Java I/O 流概览

Java 中的数据导入

Anthony Markham

VP Quant Developer

流的基础

流是按 FIFO（先进先出）的单向数据通道
字节流处理原始二进制数据（InputStream/OutputStream）
字符流处理文本并自动编码（Reader/Writer）

流的示意图

字节流

用于二进制数据（图像、音频等）
抽象基类：InputStream（读），OutputStream（写）
主要实现：FileInputStream、FileOutputStream
关键方法：read() 返回字节，write() 输出字节

二进制文件：图像和音频

字节流

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());
}

字符流

专为文本数据设计
抽象基类：Reader（读文本），Writer（写文本）
主要实现：FileReader、FileWriter、BufferedReader、BufferedWriter
便捷方法：readLine() 读取整行文本

CSV 文件

字符流

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());
}

缓冲流 - 性能

通过减少磁盘操作提升性能
使用 BufferedInputStream 和 BufferedOutputStream 读/写字节流
使用 BufferedReader、BufferedWriter 读/写字符流
- 用 readLine() 读取整行

缓冲流 - 性能

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());
}

流的链式组合

链中每个流都增加特定功能
常见模式：FileInputStream -> InputStreamReader -> BufferedReader
始终关闭最外层流（其余会自动关闭）

流的链式组合

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());
}

异常处理

对 I/O 操作至关重要
常见异常：IOException、FileNotFoundException
始终使用 try-with-resources 来捕获异常

异常处理

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;

}

Passons à la pratique !

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