Java I/O 串流總覽

Java 中的資料匯入

Anthony Markham

VP Quant Developer

串流基礎

串流是單向資料管線，遵循 FIFO（先進先出）順序
位元組串流處理原始二進位資料（InputStream/OutputStream）
字元串流處理文字並自動編碼（Reader/Writer）

串流示意

位元組串流（Byte Streams）

用於二進位資料（影像、音訊等）
基底抽象類別：InputStream（讀取）、OutputStream（寫入）
重要實作：FileInputStream、FileOutputStream
關鍵方法：read() 回傳位元組，write() 輸出位元組

二進位檔：影像與音訊

位元組串流（Byte Streams）

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());
}

字元串流（Character Streams）

專為文字資料設計
基底抽象類別：Reader（讀取文字）、Writer（寫入文字）
重要實作：FileReader、FileWriter、BufferedReader、BufferedWriter
便利方法：readLine() 一次讀取一整行文字

CSV 檔案

字元串流（Character Streams）

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());
}

緩衝串流與效能

透過減少磁碟操作來提升效能
讀寫「位元組」串流用 BufferedInputStream、BufferedOutputStream
讀寫「字元」串流用 BufferedReader、BufferedWriter
- 用 readLine() 讀取整行

緩衝串流與效能

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());
}

串流串接（Stream chaining）

串接中的每一層都提供特定功能
常見模式：FileInputStream -> InputStreamReader -> BufferedReader
總是關閉最外層串流（其餘會自動關閉）

串流串接（Stream chaining）

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());
}

例外處理（Exception handling）

對 I/O 作業至關重要
常見例外：IOException、FileNotFoundException
一律使用 try-with-resources 來捕捉例外

例外處理（Exception handling）

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);
        }
    } // 這裡會自動關閉串流
    return lines;

}

一起來練習吧！

Java 中的資料匯入