Java I/O ストリームの概要

Java でのデータインポート

Anthony Markham

VP Quant Developer

ストリームの基礎

ストリームは FIFO 順の一方向データパイプ
バイトストリームはバイナリデータを処理 (InputStream/OutputStream)
文字ストリームは自動エンコーディングでテキストを処理 (Reader/Writer)

ストリームの表現

バイトストリーム

バイナリデータ（画像・音声など）に使用
基底抽象クラス: InputStream（読み取り）、OutputStream（書き込み）
主な実装: FileInputStream、FileOutputStream
主なメソッド: read() でバイト読み取り、write() でバイト出力

バイナリファイル: 画像と音声

バイトストリーム

try (FileInputStream fis = new FileInputStream("data.bin")) {

    byte[] buffer = new byte[1024];
    int bytesRead;

    while ((bytesRead = fis.read(buffer)) != -1) {
        // Process bytes in buffer

        System.out.println("Read " + bytesRead + " bytes");
    }

} catch (Exception e) {
    System.err.println("Error: " + e.getMessage());
}

文字ストリーム

テキストデータ専用
基底抽象クラス: Reader（読み取り）、Writer（書き込み）
主な実装: FileReader、FileWriter、BufferedReader、BufferedWriter
便利なメソッド: readLine() で1行全体を読み取り

CSV ファイル

文字ストリーム

try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader("data.csv"))) {
    String line;

    while ((line = reader.readLine()) != null) {
        // Process each line
        System.out.println(line);
    }

} catch (Exception e) {
    System.err.println("Error: " + e.getMessage());
}

バッファードストリーム - パフォーマンス

ディスク操作を削減してパフォーマンスを向上
バイトストリームの読み書き: BufferedInputStream / BufferedOutputStream
文字ストリームの読み書き: BufferedReader / BufferedWriter
- readLine() で行全体を読み取り

バッファードストリーム - パフォーマンス

try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader("data.csv"))) {
    // Header processing
    String header = reader.readLine();
    System.out.println("Header: " + header);


    // Efficient data reading
    String line;
    int count = 0;
    while ((line = reader.readLine()) != null) {
        count++;
    }
    System.out.println("Read " + count + " data rows");
} catch (Exception e) {
    System.out.println("Error: " + e.getMessage());
}

ストリームの連結

チェーン内の各ストリームが特定の機能を追加
一般的なパターン: FileInputStream -> InputStreamReader -> BufferedReader
最外部のストリームを閉じるだけで他も自動的に閉じられる

ストリームの連結

import java.nio.charset.StandardCharsets;

try (

    BufferedReader reader = new BufferedReader(

        new InputStreamReader(

            new FileInputStream("data.csv"),

            StandardCharsets.UTF_8
        )

   )

) {
    String line;
    while ((line = reader.readLine()) != null) {
        System.out.println(line);}
} catch (Exception e) {
    System.err.println("Error: " + e.getMessage());
}

例外処理

I/O 操作において不可欠
主な例外: IOException、FileNotFoundException
try-with-resources を使用して例外を処理

例外処理

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public static List<String> readLines(String filePath) throws IOException {

    List<String> lines = new ArrayList<>();

    try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader(filePath))) {
        String line;
        while ((line = reader.readLine()) != null) {
            lines.add(line);
        }
    } // Stream automatically closed here
    return lines;

}

では、練習しましょう！

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