Java文件操作基础之二进制文件的读取与写入

Java读取二进制文件

背景说明

• 二进制文件（Binary File）与文本文件不同，它存储的数据不是可读字符，而是原始字节。
• 读取二进制文件时，使用 InputStream，写入二进制文件时使用 OutputStream。
• 对二进制文件，不能用 readLine() 直接读取（它是字符流方法）。如果想逐行读取，可以将字节转换为字符（需知道编码）。

读取二进制文件示例

import java.nio.file.*;
import java.io.*;

public class BinaryFileReadExample {

    public static void main(String[] args) {
        Path file = Paths.get("example.bin"); // 二进制文件路径

        // try-with-resources 自动关闭流
        try (InputStream in = Files.newInputStream(file)) {

            // 将输入流包装成 BufferedInputStream 提高效率
            BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(in);

            byte[] buffer = new byte[1024]; // 每次读取 1024 字节
            int bytesRead;

            while ((bytesRead = bis.read(buffer)) != -1) {
                // bytesRead 表示本次实际读取的字节数
                for (int i = 0; i < bytesRead; i++) {
                    System.out.printf("%02X ", buffer[i]); // 以十六进制打印
                }
                System.out.println();
            }

        } catch (IOException x) {
            System.err.println("读取文件异常: " + x);
        }
    }
}

说明

1. Files.newInputStream(file) 返回一个 未缓冲的 InputStream。
2. 使用 BufferedInputStream 可以提高读取效率，减少 I/O 调用次数。
3. 每次读取固定大小的字节数组（buffer），直到返回 -1 表示文件结束。
4. 可将字节数组打印、保存或进行其他二进制处理。

转换为字符流读取（可选）

如果二进制文件是文本数据，想按行读取，可像这样：

try (InputStream in = Files.newInputStream(file);
     BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(in, "UTF-8"))) {

    String line;
    while ((line = reader.readLine()) != null) {
        System.out.println(line);
    }

} catch (IOException x) {
    System.err.println("读取文本文件异常: " + x);
}

• InputStreamReader 将字节流转换为字符流，指定编码（如 UTF-8）。
• BufferedReader 提供 readLine() 方法，可按行读取文本数据。

小结

• InputStream vs Reader
  • InputStream：读取原始字节 → 二进制文件
  • Reader：读取字符 → 文本文件
• 缓冲流 BufferedInputStream / BufferedReader 提高效率
• try-with-resources 自动关闭流，防止资源泄漏
• 循环读取：用 read(buffer) 或 readLine() 控制循环，处理大文件

Java写入二进制文件

背景说明

• Java NIO 提供了 Files.newOutputStream(Path, OpenOption...) 方法，用于 创建或写入文件。
• 这个方法返回一个 未缓冲的 OutputStream，可用于写入二进制数据。
• 可以通过可选参数 OpenOption 指定文件的写入方式：
  • CREATE：文件不存在时创建
  • TRUNCATE_EXISTING：文件存在时清空
  • APPEND：追加到文件末尾

默认行为：如果文件不存在，则创建；如果文件存在，则清空。等价于 CREATE + TRUNCATE_EXISTING。

示例代码：写入日志文件

import static java.nio.file.StandardOpenOption.*;
import java.nio.file.*;
import java.io.*;

public class LogFileTest {

    public static void main(String[] args) {
        String s = "Hello World! ";
        byte[] data = s.getBytes(); // 将字符串转换为字节数组
        Path p = Paths.get("./logfile.txt"); // 日志文件路径

        // try-with-resources 自动关闭流
        try (OutputStream out = new BufferedOutputStream(
                Files.newOutputStream(p, CREATE, APPEND))) {

            out.write(data, 0, data.length); // 写入字节数据
            System.out.println("写入完成: " + s);

        } catch (IOException x) {
            System.err.println("写入文件异常: " + x);
        }
    }
}

说明

BufferedOutputStream：用于缓冲写入，提高写入效率，减少磁盘 I/O 调用。

OpenOption 参数：

• CREATE：不存在则创建
• APPEND：存在时追加
• 可组合使用，如：CREATE, TRUNCATE_EXISTING → 覆盖写入

字节数组写入：

• write(byte[] b, int off, int len) 写入指定范围的字节
• 可直接写整个数组，也可以写部分数据

try-with-resources：

• 自动关闭流，避免资源泄漏
• 异常发生时，流依然会被正确关闭

扩展示例：多行追加写入

String[] lines = {"第一行日志", "第二行日志", "第三行日志"};
try (OutputStream out = new BufferedOutputStream(
        Files.newOutputStream(p, CREATE, APPEND))) {

    for (String line : lines) {
        out.write((line + System.lineSeparator()).getBytes());
    }

} catch (IOException x) {
    System.err.println(x);
}

• System.lineSeparator() 自动获取平台换行符，保证跨平台兼容性。
• 每次循环将一行追加到文件末尾。

小结

创建/写入文件常见方式：

• 新建文件：CREATE
• 覆盖写入：TRUNCATE_EXISTING
• 追加写入：APPEND

BufferedOutputStream vs OutputStream

• 缓冲流效率更高
• 对大文件写入尤其有用

异常处理

• IO 操作容易出错，务必使用 try-with-resources + catch 捕获异常
• 保证资源关闭，防止文件句柄泄漏

字节流 vs 字符流

• OutputStream 写字节 → 二进制或编码后的文本
• Writer 写字符 → 文本文件，自动处理字符编码