Java IO流详解

一、IO基本概念

IO是Input（输入）和Output（输出）的缩写，主要指在程序运行过程中，进行数据的输入和输出操作。Java的IO流是Java输入输出系统的核心，用于读取和写入数据。通过IO流，程序可以从外部数据源（如文件、网络）读取数据，或将数据写入外部数据源。

二、File文件类介绍

java.io.File类是Java中用于表示文件或目录路径的类，它提供了操作文件和目录的多种方法。以下是一些常用方法：

exists()：判断文件或目录是否存在。
isDirectory()：判断是否为目录。
isFile()：判断是否为文件。
createNewFile()：创建一个新文件。
mkdir()：创建一个新目录。
delete()：删除文件或目录。
list()：列出目录下的文件和目录名称。

三、IO流种类及特性

Java的IO流按照流的方向和功能可以分为四大类：

字节流（Byte Streams）：用于处理字节数据，主要类有InputStream和OutputStream及其子类。
- FileInputStream和FileOutputStream：用于文件的字节输入和输出。
- BufferedInputStream和BufferedOutputStream：提供缓冲功能，提高读写效率。
字符流（Character Streams）：用于处理字符数据，主要类有Reader和Writer及其子类。
- FileReader和FileWriter：用于文件的字符输入和输出。
- BufferedReader和BufferedWriter：提供缓冲功能，提高读写效率，并提供按行读取功能。
数据流（Data Streams）：用于读写基本数据类型的数据，主要类有DataInputStream和DataOutputStream。
- 可以读写Java的基本数据类型，如int、float、double等。
对象流（Object Streams）：用于读写Java对象，主要类有ObjectInputStream和ObjectOutputStream。
- 可以实现对象的序列化和反序列化，即将对象转换为字节流，以便存储或传输。

四、IO流中的路径分隔符

在Java中，文件路径的分隔符因操作系统而异：

Windows系统使用反斜杠（\\）。
Unix/Linux系统使用正斜杠（/）。

为了编写跨平台的代码，Java提供了File.separator来获取系统的默认路径分隔符。此外，File类还提供了File.separatorChar和File.pathSeparator等常量。

五、面试集合知识点汇总及解答

IO流的分类及特性：
- 字节流和字符流的区别？
  - 字节流处理的是字节（8位），可以处理任何类型的数据（如图片、视频）。
  - 字符流处理的是字符（16位），专门用于处理文本数据，自动处理字符编码问题。
缓冲流的作用：
- 提高IO操作的效率，减少读写次数。
对象流如何实现对象的序列化和反序列化：
- 通过实现Serializable接口，将对象转换为字节流存储或传输。
常见的IO异常及其处理：
- FileNotFoundException：文件未找到。
- IOException：输入输出过程中的异常。

六、各类IO流的实际应用场景举例

文件拷贝：

import java.io.*;

public class FileCopy {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        FileInputStream fis = new FileInputStream("source.txt");
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("destination.txt");
        byte[] buffer = new byte[1024];
        int length;
        while ((length = fis.read(buffer)) != -1) {
            fos.write(buffer, 0, length);
        }
        fis.close();
        fos.close();
    }
}

2.文件拷贝：

import java.io.*;

public class ReadFileByLine {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader("example.txt"));
        String line;
        while ((line = reader.readLine()) != null) {
            System.out.println(line);
        }
        reader.close();
    }
}

3.对象的序列化和反序列化：

import java.io.*;

public class SerializeDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
        // 序列化
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("object.dat"));
        oos.writeObject(new Person("John", 30));
        oos.close();

        // 反序列化
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("object.dat"));
        Person person = (Person) ois.readObject();
        ois.close();
        System.out.println(person);
    }
}

class Person implements Serializable {
    private String name;
    private int age;

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{name='" + name + "', age=" + age + "}";
    }
}