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Java 进阶：IO 流与 Lambda 表达式深度解析

news 2025/11/12 5:40:24

Java-day18

引入

Java 中的 IO 流是数据传输的核心机制，负责实现程序与文件、网络等设备的数据交互；而 Lambda 表达式则是 Java 8 引入的函数式编程特性，彻底简化了代码编写，尤其在多线程、集合操作等场景中大放异彩。本文将先深入解析 IO 流的分类与实战用法，再系统讲解 Lambda 表达式的思想、语法与练习，帮助读者掌握这两大实用技术。

一、IO 流：数据传输的“管道”

1.1 IO 流的分类与核心概念

IO 流是 Java 中用于**数据输入/输出**的核心机制，主要分为两类：

- **字符流**：处理文本数据（如 .java、.txt 文件），基于字符编码（如 UTF-8），核心类为 Reader 和 Writer；

- **字节流**：处理二进制数据（如图片、音频文件），基于字节（8 位）传输，核心类为 InputStream 和 OutputStream。

1.2 字符流实战：文本文件的读写

（1）字符输出流 Writer 及其实现类 FileWriter

Writer 是字符输出流的抽象基类，FileWriter 用于向文件写入字符数据。

``java

package com.qcby;import java.io.FileWriter;import java.io.IOException;import java.io.Writer;public class WriterExample {public static void main(String[] args) {// try-with-resources 自动关闭资源try (Writer writer = new FileWriter("output.txt")) {// 1. 写入单个字符writer.write('H');// 2. 写入字符数组char[] array = {'e', 'l', 'l', 'o'};writer.write(array);// 3. 写入字符数组的一部分writer.write(array, 1, 2); // 写入 "ll"// 4. 写入字符串writer.write(", World!");// 5. 写入字符串的一部分String str = "\nThis is Java IO.";writer.write(str, 0, 11); // 写入 "This is Java"System.out.println("数据已写入文件！");} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}

```

（2）字符输入流 Reader 及其实现类 FileReader

Reader 是字符输入流的抽象基类，FileReader 用于从文件读取字符数据。

```java

package com.qcby;import java.io.FileReader;import java.io.IOException;import java.io.Reader;public class ReaderExample {public static void main(String[] args) {try (Reader reader = new FileReader("output.txt")) {int data;while ((data = reader.read()) != -1) {System.out.print((char) data);}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}

```

1.3 字节流实战：二进制文件的读写

（1）字节输入流 InputStream 及其实现类 FileInputStream

InputStream 是字节输入流的抽象基类，FileInputStream 用于从文件读取字节数据。

```java

package com.qcby;import java.io.FileInputStream;import java.io.IOException;public class FileInputStreamTest {public static void main(String[] args) {FileInputStream fis = null;try {fis = new FileInputStream("hello.txt");byte[] buffer = new byte[5];int len;while ((len = fis.read(buffer)) != -1) {System.out.print(new String(buffer, 0, len));}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} finally {if (fis != null) {try {fis.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}}}

```

（2）字节输出流 OutputStream 及其实现类 FileOutputStream

OutputStream 是字节输出流的抽象基类，FileOutputStream 用于向文件写入字节数据。

```java

package com.qcby;import java.io.FileOutputStream;import java.io.IOException;public class FileOutputStreamTest {public static void main(String[] args) {FileOutputStream fos = null;try {fos = new FileOutputStream("hello.txt");fos.write(97); // 写入字符 'a'（ASCII 码 97）fos.write("中国人!\r\n".getBytes());fos.write("ABCDEFGH".getBytes(), 2, 4); // 写入 "CDEF"} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} finally {if (fos != null) {try {fos.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}}}

```

二、Lambda 表达式：函数式编程的简化艺术

2.1 函数式编程思想概述

  • 数学中的函数：有输入量和输出量的计算方案，核心是 “对数据做操作”；
  • 面向对象编程：强调 “通过对象做事”，必须依赖类和对象的语法结构；
  • 函数式编程：忽略对象的复杂语法，强调 “做什么”，而非 “以什么形式做”，Lambda 表达式是其核心体现。

Lambda 表达式的核心价值：简化 “只有一个抽象方法的接口（函数式接口）” 的实现代码，消除冗余的匿名内部类。

2.2 体验 Lambda 表达式：多线程案例

需求：启动一个线程，在控制台输出 “多线程启动了”，对比三种实现方式。

（1）方案 1：传统实现 Runnable 接口

```java

运行

// 1. 定义实现类
class MyRunnable implements Runnable {@Overridepublic void run() {System.out.println("多线程启动了");}
}public class LambdaDemo {public static void main(String[] args) {// 2. 创建实现类对象MyRunnable myRunnable = new MyRunnable();// 3. 创建线程并启动new Thread(myRunnable).start();}
}

问题：代码冗余，仅为了实现一个简单的 run() 方法，需要定义完整的类。

（2）方案 2：匿名内部类改进

```java

运行

public class LambdaDemo {public static void main(String[] args) {// 匿名内部类：省略实现类定义new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {System.out.println("多线程启动了");}}).start();}
}

优化：减少了类定义，但仍保留了 new Runnable()、@Override 等冗余语法。

（3）方案 3：Lambda 表达式终极简化

java

运行

public class LambdaDemo {public static void main(String[] args) {// Lambda 表达式：仅保留核心逻辑new Thread(() -> {System.out.println("多线程启动了");}).start();}
}

核心：Runnable 是函数式接口（仅一个抽象方法 run()），Lambda 表达式直接替代其实现，只关注 “要做的事情”。

2.3 Lambda 表达式的标准格式

Lambda 表达式由三要素组成：形式参数、箭头、代码块，语法格式固定：

plaintext

(形式参数) -> { 代码块 }
  • 形式参数：函数式接口中抽象方法的参数列表；无参数则留空 ()，多个参数用逗号分隔；
  • ->：固定语法，读作 “箭头”，表示 “执行以下操作”；
  • 代码块：抽象方法的实现逻辑，即要做的事情；若代码块只有一行，可省略 {} 和 ;（return 也可省略）。

2.4 Lambda 表达式的使用前提

  1. 必须有一个函数式接口（接口中仅有一个抽象方法，可加 @FunctionalInterface 注解校验）；
  2. 需通过该接口的引用接收 Lambda 表达式（或作为方法参数传递）。

2.5 Lambda 表达式实战练习

下面通过不同参数和返回值的函数式接口，练习 Lambda 表达式的用法。

（1）练习 1：无参无返回值

```java

运行

// 函数式接口（无参无返回）
@FunctionalInterface
interface NoReturnNoParam {void method();
}public class LambdaExercise {public static void main(String[] args) {// Lambda 实现NoReturnNoParam demo = () -> {System.out.println("无参无返回值的 Lambda 表达式");};demo.method(); // 调用方法}
}

（2）练习 2：单参数无返回值

java

运行

// 函数式接口（单参数无返回）
@FunctionalInterface
interface NoReturnOneParam {void method(int a);
}public class LambdaExercise {public static void main(String[] args) {// 简化写法：参数类型可省略NoReturnOneParam demo = (a) -> {System.out.println("单参数无返回值：" + a);};demo.method(6); // 输出：单参数无返回值：6}
}

（3）练习 3：多参数无返回值

```java

运行

// 函数式接口（多参数无返回）
@FunctionalInterface
interface NoReturnMultiParam {void method(int a, int b);
}public class LambdaExercise {public static void main(String[] args) {NoReturnMultiParam demo = (a, b) -> {System.out.println("多参数无返回值：a=" + a + ", b=" + b);};demo.method(3, 5); // 输出：多参数无返回值：a=3, b=5}
}

（4）练习 4：无参有返回值

```java

运行

// 函数式接口（无参有返回）
@FunctionalInterface
interface ReturnNoParam {int method();
}public class LambdaExercise {public static void main(String[] args) {// 简化写法：单条返回语句可省略 {} 和 returnReturnNoParam demo = () -> 100;int result = demo.method();System.out.println("无参有返回值：" + result); // 输出：100}
}

（5）练习 5：单参数有返回值

```java

运行

// 函数式接口（单参数有返回）
@FunctionalInterface
interface ReturnOneParam {int method(int a);
}public class LambdaExercise {public static void main(String[] args) {ReturnOneParam demo = (a) -> a * 2; // 简化写法int result = demo.method(6);System.out.println("单参数有返回值：" + result); // 输出：12}
}

（6）练习 6：多参数有返回值

```java

运行

// 函数式接口（多参数有返回）
@FunctionalInterface
interface ReturnMultiParam {int method(int a, int b);
}public class LambdaExercise {public static void main(String[] args) {ReturnMultiParam demo = (a, b) -> a + b; // 求和int result = demo.method(6, 8);System.out.println("多参数有返回值：" + result); // 输出：14}
}

三、总结：IO 流与 Lambda 表达式核心要点

1. IO 流核心

  • 分类：字节流（InputStream/OutputStream）处理所有文件，字符流（Reader/Writer）处理文本；
  • 实战：FileInputStream/FileOutputStream 用于字节读写，FileReader/FileWriter 用于文本读写；
  • 关键：必须释放资源（推荐 try-with-resources），避免路径错误和编码乱码。

2. Lambda 表达式核心

  • 思想：函数式编程，强调 “做什么” 而非 “形式”；
  • 格式：(参数) -> { 代码块 }，可根据场景简化；
  • 前提：依赖函数式接口（仅一个抽象方法）；
  • 优势：简化匿名内部类代码，提高开发效率，尤其适用于多线程、集合排序等场景。

通过本文的学习，你已掌握 Java IO 流的实战用法和 Lambda 表达式的完整语法。IO 流是数据交互的基础，Lambda 是代码简化的利器，二者结合能让你的 Java 代码更高效、更简洁。后续可进一步学习 IO 流的高级用法（如缓冲流、转换流）和 Lambda 表达式在集合中的应用（如 stream API）。

http://www.dtcms.com/a/596638.html

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