409. Java 文件操作基础 - 内存中的 I/O 流

在 Java I/O 中，我们不仅可以操作文件，还可以操作 内存中的数据结构，比如 字符数组、字节数组或字符串。这种技术在某些场景下非常有用，例如：

• 文件格式处理：JPEG、ZIP 等格式可能需要在文件开头写入某个字段长度，但长度在写入前无法计算。
• 压缩数据：计算原始数据大小很简单，但计算压缩后数据的大小可能很复杂。可以先写入内存流，然后得到实际字节数。
• 测试和缓存：不依赖文件系统，直接在内存操作数据，速度更快。

1️⃣ 操作字符数组：CharArrayReader 和 CharArrayWriter

Java 提供了两类内存字符流：

⚠️ 它们只是对 Reader 和 Writer 的装饰，不添加新方法，只是提供 内存操作的介质。

🔹 示例：写入字符到内存流

import java.io.*;

public class CharArrayWriterExample {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        CharArrayWriter writer = new CharArrayWriter();

        writer.write("Hello, In-Memory IO!");
        writer.write('\n');
        writer.write("Java I/O is flexible.");

        // 将内存中的字符数组转换为字符串
        String result = writer.toString();
        System.out.println("Written content:\n" + result);

        // 获取内存中的字符数组
        char[] chars = writer.toCharArray();
        System.out.println("Number of chars written: " + chars.length);

        writer.close();
    }
}

✅ 讲解：

• CharArrayWriter 类似文件流，但内容在内存中
• .toString() 可以快速获取字符串
• .toCharArray() 可以获取底层数组，方便处理

🔹 示例：从字符数组中读取数据

import java.io.*;

public class CharArrayReaderExample {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        char[] data = "Read me from memory!".toCharArray();
        CharArrayReader reader = new CharArrayReader(data);

        int c;
        while ((c = reader.read()) != -1) {
            System.out.print((char)c);
        }
        System.out.println();
        reader.close();
    }
}

✅ 讲解：

• CharArrayReader 从内存数组中读取字符
• 使用 read() 方法逐个读取字符
• 结束时返回 -1

2️⃣ 使用场景总结

• 临时数据处理：不需要文件存储，减少 I/O 开销
• 压缩和格式化：先写到内存，处理完再写入磁盘或网络
• 测试：方便单元测试，不依赖文件系统
• 与 BufferedReader、BufferedWriter 等其他流组合，可提升效率