I/O 处理流
处理流是指代理其它数据流进行处理的流。
仓颉编程语言中常见的处理流包含 BufferedInputStream
、BufferedOutputStream
、StringReader
、StringWriter
、ChainedInputStream
等。
本章介绍缓冲流和字符串流。
缓冲流
由于涉及磁盘的 I/O 操作相比内存的 I/O 操作要慢很多,所以对于高频次且小数据量的读写操作来说,不带缓冲的数据流效率很低,每次读取和写入数据都会带来大量的 I/O 耗时。而带缓冲的数据流,可以多次读写数据,但不触发磁盘 I/O 操作,只是先放到内存里。等凑够了缓冲区大小的时候再一次性操作磁盘,这种方式可以显著减少磁盘操作次数,从而提升性能表现。
仓颉编程语言标准库提供了 BufferedInputStream
和 BufferedOutputStream
这两个类型用来提供缓冲功能。
使用 BufferedInputStream
和 BufferedOutputStream
类型需要导入 io
包。
导入 io 包示例:
import std.io.*
BufferedInputStream
的作用是为另一个输入流添加缓冲的功能。本质上 BufferedInputStream
是通过一个内部缓冲数组实现的。
当通过 BufferedInputStream
来读取流的数据时,BufferedInputStream
会一次性读取整个缓冲区大小的数据,再使用 read
函数就可以分多次读取更小规模的数据;当缓冲区中的数据被读完之后,输入流就会再次填充缓冲区;如此反复,直到读完数据流的所有数据。
构造一个 BufferedInputStream
很简单,只需要在构造函数中传入另一个输入流就可以了。如果需要指定缓冲区的大小,也可以额外传入 capacity
参数进行指定。
BufferedInputStream 构造示例:
import std.io.*
main(): Unit {
let arr1 = "0123456789".toArray()
let byteBuffer = ByteBuffer()
byteBuffer.write(arr1)
let bufferedInputStream = BufferedInputStream(byteBuffer)
let arr2 = Array<Byte>(20, repeat: 0)
/* 读取流中数据,返回读取到的数据的长度 */
let readLen = bufferedInputStream.read(arr2)
println(String.fromUtf8(arr2[..readLen])) // 0123456789
}
BufferedOutputStream
的作用是为另一个输出流添加缓冲的功能。BufferedOutputStream 也是通过一个内部缓冲数组实现的。
当通过 BufferedOutputStream
来向输出流写入数据时,write
的数据会先写入内部缓冲数组中;当缓冲区中的数据被填满之后,BufferedOutputStream
会将缓冲区的数据一次性写入输出流中,然后清空缓冲区再次被写入;如此反复,直到写完所有的数据。
需要注意的是,由于没写够缓冲区时不会触发输出流的写入操作,所以当往 BufferedOutputStream
写完所有的数据后,需要额外调用 flush
函数来最终完成写入。
构造一个 BufferedOutputStream
也很简单,只需要在构造函数中传入另一个输出流就可以了。如果需要指定缓冲区的大小,也可以额外传入 capacity
参数指定。
BufferedOutputStream 构造示例:
import std.io.*
main(): Unit {
let arr1 = "01234".toArray()
let byteBuffer = ByteBuffer()
byteBuffer.write(arr1)
let bufferedOutputStream = BufferedOutputStream(byteBuffer)
let arr2 = "56789".toArray()
/* 向流中写入数据,此时数据在外部流的缓冲区中 */
bufferedOutputStream.write(arr2)
/* 调用 flush 函数,真正将数据写入内部流中 */
bufferedOutputStream.flush()
println(String.fromUtf8(readToEnd(byteBuffer))) // 0123456789
}
字符串流
由于仓颉编程语言的输入流和输出流是基于字节数据来抽象的(拥有更好的性能),在部分以字符串为主的场景中使用起来不太友好,例如往文件里写入大量的文本内容时,需要将文本内容转换成字节数据,再写入文件。
为了提供友好的字符串操作能力,仓颉编程语言提供了 StringReader
和 StringWriter
来添加字符串处理能力。
使用 StringReader
和 StringWriter
类型需要导入 io
包:
导入 io 包示例:
import std.io.*
StringReader
提供了按行读、按筛选条件读的能力,相比将字节数据读出来再手动转换成字符串,具有更好的性能表现和易用性。
构造 StringReader
很简单,传入另一个输入流就可以了。
StringReader 使用示例:
import std.io.*
main(): Unit {
let arr1 = "012\n346789".toArray()
let byteBuffer = ByteBuffer()
byteBuffer.write(arr1)
let stringReader = StringReader(byteBuffer)
/* 读取一行数据 */
let line = stringReader.readln()
println(line ?? "error") // 012
}
StringWriter
提供了直接写字符串、按行直接写字符串的能力,相比将字节数据手动转换成字符串再写入,具有更好的性能表现和易用性。
构造 StringWriter
也很简单,传入另一个输出流就可以了。
StringWriter 使用示例:
import std.io.*
main(): Unit {
let byteBuffer = ByteBuffer()
let stringWriter = StringWriter(byteBuffer)
/* 写入字符串 */
stringWriter.write("number")
/* 写入字符串并自动转行 */
stringWriter.writeln(" is:")
/* 写入数字 */
stringWriter.write(100.0f32)
stringWriter.flush()
println(String.fromUtf8(readToEnd(byteBuffer))) // number is:\n100.000000
}