java.io.File;    
import java.io.FileWriter;    
import java.io.Writer;    
public class WriterDemo03 {    
    public static void main(String[] args) throws Exception { // 異常拋出，  不處理    
        // 第1步：使用File類找到一個文件    
        File f = new File("d:" + File.separator + "test.txt");// 聲明File 對象    
        // 第2步：通過子類實例化父類對象    
        Writer out = null;                 
// 準備好一個輸出的對象    
        out = new FileWriter(f);            
// 通過對象多態性進行實例化    
        // 第3步：進行寫操作    
        String str = "Hello World!!!";      
// 準備一個字符串    
        out.write(str);                    
// 將內容輸出    
        // 第4步：關閉輸出流    
        // out.close();                   
// 此時沒有關閉    
    }    
}

程序運行結果：

程序運行後會發現文件中沒有任何內容，這是因爲字符流操作時使用了緩衝區，而在關閉字符流時會強制性地將緩衝區中的內容進行輸出，但是如果程序沒有關閉，則緩衝區中的內容是無法輸出的，所以得出結論：字符流使用了緩衝區，而字節流沒有使用緩衝區。

注：其實字節流也可以擁有緩存區。

原理理解

1，字符流處理的單元爲2個字節的Unicode字符，分別操作字符、字符數組或字符串，而字節流處理單元爲1個字節，操作字節和字節數組。所以字符流是由Java虛擬機將字節轉化爲2個字節的Unicode字符爲單位的字符而成的，所以它對多國語言支持性比較好！如果是音頻文件、圖片、歌曲，就用字節流好點，如果是關係到中文（文本）的，用字符流好點
2，所有文件的儲存是都是字節（byte）的儲存，在磁盤上保留的並不是文件的字符而是先把字符編碼成字節，再儲存這些字節到磁盤。在讀取文件（特別是文本文件）時，也是一個字節一個字節地讀取以形成字節序列
3，字節流可用於任何類型的對象，包括二進制對象，而字符流只能處理字符或者字符串；字節流提供了處理任何類型的IO操作的功能，但它不能直接處理Unicode字符，而字符流就可以
4，字節流是最基本的，所有的InputStrem和OutputStream的子類都是,主要用在處理二進制數據，它是按字節來處理的但實際中很多的數據是文本，又提出了字符流的概念，它是按虛擬機的encode來處理，也就是要進行字符集的轉化這兩個之間通過 InputStreamReader,OutputStreamWriter來關聯，實際上是通過byte[]和String來關聯在實際開發中出現的漢字問題實際上都是在字符流和字節流之間轉化不統一而造成的

==================我們還可以看到：============
Reader類的read()方法返回類型爲int ：作爲整數讀取的字符（佔兩個字節共16位），範圍在 0 到 65535 之間 (0x00-0xffff)，如果已到達流的末尾，則返回 -1

inputStream的read()雖然也返回int，但由於此類是面向字節流的，一個字節佔8個位，所以返回 0 到 255 範圍內的 int 字節值。如果因爲已經到達流末尾而沒有可用的字節，則返回值 -1。因此對於不能用0-255來表示的值就得用字符流來讀取！比如說漢字.

操作流程
在Java中IO操作也是有相應步驟的，以文件操作爲例，主要的操作流程如下：
1 使用File類打開一個文件
2 通過字節流或字符流的子類，指定輸出的位置
3 進行讀/寫操作
4 關閉輸入/輸出
IO操作屬於資源操作，一定要記得關閉

接下倆單獨就字符流和字節流舉例：
字節流：

字節流主要是操作byte類型數據，以byte數組爲準，主要操作類就是OutputStream、InputStream

字節輸出流：OutputStream
OutputStream是整個IO包中字節輸出流的最大父類，此類的定義如下：
public abstract class OutputStream extends Object implements Closeable,Flushable
從以上的定義可以發現，此類是一個抽象類，如果想要使用此類的話，則首先必須通過子類實例化對象，那麼如果現在要操作的是一個文件，則可以使用：FileOutputStream類。通過向上轉型之後，可以爲OutputStream實例化
Closeable表示可以關閉的操作，因爲程序運行到最後肯定要關閉
Flushable：表示刷新，清空內存中的數據
FileOutputStream類的構造方法如下：
public FileOutputStream(File file)throws FileNotFoundException

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

   public class Test11 {
      public static void main(String[] args) throws IOException {
           File f = new File("d:" + File.separator+"test.txt");
           OutputStream out=new FileOutputStream(f);//如果文件不存在會自動創建
           String str="Hello World";
           byte[] b=str.getBytes();
           out.write(b);//因爲是字節流，所以要轉化成字節數組進行輸出
           out.close();
     }
 }

也可以一個字節一個字節進行輸出，如下：

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

   public class Test11 {
       public static void main(String[] args) throws IOException {
           File f = new File("d:" + File.separator+"test.txt");
           OutputStream out=new FileOutputStream(f);//如果文件不存在會自動創建
           String str="Hello World";
           byte[] b=str.getBytes();
           for(int i=0;i
               out.write(b[i]);
           }
           out.close();
       }
   }

以上輸出只會進行覆蓋，如果要追加的話，請看FileOutputStream類的另一個構造方法：
public FileOutputStream(File file,boolean append)throws FileNotFoundException
在構造方法中，如果將append的值設置爲true，則表示在文件的末尾追加內容。

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

   public class Test11 {
       public static void main(String[] args) throws IOException {
           File f = new File("d:" + File.separator+"test.txt");
           OutputStream out=new FileOutputStream(f,true);//追加內容
           String str="\r\nHello World";
           byte[] b=str.getBytes();
           for(int i=0;i
               out.write(b[i]);
           }
           out.close();
       }
   }

文件中換行爲：\r\n
字節輸入流：InputStream
既然程序可以向文件中寫入內容，則就可以通過InputStream從文件中把內容讀取進來，首先來看InputStream類的定義：
public abstract class InputStream extends Object implements Closeable
與OutputStream類一樣，InputStream本身也是一個抽象類，必須依靠其子類，如果現在是從文件中讀取，就用FileInputStream來實現。
觀察FileInputStream類的構造方法：

public FileInputStream(File file)throws FileNotFoundException

讀文件：

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

   public class Test12 {
       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));
       }
   }

但以上方法是有問題的，用不用開闢這麼大的一個字節數組，明顯是浪費嘛，我們可以根據文件的大小來定義字節數組的大小，File類中的方法：

public long length()

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

   public class Test13 {
       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));
     }
   }

字符流
在程序中一個字符等於兩個字節，那麼java提供了Reader、Writer兩個專門操作字符流的類。

字符輸出流：Writer
Writer本身是一個字符流的輸出類，此類的定義如下：
public abstract class Writer extends Object implements Appendable，Closeable，Flushable
此類本身也是一個抽象類，如果要使用此類，則肯定要使用其子類，此時如果是向文件中寫入內容，所以應該使用FileWriter的子類。
FileWriter類的構造方法定義如下：
public FileWriter(File file)throws IOException
字符流的操作比字節流操作好在一點，就是可以直接輸出字符串了，不用再像之前那樣進行轉換操作了。
寫文件：

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

   public class Test16 {
       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();
       }
   }

在默認情況下再次輸出會覆蓋，追加的方法也是在構造函數上加上追加標記

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

   public class Test17 {
       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();
       }
   }

字符輸入流：Reader
Reader是使用字符的方式從文件中取出數據，Reader類的定義如下：
public abstract class Reader extends Objects implements Readable，Closeable
Reader本身也是抽象類，如果現在要從文件中讀取內容，則可以直接使用FileReader子類。
FileReader的構造方法定義如下：
public FileReader(File file)throws FileNotFoundException
以字符數組的形式讀取出數據：

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

   public class Test18 {
       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));
       }
   }

也可以用循環方式，判斷是否讀到底：

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

   public class Test19 {
       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));
       }
   }

字節流與字符流的區別

字節流和字符流使用是非常相似的，那麼除了操作代碼的不同之外，還有哪些不同呢？
字節流在操作的時候本身是不會用到緩衝區（內存）的，是與文件本身直接操作的，而字符流在操作的時候是使用到緩衝區的
字節流在操作文件時，即使不關閉資源（close方法），文件也能輸出，但是如果字符流不使用close方法的話，則不會輸出任何內容，說明字符流用的是緩衝區，並且可以使用flush方法強制進行刷新緩衝區，這時才能在不close的情況下輸出內容

那開發中究竟用字節流好還是用字符流好呢？
在所有的硬盤上保存文件或進行傳輸的時候都是以字節的方法進行的，包括圖片也是按字節完成，而字符是只有在內存中才會形成的，所以使用字節的操作是最多的。

如果要java程序實現一個拷貝功能，應該選用字節流進行操作（可能拷貝的是圖片），並且採用邊讀邊寫的方式（節省內存）。

夢中的冰原

發佈了47 篇原創文章 · 獲贊 7 · 訪問量 3萬+

私信關注

深入理解java字節流與字符流

Git的入門學習（一）

歇了一年，今天開始繼續寫博客啦

redis的一些基本命令

[LeetCode]AddTwoNumbers

linux定時任務crontab配置

Mac下配置sublime實現LaTeX

https://yachay.unat.edu.pe/blog/index.php?comment_area=format_blog&comment_component=blog&comment_co

linux以太網驅動總結