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Java对比学习Python之高级特性:IO编程

bigegpt 2025-05-05 14:13 18 浏览

IO还是挺复杂的,有I/O模型可以分为:阻塞I/O模型、非阻塞I/O模型、I/O复用模型、信号驱动式I/O模型和异步I/O模型。

我们来系统对比一下 Java 和 Python 的 I/O 编程(输入输出),包括文件读写、标准输入输出、网络 I/O、缓冲与流式操作等方面,帮助你从 Java 背景快速掌握 Python 的 I/O 编程,当然也可以从Python背景快速掌握Java的I/O编程。


一、整体对比:I/O 编程设计理念

特性

Java

Python

I/O 类/模块

java.io / java.nio

内置 open() / 模块:io、os、shutil

面向对象程度

高:使用类封装各种流对象

较轻量,更多是函数式风格

编码处理

明确指定编码(InputStreamReader)

内置 open() 支持 encoding 参数

异常处理

必须捕获 IOException 等

可选捕获(动态类型 + EAFP 原则)

文件操作简洁度

繁琐(需要多个类组合)

简洁(内置函数 + with 上下文管理)

网络 I/O

Socket,支持同步/非阻塞(NIO)

socket模块,支持同步/协程式异步


二、文件读写对比

1. 打开文件(open)

Java:


BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader("test.txt"));

Python:

# 打开test.txt文件,只读模式,编码指定utf-8
f = open("test.txt", "r", encoding="utf-8")

2. 读文件内容

Java:

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

// java也有自动关闭流的写法,把try(BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader("test.txt"))){...

Python:

# 读取 然后不用关闭流会自动关闭文件。
with open("test.txt", "r", encoding="utf-8") as f:
    for line in f:
        print(line.strip())

Python 推荐使用 with,自动关闭文件(上下文管理)


3. 写文件内容

Java:

BufferedWriter writer = new BufferedWriter(new FileWriter("out.txt"));
writer.write("Hello Java");
writer.newLine();
writer.close();

Python:

with open("out.txt", "w", encoding="utf-8") as f:
    f.write("Hello Python\n")

4. 读取全部内容 vs 行列表

操作

Python 示例

读取全部内容

f.read()

读取一行

f.readline()

读取所有行

f.readlines() 返回列表


三、二进制读写(bytes)

Java:

FileInputStream fis = new FileInputStream("a.jpg");
byte[] buffer = new byte[1024];
int len = fis.read(buffer);

Python:

with open("a.jpg", "rb") as f:
    data = f.read()

Python 使用 'rb' / 'wb' 模式读写二进制文件,返回/写入的是 bytes 类型。


四、标准输入输出(stdin/stdout)

Java:

Scanner sc = new Scanner(System.in);
String line = sc.nextLine();
System.out.println(line);

Python:

line = input()
print(line)

五、文件与目录操作

Python 中常用:

import os
os.path.exists("file.txt")
os.mkdir("dir")
os.remove("file.txt")
os.rename("old.txt", "new.txt")

Java 则使用 File 或 Files 类:

File f = new File("file.txt");
boolean exists = f.exists();
f.renameTo(new File("new.txt"));

比较一下文件和目录操作的API:

功能

Java 示例

Python 示例

检查文件是否存在

new File("a.txt").exists()

os.path.exists("a.txt")

创建文件夹

new File("dir").mkdir()

os.mkdir("dir") 或 os.makedirs()

删除文件

new File("a.txt").delete()

os.remove("a.txt")

删除目录

new File("dir").delete()

os.rmdir("dir")

遍历目录

listFiles()

os.listdir("dir")

获取文件大小

file.length()

os.path.getsize("a.txt")

拼接路径

Paths.get("a", "b", "c")

os.path.join("a", "b", "c")

获取绝对路径

file.getAbsolutePath()

os.path.abspath("a.txt")


六、网络 I/O(简要)

网络I/O是比较复杂的,后面再专门对比。

Java:

ServerSocket server = new ServerSocket(8000);
Socket socket = server.accept();
BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));

Python:

import socket

s = socket.socket()
s.bind(('localhost', 8000))
s.listen()
conn, addr = s.accept()
data = conn.recv(1024)

Python 的 asyncio 或第三方 aiohttp 支持协程式异步 I/O。


七、对象序列化对比:Java vs Python

特性

Java

Python

序列化模块

java.io.Serializable + ObjectOutputStream

pickle(二进制) / json(文本)

序列化成文件

writeObject(obj)

pickle.dump(obj, file) / json.dump()

反序列化

readObject()

pickle.load(file) / json.load()

自定义序列化

readObject()/writeObject() 方法重写

default() 参数 + __dict__ 属性

跨平台性

Java 的序列化受 JVM 限制

json 通常跨语言,pickle 仅限 Python


Java 序列化示例

class Person implements Serializable {
    String name;
    int age;
}

ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("person.ser"));
oos.writeObject(new Person("Tom", 20));
oos.close();

//虽然这种方式是jdk提供的,不过一般用的少,可用protobuf或者jsonObject来做序列化。

Python pickle 示例

import pickle

class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

# 序列化
p = Person("Tom", 20)
with open("person.pkl", "wb") as f:
    pickle.dump(p, f)

# 反序列化
with open("person.pkl", "rb") as f:
    new_p = pickle.load(f)
    print(new_p.name, new_p.age)

Python json 示例(跨平台更好)

import json

person = {"name": "Tom", "age": 20}
# 写入 JSON 文件
with open("person.json", "w", encoding="utf-8") as f:
    json.dump(person, f)

# 读取 JSON 文件
with open("person.json", "r", encoding="utf-8") as f:
    data = json.load(f)
    print(data["name"], data["age"])

注意:json 只能处理基础类型(dict, list, str, int, float, bool, None)


#java#

#python自学#

#Python#

都看到这里了,不妨点个关注,后面会分享大模型应用开发相关的哦。

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