非常好，下面我将根据你提供的《第12章 Java输入输出流》的完整内容，重新系统梳理并整理成一份结构清晰、逻辑严谨、便于复习和查阅的笔记文档。

📘 第12章：Java 输入输出流（I/O）知识点总结

一、I/O 基本概念

✅ 什么是 I/O？

Input/Output（输入/输出） 是程序与外部设备或网络之间进行数据交换的过程。
Java 使用"流（Stream）"的方式处理 I/O 操作，抽象为一个流动的数据管道。

✅ Java I/O 的发展历程：

版本	功能
JDK 1.0	面向字节的 I/O 流（`InputStream` / `OutputStream`）
JDK 1.1	引入面向字符的 I/O 流（`Reader` / `Writer`）
JDK 1.4	新增 `java.nio` 包，提升性能和功能
JDK 7+	支持 `try-with-resources` 自动关闭资源机制

二、Java 流的分类

分类方式	类型	描述
按方向	输入流 / 输出流	数据从源读取或写入目标
按单位	字节流 / 字符流	以字节（8位）或字符（16位 Unicode）为单位
按功能	节点流 / 处理流	节点流直接操作物理存储；处理流增强节点流的功能

三、字节流体系

🔹 抽象类：`InputStream` 和 `OutputStream`

`InputStream`接口与主要方法：

int read(): 读取单个字节，返回0-255的整数，如果到达末尾返回-1
int read(byte[] b): 读取多个字节到缓冲区，返回实际读取的字节数
int read(byte[] b, int off, int len): 读取指定长度到缓冲区指定位置
void close(): 关闭流并释放资源
long skip(long n): 跳过n个字节
int available(): 返回不阻塞的情况下可读取的字节数

`OutputStream`接口与主要方法：

void write(int b): 写入单个字节
void write(byte[] b): 写入字节数组
void write(byte[] b, int off, int len): 写入部分字节数组
void flush(): 刷新缓冲区
void close(): 关闭流并释放资源

1. `InputStream` 主要子类：

FileInputStream：从文件中读取字节
ByteArrayInputStream：从内存缓冲区读取字节
PipedInputStream：用于线程间通信
SequenceInputStream：合并多个流为一个流

2. `OutputStream` 主要子类：

FileOutputStream：向文件写入字节
ByteArrayOutputStream：在内存中收集字节
PipedOutputStream：用于线程间通信

示例：使用 `FileInputStream` + `FileOutputStream` 实现文件复制

java

try (FileInputStream fis = new FileInputStream("input.txt");
     FileOutputStream fos = new FileOutputStream("output.txt")) {
    int data;
    while ((data = fis.read()) != -1) {
        fos.write(data);
    }
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

🔹 缓冲流：`BufferedInputStream` 和 `BufferedOutputStream`

接口特性：

继承自FilterInputStream和FilterOutputStream
默认缓冲区大小为8KB，可通过构造函数设置
显著提高I/O操作性能，减少系统调用次数

`BufferedInputStream`主要方法：

继承InputStream的所有方法
void mark(int readlimit): 标记当前位置
void reset(): 重置到上次标记位置
boolean markSupported(): 是否支持标记功能

`BufferedOutputStream`主要方法：

继承OutputStream的所有方法
void flush(): 重写以刷新缓冲区数据到底层流

示例：带缓冲的文件复制

java

try (BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("input.bin"));
     BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("output.bin"))) {
    int data;
    while ((data = bis.read()) != -1) {
        bos.write(data);
    }
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

🔹 数据过滤流：`DataInputStream` 和 `DataOutputStream`

接口特性：

实现了DataInput和DataOutput接口
用于按基本数据类型读写（int, double, boolean 等）
必须配合使用，不能混用普通文本流

`DataInputStream`主要方法：

readBoolean(), readByte(), readChar(), readDouble(), readFloat()
readInt(), readLong(), readShort(), readUTF()
skipBytes(int n): 跳过指定字节数

`DataOutputStream`主要方法：

writeBoolean(), writeByte(), writeChar(), writeDouble(), writeFloat()
writeInt(), writeLong(), writeShort(), writeUTF()
size(): 返回已写入的字节数

示例：

java

// 写入
try (DataOutputStream dos = new DataOutputStream(new FileOutputStream("data.bin"))) {
    dos.writeInt(100);
    dos.writeDouble(3.14);
    dos.writeUTF("Hello");
}

// 读取
try (DataInputStream dis = new DataInputStream(new FileInputStream("data.bin"))) {
    System.out.println(dis.readInt());       // 100
    System.out.println(dis.readDouble());    // 3.14
    System.out.println(dis.readUTF());       // Hello
}

🔹 打印流：`PrintStream` / `PrintWriter`

`PrintStream`接口特性：

扩展自FilterOutputStream
不会抛出IOException异常
可设置自动刷新功能

主要方法：

println(): 打印数据并添加换行符
print(): 打印数据不添加换行符
printf(): 格式化输出
checkError(): 检查是否发生错误

`PrintWriter`接口特性：

基于字符流，支持国际化字符
提供与PrintStream相同的打印方法
可指定字符编码

示例：

java

PrintWriter writer = new PrintWriter(System.out, true);
writer.println("这是一条日志信息");

🔹 对象流：`ObjectInputStream` / `ObjectOutputStream`

接口特性：

实现ObjectInput/ObjectOutput接口
支持对象序列化和反序列化
要求对象类实现Serializable接口

`ObjectOutputStream`主要方法：

writeObject(Object obj): 序列化对象
writeStreamHeader(): 写入流头部信息
其他继承自DataOutputStream的写入方法

`ObjectInputStream`主要方法：

Object readObject(): 反序列化对象
readStreamHeader(): 读取流头部信息
其他继承自DataInputStream的读取方法

示例：

java

class Student implements Serializable {
    private static final long serialVersionUID = 1L;
    String name;
    int age;
}

// 序列化
try (ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("student.ser"))) {
    oos.writeObject(new Student("张三", 20));
}

// 反序列化
try (ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("student.ser"))) {
    Student s = (Student) ois.readObject();
    System.out.println(s.name + ", " + s.age);
}

🔹 字节数组流：`ByteArrayInputStream` / `ByteArrayOutputStream`

`ByteArrayInputStream`接口特性：

从内存字节数组读取数据的输入流
不需要关闭，没有底层资源

主要方法：

继承自InputStream的所有方法
available(): 返回可读取的字节数
mark(int)和reset(): 支持标记和重置

`ByteArrayOutputStream`接口特性：

输出数据到内存字节数组的输出流
可动态增长的字节缓冲区

主要方法：

继承自OutputStream的所有方法
toByteArray(): 获取内部字节数组副本
toString(): 将内容转换为字符串
writeTo(OutputStream): 写入到其他输出流

示例：对象深复制（通过序列化）

java

public static <T extends Serializable> T deepCopy(T object) throws IOException, ClassNotFoundException {
    ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
    ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(baos);
    oos.writeObject(object);

    ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(baos.toByteArray());
    ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bais);
    return (T) ois.readObject();
}

四、字符流体系

🔹 抽象类：`Reader` / `Writer`

`Reader`接口与主要方法：

int read(): 读取单个字符
int read(char[] cbuf): 读取多个字符到数组
int read(char[] cbuf, int off, int len): 读取指定长度到数组指定位置
void close(): 关闭流并释放资源
boolean ready(): 检查流是否准备好被读取

`Writer`接口与主要方法：

void write(int c): 写入单个字符
void write(char[] cbuf): 写入字符数组
void write(char[] cbuf, int off, int len): 写入部分字符数组
void write(String str): 写入字符串
void write(String str, int off, int len): 写入部分字符串
void flush(): 刷新缓冲区
void close(): 关闭流并释放资源

🔹 转换流：`InputStreamReader` / `OutputStreamWriter`

接口特性：

字节流和字符流之间的桥梁
可指定字符编码，支持国际化

`InputStreamReader`主要方法：

继承自Reader的所有方法
String getEncoding(): 获取使用的编码

`OutputStreamWriter`主要方法：

继承自Writer的所有方法
String getEncoding(): 获取使用的编码

示例：指定 UTF-8 编码写入中文

java

try (OutputStreamWriter writer = new OutputStreamWriter(
         new FileOutputStream("utf8.txt"), "UTF-8")) {
    writer.write("你好，世界！");
}

🔹 文件字符流：`FileReader` / `FileWriter`

接口特性：

FileReader是InputStreamReader的子类
FileWriter是OutputStreamWriter的子类
默认使用系统平台的字符编码

主要方法：

继承自Reader/Writer的所有方法
没有添加新方法，主要简化构造函数

示例：

java

try (FileReader reader = new FileReader("hello.txt")) {
    int ch;
    while ((ch = reader.read()) != -1) {
        System.out.print((char) ch);
    }
}

🔹 缓冲字符流：`BufferedReader` / `BufferedWriter`

接口特性：

为字符流提供缓冲功能
支持按行读写操作

`BufferedReader`主要方法：

继承自Reader的所有方法
String readLine(): 读取一行文本，不包含换行符

`BufferedWriter`主要方法：

继承自Writer的所有方法
void newLine(): 写入一个平台相关的换行符

示例：逐行读取文件

java

try (BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("data.txt"))) {
    String line;
    while ((line = br.readLine()) != null) {
        System.out.println(line);
    }
}

🔹 打印流：`PrintWriter`

接口特性：

提供格式化输出功能
不会抛出IOException
可自动刷新

主要方法：

继承自Writer的所有方法
println(): 打印并换行
print(): 打印不换行
printf(): 格式化输出
format(): 格式化输出
checkError(): 检查错误状态

示例：

java

PrintWriter writer = new PrintWriter(System.out, true);
writer.printf("姓名: %s, 年龄: %d%n", "李四", 25);

五、随机访问文件：`RandomAccessFile`

接口特性：

实现了DataInput和DataOutput接口
既不是InputStream也不是OutputStream的子类
支持随机读写文件中的任意位置

主要方法：

long getFilePointer(): 获取当前文件指针位置
void seek(long pos): 设置文件指针位置
long length(): 获取文件长度
int skipBytes(int n): 跳过n个字节
继承自DataInput/DataOutput的所有读写方法

构造函数模式：

"r": 只读模式
"rw": 读写模式
"rws": 读写模式，同步文件内容和元数据更新
"rwd": 读写模式，同步文件内容更新

示例：

java

try (RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile("random.dat", "rw")) {
    raf.writeInt(100);      // 写入整数
    raf.seek(0);            // 移动指针到开头
    System.out.println(raf.readInt());  // 读取整数
}

六、操作文件的工具类

🔹 `Path` 接口和 `Paths` 类

`Path`接口主要方法：

Path getFileName(): 获取文件名
Path getParent(): 获取父路径
Path resolve(Path/String): 解析路径
Path relativize(Path): 获取相对路径
Path normalize(): 规范化路径
File toFile(): 转换为File对象
boolean startsWith(Path/String): 判断是否以指定路径开始
boolean endsWith(Path/String): 判断是否以指定路径结束

`Paths`类主要方法：

static Path get(String first, String... more): 获取路径实例
static Path get(URI uri): 通过URI获取路径

示例：

java

Path path = Paths.get("data", "input.txt");
System.out.println(path.toString());  // Windows: data\input.txt

🔹 `Files` 类

主要静态方法：

文件操作：createFile(), delete(), copy(), move()
目录操作：createDirectory(), createDirectories()
读取内容：readAllBytes(), readAllLines(), lines()
写入内容：write(), writeString()
属性读取：size(), getLastModifiedTime(), isDirectory(), isRegularFile()
遍历目录：list(), walk(), find()

示例：

java

// 创建目录
Files.createDirectories(Paths.get("temp", "logs"));

// 读取文件内容
List<String> lines = Files.readAllLines(Paths.get("data.txt"));
lines.forEach(System.out::println);

七、流的分类汇总表

类型	节点流	处理流
字节流	`FileInputStream` / `FileOutputStream` `ByteArrayInputStream` / `ByteArrayOutputStream`	`BufferedInputStream` / `BufferedOutputStream` `DataInputStream` / `DataOutputStream` `ObjectInputStream` / `ObjectOutputStream`
字符流	`FileReader` / `FileWriter` `CharArrayReader` / `CharArrayWriter`	`InputStreamReader` / `OutputStreamWriter` `BufferedReader` / `BufferedWriter` `PrintWriter`

八、流的设计模式：装饰器模式（Decorator Pattern）

FilterInputStream / FilterOutputStream 是所有处理流的基类
通过组合方式动态扩展流功能，避免类爆炸
示例结构：

InputStream
   ↳ FileInputStream        ← 节点流（真实源）
   ↳ FilterInputStream      ← 抽象装饰类
       ↳ BufferedInputStream ← 具体装饰类1（加缓冲）
       ↳ DataInputStream     ← 具体装饰类2（读写基本类型）
       ↳ ObjectInputStream   ← 具体装饰类3（支持对象序列化）

九、总结建议

场景	推荐使用的流
顺序读写二进制文件	`FileInputStream` / `FileOutputStream`
顺序读写文本文件	`FileReader` / `FileWriter` 或 `InputStreamReader` / `OutputStreamWriter`
读写基本数据类型	`DataInputStream` / `DataOutputStream`
读写对象	`ObjectInputStream` / `ObjectOutputStream`
格式化输出	`PrintWriter`
随机访问文件	`RandomAccessFile`
文件管理	`Path` / `Paths` / `Files`

十、思维导图结构（建议整理为笔记大纲）

你可以将以下结构作为整理笔记的大纲：

第12章 Java输入输出流
├── I/O基本概念
├── 流的分类
│   ├── 按方向：输入流 / 输出流
│   ├── 按单位：字节流 / 字符流
│   └── 按功能：节点流 / 处理流
├── 字节流体系
│   ├── InputStream / OutputStream
│   ├── FileInputStream / FileOutputStream
│   ├── BufferedInputStream / BufferedOutputStream
│   ├── DataInputStream / DataOutputStream
│   ├── ObjectInputStream / ObjectOutputStream
│   └── ByteArrayInputStream / ByteArrayOutputStream
├── 字符流体系
│   ├── Reader / Writer
│   ├── InputStreamReader / OutputStreamWriter
│   ├── FileReader / FileWriter
│   ├── BufferedReader / BufferedWriter
│   └── PrintWriter
├── RandomAccessFile
└── 文件操作工具类
    ├── Path / Paths
    └── Files

📘 第12章：Java 输入输出流（I/O）知识点总结 ​

一、I/O 基本概念 ​

✅ 什么是 I/O？ ​

✅ Java I/O 的发展历程： ​

二、Java 流的分类 ​

三、字节流体系 ​

🔹 抽象类：InputStream 和 OutputStream ​

InputStream接口与主要方法： ​

OutputStream接口与主要方法： ​

1. InputStream 主要子类： ​

2. OutputStream 主要子类： ​

示例：使用 FileInputStream + FileOutputStream 实现文件复制 ​

🔹 缓冲流：BufferedInputStream 和 BufferedOutputStream ​

接口特性： ​

BufferedInputStream主要方法： ​

BufferedOutputStream主要方法： ​

示例：带缓冲的文件复制 ​

🔹 数据过滤流：DataInputStream 和 DataOutputStream ​

接口特性： ​

DataInputStream主要方法： ​

DataOutputStream主要方法： ​

示例： ​

🔹 打印流：PrintStream / PrintWriter ​

PrintStream接口特性： ​

主要方法： ​

PrintWriter接口特性： ​

示例： ​

🔹 对象流：ObjectInputStream / ObjectOutputStream ​

接口特性： ​

ObjectOutputStream主要方法： ​

ObjectInputStream主要方法： ​

示例： ​

🔹 字节数组流：ByteArrayInputStream / ByteArrayOutputStream ​

ByteArrayInputStream接口特性： ​

主要方法： ​

ByteArrayOutputStream接口特性： ​

主要方法： ​

示例：对象深复制（通过序列化） ​

四、字符流体系 ​

🔹 抽象类：Reader / Writer ​

Reader接口与主要方法： ​

Writer接口与主要方法： ​

🔹 转换流：InputStreamReader / OutputStreamWriter ​

接口特性： ​

InputStreamReader主要方法： ​

OutputStreamWriter主要方法： ​

示例：指定 UTF-8 编码写入中文 ​

🔹 文件字符流：FileReader / FileWriter ​

接口特性： ​

主要方法： ​

示例： ​

🔹 缓冲字符流：BufferedReader / BufferedWriter ​

接口特性： ​

BufferedReader主要方法： ​

BufferedWriter主要方法： ​

示例：逐行读取文件 ​

🔹 打印流：PrintWriter ​

接口特性： ​

主要方法： ​

示例： ​

五、随机访问文件：RandomAccessFile ​

接口特性： ​

主要方法： ​

构造函数模式： ​

示例： ​

六、操作文件的工具类 ​

🔹 Path 接口 和 Paths 类 ​

Path接口主要方法： ​

Paths类主要方法： ​

示例： ​

🔹 Files 类 ​

主要静态方法： ​

示例： ​

七、流的分类汇总表 ​

八、流的设计模式：装饰器模式（Decorator Pattern） ​

九、总结建议 ​

十、思维导图结构（建议整理为笔记大纲） ​

📘 第12章：Java 输入输出流（I/O）知识点总结

一、I/O 基本概念

✅ 什么是 I/O？

✅ Java I/O 的发展历程：

二、Java 流的分类

三、字节流体系

🔹 抽象类：`InputStream` 和 `OutputStream`

`InputStream`接口与主要方法：

`OutputStream`接口与主要方法：

1. `InputStream` 主要子类：

2. `OutputStream` 主要子类：

示例：使用 `FileInputStream` + `FileOutputStream` 实现文件复制

🔹 缓冲流：`BufferedInputStream` 和 `BufferedOutputStream`

接口特性：

`BufferedInputStream`主要方法：

`BufferedOutputStream`主要方法：

示例：带缓冲的文件复制

🔹 数据过滤流：`DataInputStream` 和 `DataOutputStream`

接口特性：

`DataInputStream`主要方法：

`DataOutputStream`主要方法：

示例：

🔹 打印流：`PrintStream` / `PrintWriter`

`PrintStream`接口特性：

主要方法：

`PrintWriter`接口特性：

示例：

🔹 对象流：`ObjectInputStream` / `ObjectOutputStream`

接口特性：

`ObjectOutputStream`主要方法：

`ObjectInputStream`主要方法：

示例：

🔹 字节数组流：`ByteArrayInputStream` / `ByteArrayOutputStream`

`ByteArrayInputStream`接口特性：

主要方法：

`ByteArrayOutputStream`接口特性：

主要方法：

示例：对象深复制（通过序列化）

四、字符流体系

🔹 抽象类：`Reader` / `Writer`

`Reader`接口与主要方法：

`Writer`接口与主要方法：

🔹 转换流：`InputStreamReader` / `OutputStreamWriter`

接口特性：

`InputStreamReader`主要方法：

`OutputStreamWriter`主要方法：

示例：指定 UTF-8 编码写入中文

🔹 文件字符流：`FileReader` / `FileWriter`

接口特性：

主要方法：

示例：

🔹 缓冲字符流：`BufferedReader` / `BufferedWriter`

接口特性：

`BufferedReader`主要方法：

`BufferedWriter`主要方法：

示例：逐行读取文件

🔹 打印流：`PrintWriter`

接口特性：

主要方法：

示例：

五、随机访问文件：`RandomAccessFile`

接口特性：

主要方法：

构造函数模式：

示例：

六、操作文件的工具类

🔹 `Path` 接口和 `Paths` 类

`Path`接口主要方法：

`Paths`类主要方法：

示例：

🔹 `Files` 类

主要静态方法：

示例：

七、流的分类汇总表

八、流的设计模式：装饰器模式（Decorator Pattern）

九、总结建议

十、思维导图结构（建议整理为笔记大纲）