Java-I/O流和异常处理：字节流、字符流，try-catch

1、异常处理（Exception Handling）

异常处理体系是识别及处理错误的，让程序在出错时不崩溃、能优雅处理错误的机制。

• Throwable类：所有异常的父类，有两个子类、Error和Exception
  • Error类：程序无法处理的错误，通常指JVM层面的严重问题（如内存溢出、栈溢出）。
  • Exception类：程序可以处理的异常情况
    • 受检异常（Checked Exception）：编译时强制要求处理（如IOException、SQLException）。必须try-catch或在方法签名上用throws声明。
    • 非受检异常（Unchecked Exception）：运行时异常（如NullPointerException、ArrayIndexOutOfBoundsException）。编译器不强制处理。
• 自定义异常操作步骤：
  • 继承 Exception（受检）或 RuntimeException（非受检）。
  • 提供带参构造方法，调用父类的构造方法传递错误信息。

import java.io.*;

public class ExceptionDemo {
    // 声明可能抛出受检异常，throws关键字声明抛出的异常
    public static void readFile(String path) throws IOException {
        // 具体代码在I/O部分，throw关键字抛出对应异常
        throw new IOException("IO异常");
    }

    public static void main(String[] args) {
        // try代码块 包含可能出现异常的代码
        try {
            readFile("test.txt");
            // catch关键字捕获相关异常并进行处理
        } catch (IOException e) {
            System.err.println("文件读取失败: " + e.getMessage());
            // e.printStackTrace(); // 打印详细堆栈，包含异常类型以及在程序中的位置信息
        
        // finally代码块，最后执行，一般用于释放资源（finally代码块中的代码总会在方法返回结果之前被执行）
        // return在finally语句之后：执行完finally代码块，再执行return块返回结果
        // return在finally语句之前：先计算好retrun块中的返回值并暂存，然后转去执行finally块，最后再将暂存的值返回
        } finally {
            System.out.println("无论是否异常，我都执行。");
        }

        // 使用 try-with-resources (Java 7+)：自动关闭资源
        try (FileReader reader = new FileReader("test.txt")) {
            // 读取操作
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

2、I/O流（I/O Streams）

流实际是传输的数据，根据流向的不同、分为输入（Input）流和输出（Output）流，

• 输入：将数据从各种设备中读取到内存中，比如文件、键盘、网络等
• 输出：将数据从内存写入到各种设备，比如文件、磁盘、网络等
• 基本分类
  • 按数据单位：字节流、字符流；字节流-处理二进制数据（图片、视频、字节文件），字符流-处理文本数据（字符编码）。
    
  • 按方向：输入流、输出流
  • 按功能：节点流、包装流；节点流-直接连接数据源（文件、网络等），包装流-对节点流进行包装，增强功能（如缓冲）。
    • 处理流-缓冲流：先缓存，再一次性写入，提高读写效率，BufferedReader的readLine()可以读取一行，读取到末尾返回null
      
    • 处理流-转换流：可以在字节流和字符流之间转换
      • InputStreamReader(字节流)：将输入的字节流转换为字符流
      • OutputStreamWriter(字节流)：将输出的字符流转换为字节流
• 代码示例：

import java.io.*;

public class CopyFile {
    public static void main(String[] args) {
        // 使用 try-with-resources 自动关闭多个流
        try (FileInputStream fis = new FileInputStream("source.jpg");
             FileOutputStream fos = new FileOutputStream("dest.jpg");
             //缓冲读取流
             BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(fis);  
            // 缓冲输出流
             BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(fos)) {
            
            byte[] buffer = new byte[1024]; // 1KB的缓冲区
            int length;

            // 读取bis输入流的全部内容写入到bos输出流中
            while ((length = bis.read(buffer)) != -1) {
                bos.write(buffer, 0, length);
            }
            System.out.println("文件复制成功！");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

字节输入流、InputStream抽象类 子类：FileInputStream、BufferedInputStream	常用方法 read() //读取一个字节，读到结尾返回 -1 read(byte[] b) //读取若干字节保存到字节数组中，读到结尾返回-1 close() //关闭流、必须操作，防止资源泄露
字符输入流、Reader抽象类 子类：FileReader、BufferedReader、InputStreamReader	常用方法 read() //读取一个字符，读到结尾返回 -1 read(char[] c) //读取若干字符保存到字符数组中，读到结尾返回-1 close() //关闭流 readLine() //读取一行返回，读取到末尾返回null
字节输出流、OutputStream抽象类 子类：FileOutputStream、BufferedOutputStream、PrintStream --System.out就是一个PrintStream对象	常用方法 write() //将字节写入流 write(byte[] b) //将字节数组写入流 flush() //刷新输出流，将缓冲区的内容写入输出流 close() //关闭流
字符输出流、Writer抽象类 子类：FileWriter、BufferedWriter、OutputStreamWriter	常用方法 write() //将字符写入流 write(String str) //将字符串写入流 write(char[] c) //将字符数组写入流 flush() //刷新输出流，将缓冲区的内容写入输出流 close() //关闭流