Ako sú v Jave navrhnuté Input a Output Streamy?

Vstupné a výstupné prúdy v Jave predstavujú abstraktné reprezentácie zdroja (pre vstup) a príjemcu (pre výstup) dát. Sú súčasťou balíka java.io.

Hlavné triedy:

• InputStream: Základná abstraktná trieda na čítanie bajtov.
• OutputStream: Základná abstraktná trieda na zápis bajtov.
• Reader: Základná abstraktná trieda na čítanie znakov.
• Writer: Základná abstraktná trieda na zápis znakov.

Práca s bajtami a znakmi:

• Prúdy (InputStream, OutputStream) pracujú s bajtmi.
• Readers a Writers pracujú so znakmi, používajúc kódovanie (napríklad UTF-8) na prevod bajtov na znaky a späť.

Kľúčové koncepty:

1. Dekorátor (Wrapper) vzor: Mnohé triedy prúdov sú "dekorátory", ktoré obalujú iné prúdy na pridanie funkčnosti (napríklad buffering, kompresia dát, prevod typov). Napríklad, BufferedInputStream obalí iný InputStream.

2. Sekvenciálny prístup: Dáta v prúde sa čítajú alebo zapisujú sekvenčne.

3. Zatváranie prúdov: Je dôležité zatvárať prúdy po použití na uvoľnenie systémových zdrojov (súborové deskriptory, sieťové spojenia). Často sa používa try-with-resources:

   // Príklad použitia try-with-resources
   try (InputStream is = new FileInputStream("file.txt")) {
       int data = is.read();
       while (data != -1) {
           // Spracovanie dát
           data = is.read();
       }
   } catch (IOException e) {
       e.printStackTrace();
   }
   

4. Metódy čítania/zápisu:

   • read(): Číta jeden bajt (alebo znak) alebo vracia -1 na konci prúdu.
   • read(byte[] b): Číta bajty do poľa b. Vráti počet prečítaných bajtov alebo -1.
   • read(byte[] b, int off, int len): Číta do len bajtov s posunom off v poli b.
   • Podobné metódy write() na zápis.

Príklady konkrétnych implementácií prúdov/Readerov/Writers:

• FileInputStream/FileOutputStream: Na prácu so súbormi.
• ByteArrayInputStream/ByteArrayOutputStream: Na prácu s bajtmi v pamäti.
• PipedInputStream/PipedOutputStream: Na výmenu dát medzi prúdmi v jednom procese.
• SocketInputStream/SocketOutputStream: Na sieťové spojenia.
• BufferedReader/BufferedWriter: Na bufferovanie čítania/zápisu, čo zlepšuje výkon.
• InputStreamReader/OutputStreamWriter: Na prevod bajtových prúdov na znaky a späť.

Hierarchia tried:

• InputStream
  • FileInputStream
  • BufferedInputStream
  • ObjectInputStream (pre serializáciu)
  • ...
• OutputStream
  • FileOutputStream
  • BufferedOutputStream
  • ObjectOutputStream (pre serializáciu)
  • ...
• Reader
  • FileReader
  • BufferedReader
  • InputStreamReader
  • ...
• Writer
  • FileWriter
  • BufferedWriter
  • OutputStreamWriter
  • ...

Voľba medzi bajtovými a znakmi prúdmi závisí od typu dát: bajty pre binárne dáta (obrázky, spustiteľné súbory), znaky pre textové dáta.