简述io流的分类以及输入流和输出流作用?

I/O流是Java中处理输入输出问题的重要组成部分，它是用来处理数据流的。根据数据流的方向，I/O流可以分为输入流和输出流，根据数据类型又可以分为字节流和字符流。

1. 字节流与字符流

字节流：以字节为单位进行数据传输。通常用于处理二进制数据，如图片、音频、视频等。字节流的基类是InputStream和OutputStream。

字符流：以字符为单位进行数据传输。通常用于处理文本数据。字符流的基类是Reader和Writer。

2. 输入流和输出流

输入流：用于从外部读取数据到内存中，可以通过read()方法读取数据。例如，从文件中读取数据到程序中。

输出流：用于从内存中输出数据到外部，可以通过write()方法输出数据。例如，将程序中的数据写入到文件中。

输入流和输出流的基类是InputStream/Reader和OutputStream/Writer。

输入流和输出流的作用：

输入流的主要作用是读取数据，可以从文件、网络等各种输入源中读取数据。

输出流的主要作用是将数据输出到指定的输出源，例如文件、网络等。

总之，I/O流是Java中处理输入输出问题的重要组成部分，可以方便地处理数据流，提高程序的可靠性和效率。

相关问题

Java语言提供处理不同流类的API存在什么包下？ 数据流的分类方式是什么？具体有哪些分类？ Java API中提供了4个顶层抽象流类分别是什么？根据数据流的分类方法可以怎样分类？ 画出4个顶层流类及其子类的层次结构图，并简述各子类实现功能；

### 回答1：
Java语言提供处理不同流类的API存在Java.io包下。

数据流可以按照数据流向和数据类型进行分类。按照数据流向可以分为输入流和输出流；按照数据类型可以分为字节流和字符流。

Java API中提供的4个顶层抽象流类分别是：InputStream、OutputStream、Reader和Writer。

根据数据流的分类方法，可以将流分为四类：字节输入流、字节输出流、字符输入流和字符输出流。

下面是4个顶层流类及其子类的层次结构图：


- InputStream：字节输入流的抽象类，用于读取字节流
- FileInputStream：文件字节输入流，从文件中读取字节流
- ByteArrayInputStream：字节数组输入流，从字节数组中读取字节流
- FilterInputStream：过滤器字节输入流，对字节输入流进行过滤
- BufferedInputStream：缓冲字节输入流，对字节输入流进行缓冲
- DataInputStream：数据字节输入流，对字节输入流进行数据格式化
- PushbackInputStream：推回字节输入流，对字节输入流进行推回操作
- OutputStream：字节输出流的抽象类，用于写入字节流
- FileOutputStream：文件字节输出流，将字节流写入文件
- ByteArrayOutputStream：字节数组输出流，将字节流写入字节数组
- FilterOutputStream：过滤器字节输出流，对字节输出流进行过滤
- BufferedOutputStream：缓冲字节输出流，对字节输出流进行缓冲
- DataOutputStream：数据字节输出流，对字节输出流进行数据格式化
- PrintStream：打印字节输出流，将数据以可读性良好的方式打印到输出流中
- Reader：字符输入流的抽象类，用于读取字符流
- FileReader：文件字符输入流，从文件中读取字符流
- CharArrayReader：字符数组输入流，从字符数组中读取字符流
- FilterReader：过滤器字符输入流，对字符输入流进行过滤
- BufferedReader：缓冲字符输入流，对字符输入流进行缓冲
- PushbackReader：推回字符输入流，对字符输入流进行推回操作
- InputStreamReader：字节到字符的转换流，将字节输入流转换为字符输入流
- Writer：字符输出流的抽象类，用于写入字符流
- FileWriter：文件字符输出流，将字符流写入文件
- CharArrayWriter：字符数组输出流，将字符流写入字符数组
- FilterWriter：过滤器字符输出流，对字符输出流进行过滤
- BufferedWriter：缓冲字符输出流，对字符输出流进行缓冲
- OutputStreamWriter：字符到字节的转换流，将字符输出流转换为字节输出流

这些流类提供了丰富的方法和功能，可以处理各种读写操作，开发者可以根据需求进行选择和使用。

### 回答2：
Java语言提供处理不同流类的API存在在java.io包下。数据流的分类方式是按照数据传输方式进行分类，可以分为输入流和输出流。具体的分类有字节流和字符流。

Java API中提供了4个顶层抽象流类，分别是InputStream、OutputStream、Reader和Writer。根据数据流的分类方法，可以将InputStream和OutputStream归为字节流，而Reader和Writer归为字符流。

以下是4个顶层流类及其子类的层次结构图：

- InputStream：输入流的抽象类，用于读取字节流。
- FileInputStream：用于从文件中读取字节流。
- ByteArrayInputStream：从内存中读取字节流。
- FilterInputStream：实现了InputStream的包装类，对输入流进行过滤或包装。
- ...

- OutputStream：输出流的抽象类，用于写入字节流。
- FileOutputStream：用于将字节流写入文件。
- ByteArrayOutputStream：将字节流写入内存。
- FilterOutputStream：实现了OutputStream的包装类，对输出流进行过滤或包装。
- ...

- Reader：输入流的抽象类，用于读取字符流。
- FileReader：用于从文件中读取字符流。
- CharArrayReader：从字符数组中读取字符流。
- BufferedReader：实现了Reader的包装类，提供缓冲区读取功能。
- ...

- Writer：输出流的抽象类，用于写入字符流。
- FileWriter：用于将字符流写入文件。
- CharArrayWriter：将字符流写入字符数组。
- BufferedWriter：实现了Writer的包装类，提供缓冲区写入功能。
- ...

这些子类实现了各自的功能，例如FileInputStream用于读取文件中的字节流，FileOutputStream用于将字节流写入文件，FileReader用于读取文件中的字符流，FileWriter用于将字符流写入文件。BufferedReader和BufferedWriter是对输入输出流的包装，提供了缓冲区的功能，可以一次读取或写入多个字符，提高读写的效率。

### 回答3：
Java语言提供处理不同流类的API存在于java.io包下。数据流的分类方式有字节流和字符流，具体的分类有输入流和输出流。输入流用于读取数据，输出流用于写入数据。

Java API中提供了4个顶层抽象流类，分别是InputStream、OutputStream、Reader和Writer。根据数据流的分类方法，可以将它们分为字节输入流、字节输出流、字符输入流和字符输出流。

1. 字节输入流（InputStream）：属于抽象类，提供了读取字节数据的方法。其子类有FileInputStream、ByteArrayInputStream和PipedInputStream等，分别用于从文件、内存和管道中读取字节数据。

2. 字节输出流（OutputStream）：也是一个抽象类，提供了写入字节数据的方法。其子类有FileOutputStream、ByteArrayOutputStream和PipedOutputStream等，分别用于将字节数据写入到文件、内存和管道中。

3. 字符输入流（Reader）：同样是一个抽象类，提供了读取字符数据的方法。其子类有FileReader和CharArrayReader等，分别用于从文件和字符数组中读取字符数据。

4. 字符输出流（Writer）：也是一个抽象类，提供了写入字符数据的方法。其子类有FileWriter和CharArrayWriter等，分别用于将字符数据写入到文件和字符数组中。

下图为4个顶层流类及其子类的层次结构图：

               InputStream            OutputStream
                  |                       |
          ------------           -------------
          |                      |
   FileInputStream   ByteArrayOutputStream 

                  ....

                 .....

                 
   

每个子类实现的功能如下：

- FileInputStream用于从文件中读取字节数据。
- ByteArrayOutputStream用于将字节数据写入到内存中。
- FileReader用于从文件中读取字符数据。
- FileWriter用于将字符数据写入到文件中。

1、名词解释：文件系统、绝对路径、相对路径 2、简述面向字节输入输出流的根类及子类层次结构，并简述常用类的主要功能 3、简述面向字符输入输出流的根类及子类层次结构，并简述常用类的主要功能 4、简述对象序列化的输入输出流的根类及子类层次结构，并简述各个类的主要功能 5、参考教材和课件中的程序实例，设计程序实现以下操作： 通过程序创建路径d:\study\demo路径和该路径下的文件test.txt,通过数据输出流向其中写入文本信息1-200之间的所有偶数，查 看文件内容是否正确，再通过数据输入流读取test.txt中的内容，并通过控制台将其输出。 6.java为什么要引入线程机制？线程、程序和进程之间的关系是什么？ 7.简述线程生命周期的各个阶段及其特点（要求画线程生命周期状态图） 8.Java中如何实现多线程的同步与互斥？ 9、假定商洛市火车北站针对绿巨人开发需要开发一个多窗口、多平台的售票程序，请你根据线程的数据共享方法，编写程序实现3个窗口同时售票的多线程程序。

1.
- 文件系统：是指计算机存储设备中用于组织和管理文件的一种机制，包括文件和目录等概念。
- 绝对路径：是指从计算机根目录开始一直到具体文件或目录的完整路径，例如：C:\Users\Administrator\Desktop\test.txt。
- 相对路径：是指从当前目录开始到具体文件或目录的路径，例如：.\test.txt。

2. 面向字节输入输出流的根类为InputStream和OutputStream，常用类包括：
- FileInputStream：用于读取文件中的字节流。
- FileOutputStream：用于将字节流写入到文件中。
- BufferedInputStream和BufferedOutputStream：用于提高读写效率，通过缓存来减少对物理设备的访问次数。

3. 面向字符输入输出流的根类为Reader和Writer，常用类包括：
- FileReader：用于读取文件中的字符流。
- FileWriter：用于将字符流写入到文件中。
- BufferedReader和BufferedWriter：用于提高读写效率，通过缓存来减少对物理设备的访问次数。

4. 对象序列化的输入输出流的根类为ObjectInputStream和ObjectOutputStream，主要功能是将Java对象序列化为字节流或将字节流反序列化为Java对象。

5. 代码实现：

import java.io.*;

public class Demo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 创建路径和文件
        File dir = new File("d:/study/demo");
        if (!dir.exists()) {
            dir.mkdirs();
        }
        File file = new File(dir, "test.txt");
        if (!file.exists()) {
            file.createNewFile();
        }

        // 写入数据
        DataOutputStream dos = new DataOutputStream(new FileOutputStream(file));
        for (int i = 2; i <= 200; i += 2) {
            dos.writeInt(i);
        }
        dos.close();

        // 读取数据并输出到控制台
        DataInputStream dis = new DataInputStream(new FileInputStream(file));
        while (dis.available() > 0) {
            int num = dis.readInt();
            System.out.print(num + " ");
        }
        dis.close();
    }
}

6. Java引入线程机制是为了提高程序的并发性和响应性，可以让多个任务同时执行，从而提高系统的吞吐量和响应速度。线程是程序执行的一条路径，程序是由一个或多个线程组成的，进程是操作系统分配资源的最小单位，包括代码、数据和堆栈等。

7. 线程生命周期的阶段包括：
- 新建状态：创建了一个线程对象，但还没有调用start()方法。
- 就绪状态：线程进入就绪队列，等待获取CPU资源。
- 运行状态：获取了CPU资源，开始执行run()方法。
- 阻塞状态：线程因为某些原因（如I/O操作）暂时停止运行，等待重新进入就绪状态。
- 终止状态：线程执行完了run()方法，或者因为异常等原因终止了运行。

线程生命周期状态图如下所示：

     ┌─────┐
     │ 新建 │
     └──┬──┘
        │ start()
        ▼
    ┌──────┐
    │ 就绪 │
    └──┬───┘
       │ 获取CPU资源
       ▼
    ┌──────┐
    │ 运行 │
    └──┬───┘
       │ 阻塞
       ▼
    ┌──────┐
    │ 阻塞 │
    └──┬───┘
       │ 重新进入就绪状态
       ▼
    ┌──────┐
    │ 就绪 │
    └──┬───┘
       │ 结束run()方法
       ▼
    ┌──────┐
    │ 终止 │
    └──────┘

8. Java中可以使用synchronized关键字和Lock接口来实现多线程的同步与互斥。synchronized关键字可以用于方法或代码块，保证同一时刻只有一个线程访问。Lock接口提供了更加灵活的锁机制，可以支持更多的操作，如非阻塞式获取锁、超时获取锁等。

9. 代码实现：

public class TicketThread implements Runnable {
    private int ticketNum = 100; // 总票数
    private int windowNum; // 窗口编号

    public TicketThread(int windowNum) {
        this.windowNum = windowNum;
    }

    @Override
    public void run() {
        while (ticketNum > 0) {
            synchronized (this) { // 同步锁
                if (ticketNum > 0) {
                    // 模拟售票过程
                    System.out.println("窗口" + windowNum + "售出第" + ticketNum + "张票");
                    ticketNum--;
                }
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        TicketThread ticketThread = new TicketThread(1);
        new Thread(ticketThread, "窗口1").start();
        new Thread(ticketThread, "窗口2").start();
        new Thread(ticketThread, "窗口3").start();
    }
}