Java 输入输出基本概念

I/O设备与文件

• 外部设备分为两类：存储设备与输入/输出设备。
  • 存储设备包括硬盘，软盘，光盘等，在这类设备汇总，数据以文件的形式进行组织。
  • 输入/输出设备分为输入设备和输出设备，输入设备有键盘，鼠标，扫描仪等，输出设备有显示器，打印机，绘图仪等，在操作系统中，将输入/输出设备也看作一类特殊文件。
  • 从数据操作的角度讲，文件内容可以被看作是字节的序列，根据数据的组织方式，文件可以分为文本文件和二进制文件，文本文件存放的是ASCII码（或其他编码）表示的字符，而二进制文件则是具有特定结构的字节数据。

流的概念

• Java的输入/输出是以流的方式来处理的，流是输入/输出操作中流动的数据系列：流系列中的数据有未经加工的原始二进制数据，也有经过特定包装过滤处理的格式数据，流式输入，输出的特点是数据的获取和发送均沿数据序列顺序进行，如下图所示：

• 从上图可以看出，输出流是像存储介质或数据通道中写入数据，而输入流是从存储介质或数据通道中读取数据，流具有以下几点特性。
  • 先进先出：最先用输出流写入到存储介质的数据最先被输入流读取到。
  • 顺序存取：写入和写出数据均按顺序逐个字节进行，不能随机访问中间的数据。
  • 只读或者只写：每个流只能是输入流火输出流的一种，不能同时具备两个功能，在一个数据传输通道中，如果既要写入数据，又要读数据，则要分别提供两个流。
• 在Java的输入/输出类库中，提供有各种不同的流类以满足不能性质的输入/输出需要，总的来说，Java API提供了两套流来处理输入/输出，一套是面向字节的流，数据的处理是以字节为基本单位，另一套是面向字符的流，用于字符数据的处理，这里特别注意，为满足字符的国际化表示要求，Java的字符编码是采用16位表示一个字符的Unicode码，而普通的文本文件中采用的是8位的ASCII码。
• Java提供了专门用于输入/输出功能的包java.io，其中包括5个非常重要的类，即InputStream,OutputStream,Reader,Writer和File，其他与输入/输出有关的类均是这5个类基础上的扩展。
• 针对一些频繁的设备交互，Java系统预先定义了如下3个可以直接使用的流对象。
  • 标准输入（System.in):InputStream类型，通常代表键盘输入。
  • 标准输出（System.out):PrintStream类型，通常写往显示器。
  • 标准错误输出（System.err):PrintStream类型，通常写往显示器。
• 标准输入/输出在实际运行时的具体目标对象也可能变化，System类汇总提供了如下方法重新设置标准流对象。
  • static void setIn(InputStream in)：重新设置标准输入流。
  • static void setErr(PrintStream err)：重新设置标准错误输出流。
  • static void setOut(PrintStream out)：重新设置标准输出流。
• 在Java中使用字节流和字符流的步骤基本相同，以输入流为例，首先创建一个与数据源相同的流对象，然后利用流对象的方法从流输入数据，最后执行close()方法关闭流。