如何利用InputStream类实现文件读取与处理？

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我是一名后端开发爱好者，工作日常接触到最多的就是Java语言啦，所以我都尽量抽业余时间把自己所学到所会的，通过文章的形式进行输出，希望以这种方式帮助到更多的初学者或者想入门的小伙伴们，同时也能对自己的技术进行沉淀，加以复盘，查缺补漏。

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前言

在Java开发中，输入流（InputStream）是一个非常重要的概念，它涉及到文件读写、网络传输等多个方面。InputStream类是Java中输入流的抽象基类，定义了读取输入流数据的方法。本文将以InputStream类为切入点，介绍Java中的输入流概念及其应用。

摘要

InputSteam类是Java中输入流的抽象基类。InputStream类及其子类可以从不同的输入源中读取数据，如文件、网络、字节数组等。InputStream类提供了多个读取数据的方法，可以读取字节、字符、数组等不同类型的数据。InputStream类的常用子类有FileInputStream、ByteArrayInputStream等。

本文将深入解析InputStream类的源代码实现，并结合实际应用场景进行案例说明。同时，我们还将分析InputStream类的优缺点，以及类方法的具体介绍和测试用例。

InputStream类

简介

InputStream类是Java中所有输入流的父类，它是一个抽象类。InputStream类提供了读取不同类型数据的方法，如read()、read(byte[] b)、read(byte[] b, int off, int len)等，这些方法可以读取字节、字符、数组等不同类型的数据。InputStream类的常用子类有FileInputStream、ByteArrayInputStream等。

下面是InputStream类的定义：

public abstract class InputStream implements Closeable {//...
}

InputStream类定义了一个Closeable接口，该接口表示此输入流已经完成输入操作，并且可以关闭此流。InputStream类的子类需要实现这个方法。

源代码解析

InputStream类是Java中所有输入流的父类，提供了读取不同类型数据的方法。在InputStream类中，最重要的方法是read()方法。

read()方法可以读取一个字节的数据，并返回该字节的值。它的定义如下：

public abstract int read() throws IOException;

该方法会从输入流中读取一个字节的数据，并将该字节的值返回。如果已经到达输入流的末尾，则返回-1。此方法可能会阻塞，直到输入数据可用、检测到文件结束或抛出异常为止。

在这里插入图片描述

在InputStream类中，还有另外两个重要的方法，分别是read(byte[] b)和read(byte[] b, int off, int len)。其中，read(byte[] b)方法可以一次读取多个字节的数据，并将读取的字节数据存储到指定的字节数组中，而read(byte[] b, int off, int len)方法则可以读取指定长度的字节数据，并存储到指定的字节数组中。

InputStream类还提供了mark(int readlimit)、reset()、available()等方法。其中，mark(int readlimit)方法允许输入流在某个位置设置一个标记，以便后续调用reset()方法时，输入流可以回到该标记处重新读取数据。而reset()方法可以将输入流指针重新设置到最近的标记处。available()方法可以返回当前可用的字节数。

如下是部分源码截图：

在这里插入图片描述

应用场景案例

在Java中，InputStream类及其子类可以从不同的输入源中读取数据，如文件、网络、字节数组等。下面是一个小例子，演示如何从文件中读取数据：

import java.io.FileInputStream;
import java.io.InputStream;public class InputStreamTest {public static void main(String[] args) throws Exception {InputStream input = new FileInputStream("test.txt");int data = input.read();while(data != -1){System.out.println((char) data);data = input.read();}input.close();}
}

在上述代码中，我们首先通过FileInputStream类打开一个文件输入流，接着使用InputStream类中的read()方法读取文件数据，并将每个字节转化为字符输出。最后，我们需要记得关闭输入流，以释放资源。

除了文件输入流，我们还可以使用ByteArrayInputStream类从字节数组中读取数据。下面是一个示例代码：

import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.InputStream;public class ByteArrayInputStreamTest {public static void main(String[] args) throws Exception {byte[] data = "Hello World".getBytes();InputStream input = new ByteArrayInputStream(data);int ch = input.read();while(ch != -1){System.out.println((char) ch);ch = input.read();}input.close();}
}

在上述代码中，我们使用ByteArrayInputStream类从一个字节数组中读取数据，然后将每个字节转化为字符输出。最后需要记得关闭输入流。

优缺点分析

InputStream类的优点在于它是一个抽象类，提供了读取不同类型数据的方法，可以从不同输入源读取数据。此外，InputStream类提供了mark()、reset()等方法，使得输入流可以重复读取数据。

然而，InputStream类本身并不能直接使用，需要使用它的子类，如FileInputStream、ByteArrayInputStream等。这些子类需要根据不同的输入源进行实例化，使代码更加复杂。

类代码方法介绍

在InputStream类中，最常用的方法是read()、read(byte[] b)和read(byte[] b, int off, int len)方法。下面是它们的详细介绍：

read()方法：读取一个字节的数据，并返回该字节的值。如果已经到达输入流的末尾，则返回-1。此方法可能会阻塞，直到输入数据可用、检测到文件结束或抛出异常为止。
read(byte[] b)方法：一次读取多个字节的数据，并将读取的字节数据存储到指定的字节数组中。返回值为实际读取的字节数。如果已经到达输入流的末尾，则返回-1。
read(byte[] b, int off, int len)方法：读取指定长度的字节数据，并存储到指定的字节数组中。返回值为实际读取的字节数。如果已经到达输入流的末尾，则返回-1。

此外，InputStream类还提供了mark(int readlimit)、reset()、available()等方法。其中，mark(int readlimit)方法允许输入流在某个位置设置一个标记，以便后续调用reset()方法时，输入流可以回到该标记处重新读取数据。而reset()方法可以将输入流指针重新设置到最近的标记处。available()方法可以返回当前可用的字节数。

测试用例

下面是一个简单的测试用例，用来测试InputStream类读取文件数据的功能：

package com.example.javase.se.classes;import java.io.FileInputStream;
import java.io.InputStream;/*** @Author ms* @Date 2023-11-04 18:17*/
public class InputStreamTest {public static void main(String[] args) throws Exception {InputStream input = new FileInputStream("test.txt");int data = input.read();while (data != -1) {System.out.println((char) data);data = input.read();}input.close();}
}

在上述代码中，我们首先使用FileInputStream类打开一个文件输入流，然后使用InputStream类中的read()方法读取文件数据，并将每个字节转化为字符输出。最终，我们需要记得关闭输入流，以释放资源。

测试结果

根据如上测试用例，本地测试结果如下，仅供参考，你们也可以自行修改测试用例或者添加更多的测试数据或测试方法，进行熟练学习以此加深理解。

在这里插入图片描述

测试代码分析

根据如上测试用例，在此我给大家进行深入详细的解读一下测试代码，以便于更多的同学能够理解并加深印象。

这段代码演示了如何使用Java的输入流来读取一个文件的内容并在控制台输出。具体步骤如下：

首先创建一个InputStream对象，通过FileInputStream指定要读取的文件路径并传入构造函数中。
调用InputStream对象的read()方法读取文件的内容。每次调用read()方法都会读取一个字节，并返回其对应的ASCII码值。
使用while循环不断地读取文件，当读取到文件末尾时，read()方法会返回-1。
将每个字节的ASCII码值转换成对应的字符，并在控制台上输出。
最后关闭InputStream对象，释放资源。

需要注意的是，在使用输入流读取文件时，需要处理异常，因此代码中使用了throws Exception来抛出可能的异常。另外，还应该在读取文件后关闭输入流，以免造成资源浪费或文件被占用的情况。

全文小结

本文以Java中InputStream类为切入点，介绍了Java中的输入流概念及其应用。我们深入解析了InputStream类的源代码实现，并结合实际应用场景进行案例说明。同时，我们分析了InputStream类的优缺点，以及类方法的具体介绍和测试用例。

InputStream类是Java中所有输入流的父类，提供了读取不同类型数据的方法。InputStream类的常用子类有FileInputStream、ByteArrayInputStream等。在Java开发中，InputStream类的应用涉及到文件读写、网络传输等多个方面。

总结

本文介绍了Java中的输入流概念及其应用，以InputStream类为切入点，深入解析了该类的源代码实现，并结合实际应用场景进行案例说明。同时，文章分析了InputStream类的优缺点，以及类方法的具体介绍和测试用例。InputStream类是Java中所有输入流的父类，提供了读取不同类型数据的方法，并且常用的子类有FileInputStream、ByteArrayInputStream等。在Java开发中，InputStream类的应用涉及到文件读写、网络传输等多个方面。该篇文章对Java开发的初学者和爱好者都有一定的参考价值。

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