浅谈(Java)IO分类

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文章目录

• Java IO - 分类(传输，操作)
• • IO理解分类 - 从传输方式上
  • • 字节流
    • 字符流
    • 字节流和字符流的区别
    • 字节转字符Input/OutputStreamReader/Writer
  • IO理解分类 - 从数据操作上
  • • 文件(file)
    • 数组([])
    • 管道操作
    • 基本数据类型
    • 缓冲操作
    • 打印
    • 对象序列化反序列化
    • 转换
  • 装饰者模式
  • IO 装饰者模式

Java IO - 分类(传输，操作) IO理解分类 - 从传输方式上

主要从传输方式和数据操作两个方面分析Java IO的分类。

从数据传输方式或者说是运输方式角度看，可以将 IO 类分为:

• 字节流
• 字符流

字节是个计算机看的，字符才是给人看的

字节流

字符流

字节流和字符流的区别

• 字节流读取单个字节，字符流读取单个字符(一个字符根据编码的不同，对应的字节也不同，如 UTF-8 编码是 3 个字节，中文编码是 2 个字节。)
• 字节流用来处理二进制文件(图片、MP3、视频文件)，字符流用来处理文本文件(可以看做是特殊的二进制文件，使用了某种编码，人可以阅读)。

简而言之，字节是个计算机看的，字符才是给人看的。

字节转字符Input/OutputStreamReader/Writer

编码就是把字符转换为字节，而解码是把字节重新组合成字符。

如果编码和解码过程使用不同的编码方式那么就出现了乱码。

• GBK 编码中，中文字符占 2 个字节，英文字符占 1 个字节；
• UTF-8 编码中，中文字符占 3 个字节，英文字符占 1 个字节；
• UTF-16be 编码中，中文字符和英文字符都占 2 个字节。

UTF-16be 中的 be 指的是 Big Endian，也就是大端。相应地也有 UTF-16le，le 指的是 Little Endian，也就是小端。

Java 使用双字节编码 UTF-16be，这不是指 Java 只支持这一种编码方式，而是说 char 这种类型使用 UTF-16be 进行编码。char 类型占 16 位，也就是两个字节，Java 使用这种双字节编码是为了让一个中文或者一个英文都能使用一个 char 来存储。

IO理解分类 - 从数据操作上

从数据来源或者说是操作对象角度看，IO 类可以分为:

文件(file)

FileInputStream、FileOutputStream、FileReader、FileWriter

数组([])

• 字节数组(byte[]): ByteArrayInputStream、ByteArrayOutputStream
• 字符数组(char[]): CharArrayReader、CharArrayWriter

管道操作

PipedInputStream、PipedOutputStream、PipedReader、PipedWriter

基本数据类型

DataInputStream、DataOutputStream

缓冲操作

BufferedInputStream、BufferedOutputStream、BufferedReader、BufferedWriter

打印

PrintStream、PrintWriter

对象序列化反序列化

ObjectInputStream、ObjectOutputStream

转换

InputStreamReader、OutputStreamWriter

Java I/O 使用了装饰者模式来实现。

装饰者模式

装饰者(Decorator)和具体组件(ConcreteComponent)都继承自组件(Component)，具体组件的方法实现不需要依赖于其它对象，而装饰者组合了一个组件，这样它可以装饰其它装饰者或者具体组件。所谓装饰，就是把这个装饰者套在被装饰者之上，从而动态扩展被装饰者的功能。装饰者的方法有一部分是自己的，这属于它的功能，然后调用被装饰者的方法实现，从而也保留了被装饰者的功能。可以看到，具体组件应当是装饰层次的最低层，因为只有具体组件的方法实现不需要依赖于其它对象。

IO 装饰者模式

以 InputStream 为例，

• InputStream 是抽象组件；
• FileInputStream 是 InputStream 的子类，属于具体组件，提供了字节流的输入操作；
• FilterInputStream 属于抽象装饰者，装饰者用于装饰组件，为组件提供额外的功能。例如 BufferedInputStream 为 FileInputStream 提供缓存的功能。

实例化一个具有缓存功能的字节流对象时，只需要在 FileInputStream 对象上再套一层 BufferedInputStream 对象即可。

FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream(filePath);
BufferedInputStream bufferedInputStream = new BufferedInputStream(fileInputStream);

DataInputStream 装饰者提供了对更多数据类型进行输入的操作，比如 int、double 等基本类型。

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