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2.4 数组与字符串
3.1 类与对象

Java基础语法 2.5 输入与输出

在Java编程中，输入与输出（I/O）是一个非常重要的概念。它涉及到如何从外部获取数据（输入）以及如何将数据输出到外部（输出）。Java提供了丰富的I/O类库，能够处理各种类型的数据输入和输出，包括控制台输入输出、文件输入输出、网络输入输出等。本节将详细介绍Java中的输入与输出，包括其优缺点、注意事项以及示例代码。

1. 控制台输入与输出

1.1 控制台输出

在Java中，最常用的控制台输出方式是使用System.out对象。System.out是一个PrintStream类型的对象，提供了多种方法来输出数据。

示例代码：

public class ConsoleOutputExample {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello, World!"); // 输出字符串并换行
        System.out.print("This is a test."); // 输出字符串不换行
        System.out.printf("Formatted output: %d, %s\n", 42, "Java"); // 格式化输出
    }
}

优点：

  • 简单易用，适合快速调试和输出信息。
  • 支持多种数据类型的输出。

缺点：

  • 输出内容无法控制格式，尤其是在需要复杂格式时。
  • 只能输出到控制台，无法直接输出到文件或其他设备。

1.2 控制台输入

Java提供了Scanner类来处理控制台输入。Scanner类可以从多种输入源读取数据，包括键盘输入。

示例代码：

import java.util.Scanner;

public class ConsoleInputExample {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in); // 创建Scanner对象
        System.out.print("Enter your name: ");
        String name = scanner.nextLine(); // 读取一行输入
        System.out.print("Enter your age: ");
        int age = scanner.nextInt(); // 读取整数输入
        System.out.printf("Hello, %s! You are %d years old.\n", name, age);
        scanner.close(); // 关闭Scanner对象
    }
}

优点：

  • 支持多种数据类型的输入，使用方便。
  • 可以从不同的输入源读取数据。

缺点：

  • 需要手动关闭Scanner对象，容易导致资源泄露。
  • 在读取不同类型的数据时，可能会抛出异常，需要进行异常处理。

注意事项：

  • 使用nextLine()读取字符串时，如果前面有nextInt()等方法，可能会导致读取到空字符串。可以在读取前加一个scanner.nextLine()来清空输入缓冲区。

2. 文件输入与输出

Java的文件I/O操作主要通过java.io包中的类来实现。常用的类包括FileReader、FileWriter、BufferedReader、BufferedWriter等。

2.1 文件输出

使用FileWriter和BufferedWriter可以将数据写入文件。

示例代码：

import java.io.BufferedWriter;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;

public class FileOutputExample {
    public static void main(String[] args) {
        String filePath = "output.txt";
        try (BufferedWriter writer = new BufferedWriter(new FileWriter(filePath))) {
            writer.write("Hello, World!");
            writer.newLine(); // 换行
            writer.write("This is a test.");
            System.out.println("Data written to file successfully.");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

优点：

  • 可以将数据持久化到文件中，便于后续使用。
  • 支持字符流和字节流的操作。

缺点：

  • 文件操作可能会抛出异常，需要进行异常处理。
  • 需要手动管理文件的打开和关闭，容易出错。

2.2 文件输入

使用FileReader和BufferedReader可以从文件中读取数据。

示例代码：

import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;

public class FileInputExample {
    public static void main(String[] args) {
        String filePath = "output.txt";
        try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader(filePath))) {
            String line;
            while ((line = reader.readLine()) != null) {
                System.out.println(line); // 输出文件内容
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

优点：

  • 可以方便地读取文件内容，支持逐行读取。
  • 适合处理大文件，避免一次性加载到内存中。

缺点：

  • 读取文件时可能会遇到编码问题，需要注意文件的编码格式。
  • 需要手动管理文件的打开和关闭，容易出错。

3. 网络输入与输出

Java还支持网络I/O操作，主要通过java.net包中的类来实现。常用的类包括Socket和ServerSocket。

3.1 网络输出

使用Socket类可以向服务器发送数据。

示例代码：

import java.io.OutputStream;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.Socket;

public class NetworkOutputExample {
    public static void main(String[] args) {
        String serverAddress = "localhost";
        int port = 12345;
        try (Socket socket = new Socket(serverAddress, port);
             PrintWriter out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true)) {
            out.println("Hello, Server!");
            System.out.println("Data sent to server successfully.");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

优点：

  • 可以实现网络通信，支持分布式应用。
  • 支持多种协议（如HTTP、FTP等）。

缺点：

  • 网络I/O操作可能会受到网络延迟和不稳定性的影响。
  • 需要处理网络异常和连接问题。

3.2 网络输入

使用ServerSocket类可以接收来自客户端的数据。

示例代码：

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

public class NetworkInputExample {
    public static void main(String[] args) {
        int port = 12345;
        try (ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(port)) {
            System.out.println("Server is listening on port " + port);
            while (true) {
                try (Socket socket = serverSocket.accept();
                     BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()))) {
                    String message = in.readLine();
                    System.out.println("Received: " + message);
                }
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

优点：

  • 可以实现实时的网络通信，适合构建网络应用。
  • 支持多客户端连接。

缺点：

  • 需要处理多线程和并发问题。
  • 网络编程相对复杂，需要理解网络协议和数据传输。

总结

Java的输入与输出功能非常强大，涵盖了控制台、文件和网络等多种场景。每种输入输出方式都有其优缺点和适用场景。在实际开发中，选择合适的I/O方式可以提高程序的效率和可维护性。在使用I/O时，务必注意资源的管理和异常的处理，以确保程序的稳定性和可靠性。

2.4 数组与字符串
3.1 类与对象