JAVA高级编程第七章

JAVA高级编程

第七章 输入和输出处理(二)

Reader类

位于java.io包中，用于读取字符流

常用子类

• InputStreamReader：将字节流转换为字符流
• FileReader：用于读取文件中的字符（实际上是 InputStreamReader 的子类）
• BufferedReader：提供缓冲功能，提高读取效率
• StringReader：从字符串中读取字符
• CharArrayReader：从字符数组中读取字符

组件	作用	是否缓冲
FileInputStream	提供原始字节流	无缓冲
InputStreamReader	字节到字符的转换	无缓冲
BufferedReader	提供字符缓冲	有缓冲

核心方法

方法	描述
int read()	读取单个字符，返回字符的整数值，如果到达流末尾则返回-1
int read(char[] cbuf)	将字符读入数组，返回读取的字符数
int read(char[] cbuf, int off, int len)	将字符读入数组的指定部分
long skip(long n)	跳过指定数量的字符
boolean ready()	判断是否准备好被读取
void close()	关闭流并释放相关资源

InputStreamReader类

将字节流 (InputStream) 转换为字符流 (Reader)

1. 编码转换：将字节按照指定的字符编码转换为字符
2. 适配器模式：将 InputStream 适配为 Reader
3. 字符流处理：继承自 Reader，提供字符流的读取能力

构造方法

构造方法	描述
InputStreamReader(InputStream in)	使用平台默认字符集创建 InputStreamReader
InputStreamReader(InputStream in, String charsetName)	使用指定字符集创建 InputStreamReader
InputStreamReader(InputStream in, Charset cs)	使用指定 Charset 对象创建 InputStreamReader
InputStreamReader(InputStream in, CharsetDecoder dec)	使用指定字符集解码器创建 InputStreamReader

常用方法

除了继承自Reader的方法外，InputStreamReader还提供了：

方法	描述
String getEncoding()	返回此流使用的字符编码名称

使用示例

try (InputStreamReader reader = new InputStreamReader(new FileInputStream("example.txt"), "UTF-8")) {int data;while ((data = reader.read()) != -1) {char c = (char) data;System.out.print(c);}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}

FileReader类

继承自 InputStreamReader，位于 java.io 包中

1. 专门用于文件读取：简化了从文件读取字符的操作
2. 字符流处理：自动处理字节到字符的转换
3. 使用默认编码：使用系统默认字符编码（可能导致跨平台问题）

构造方法

构造方法	描述
FileReader(String fileName)	根据文件名创建 FileReader
FileReader(File file)	根据 File 对象创建 FileReader
FileReader(FileDescriptor fd)	根据文件描述符创建 FileReader

与 InputStreamReader 的区别

特性	FileReader	InputStreamReader
用途	专门用于文件	可用于任何 InputStream
编码	使用平台默认	可指定任意编码
性能	相同	相同
灵活性	较低	较高

使用示例

//无缓冲区
try (FileReader reader = new FileReader("example.txt")) {int character;while ((character = reader.read()) != -1) {System.out.print((char) character);}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}
//直接使用 FileReader 效率较低，应配合 BufferedReader
//有缓冲区
try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader("example.txt"))) {String line;while ((line = reader.readLine()) != null) {System.out.println(line);}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}
//需要指定字符编码时
BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(new FileInputStream("example.txt"), StandardCharsets.UTF_8))

BufferedReader类

1. 缓冲机制：默认8KB字符缓冲区（8192个字符）
2. 行读取支持：独有的readLine()方法
3. 标记/重置功能：支持mark()和reset()操作
4. 线程不安全：不适合多线程环境直接共享使用

构造方法

构造方法	描述
BufferedReader(Reader in)	使用默认缓冲区大小(8KB)
BufferedReader(Reader in, int sz)	自定义缓冲区大小

方法

方法	描述	返回值
read()	读取单个字符	字符的int值，-1表示结束
read(char[] cbuf, int off, int len)	批量读取字符	实际读取字符数
readLine()	读取一行文本（不含换行符）	String或null(结束)
skip(long n)	跳过指定字符数	实际跳过的字符数
ready()	是否可读	boolean
mark(int readAheadLimit)	设置标记点	void
reset()	重置到标记点	void
lines()	返回Stream（Java8+）	字符串流

缓冲区

使用示例

import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;public class BufferedISRExample {public static void main(String[] args) {try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(new FileInputStream("example.txt"), "UTF-8"))) {String line;while ((line = reader.readLine()) != null) {System.out.println(line);}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
}

调整缓冲区大小

// 可以自定义缓冲区大小（单位：字符）
new BufferedReader(reader, 16384);  // 16KB缓冲区

InputStreamReader与BufferedReader比较

---

无缓冲区读取（低效）

// 每次读取都要访问磁盘
try (InputStreamReader reader = new InputStreamReader(new FileInputStream("example.txt"))) {int ch;while ((ch = reader.read()) != -1) {  // 每次只读一个字符System.out.print((char)ch);}
}

有缓冲区读取（高效）

// 使用缓冲区批量读取
try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(new FileInputStream("example.txt")))) {String line;while ((line = reader.readLine()) != null) {  // 按行读取，但底层是批量获取System.out.println(line);}
}

Writer类

位于java.io包中，是所有字符输出流的父类

常用子类

子类	描述
OutputStreamWriter	字符流到字节流的桥梁
FileWriter	文件字符输出流（OutputStreamWriter的子类）
BufferedWriter	缓冲字符输出流
StringWriter	将输出收集到字符串缓冲区
CharArrayWriter	将输出收集到字符数组

核心方法

方法	描述
write(int c)	写入单个字符
write(char[] cbuf)	写入字符数组
write(char[] cbuf, int off, int len)	写入字符数组的一部分
write(String str)	写入字符串
write(String str, int off, int len)	写入字符串的一部分
append(CharSequence csq)	追加字符序列
append(CharSequence csq, int start, int end)	追加字符序列的一部分
append(char c)	追加单个字符
flush()	刷新输出流
close()	关闭输出流

OutputStreamWriter类

1. 编码转换桥梁：将字符（Unicode）转换为字节（指定编码）
2. 适配器模式：将 Writer 接口适配到 OutputStream
3. 字符集支持：支持多种字符编码（UTF-8、GBK、ISO-8859-1等）

构造方法

构造方法	描述	示例
OutputStreamWriter(OutputStream out)	使用默认字符集	new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("file.txt"))
OutputStreamWriter(OutputStream out, String charsetName)	指定字符集名称	new OutputStreamWriter(fos, "GBK")
OutputStreamWriter(OutputStream out, Charset cs)	使用Charset对象	new OutputStreamWriter(fos, StandardCharsets.UTF_8)
OutputStreamWriter(OutputStream out, CharsetEncoder enc)	使用字符编码器	new OutputStreamWriter(fos, Charset.forName("UTF-8").newEncoder())

常用方法

除了继承自Writer的方法外，特有方法：

方法	描述
String getEncoding()	返回使用的字符编码名称
void flush()	刷新缓冲并强制写入底层流
void close()	先刷新再关闭流

使用示例

try (OutputStreamWriter writer = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("output.txt"), StandardCharsets.UTF_8)) {writer.write("这是UTF-8编码的文本\n");writer.append("第二行内容");System.out.println("使用编码: " + writer.getEncoding());} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}

FileWriter类

继承自 OutputStreamWriter，位于 java.io 包中

1. 文件专用：专门用于向文件写入字符数据
2. 编码简化：使用平台默认字符编码（可能导致跨平台问题）
3. 便捷性：比 OutputStreamWriter + FileOutputStream 组合更简单
4. 自动创建：如果文件不存在会自动创建（除非目录也不存在）

构造方法

构造方法	描述	示例
FileWriter(String fileName)	创建/覆盖指定文件	new FileWriter("data.txt")
FileWriter(String fileName, boolean append)	追加模式写入	new FileWriter("log.txt", true)
FileWriter(File file)	通过File对象创建	new FileWriter(new File("data.txt"))
FileWriter(File file, boolean append)	追加模式File对象	new FileWriter(file, true)
FileWriter(FileDescriptor fd)	通过文件描述符创建	new FileWriter(FileDescriptor.out)

主要方法

继承自 OutputStreamWriter 和 Writer 的方法：

方法	描述
write(int c)	写入单个字符
write(char[] cbuf)	写入字符数组
write(String str)	写入字符串
append(CharSequence csq)	追加字符序列
flush()	刷新缓冲区
close()	关闭流

使用示例

import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;public class BasicFileWriter {public static void main(String[] args) {try (FileWriter writer = new FileWriter("output.txt")) {writer.write("第一行内容\n");writer.append("追加的第二行\n");writer.write(new char[]{'字', '符', '数', '组'});} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
}

BufferedWriter类

1. 缓冲机制：默认8192字符（8KB）的缓冲区
2. 行读取：独有的readLine()方法
3. 标记支持：mark()和reset()方法实现回读功能
4. 性能提升：比非缓冲读取快10-100倍

构造方法

构造方法	描述	推荐场景
BufferedReader(Reader in)	默认8KB缓冲区	通用场景
BufferedReader(Reader in, int sz)	自定义缓冲区大小	大文件处理

方法

基础读取方法

int read()                      // 读取单个字符
int read(char[] cbuf)           // 批量读取到字符数组
int read(char[] cbuf, int off, int len) // 读取到数组指定位置

行读取方法

String readLine()               // 读取一行（不含换行符）
Stream<String> lines()          // Java8+ 返回行流

缓冲控制

void mark(int readAheadLimit)   // 设置标记点
void reset()                    // 返回到标记点
long skip(long n)               // 跳过字符

int read() // 读取单个字符
int read(char[] cbuf) // 批量读取到字符数组
int read(char[] cbuf, int off, int len) // 读取到数组指定位置

**行读取方法**```java
String readLine()               // 读取一行（不含换行符）
Stream<String> lines()          // Java8+ 返回行流

缓冲控制

void mark(int readAheadLimit)   // 设置标记点
void reset()                    // 返回到标记点
long skip(long n)               // 跳过字符