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实验五 输入输出流

实验五 输入输出流
📅 发布时间：2026/6/19 11:53:06

一、实验概述

本次上机实验围绕 Java 输入输出字符流完成举重成绩自动统计工具，分为两个核心类：Fenxi.java负责文本数字提取求和，AnalysisResult.java完成文件读取、成绩计算、结果追加写入文件全流程。通过缓冲字符流实现文本文件高效读写，结合正则与字符串分割完成成绩数值解析，完整落地文件 IO 业务场景。

二、整体解题思路

1. 需求拆解

  1. 读取本地score.txt举重原始成绩文本，逐行处理；
  2. 提取每行文字中所有数字（支持小数成绩），自动累加计算总成绩；
  3. 原始文本拼接总成绩后控制台打印；
  4. 将处理后的完整数据追加写入新文件socreAnalysis.txt，多次运行不覆盖历史数据；
  5. 捕获 IO 读写异常，保证程序健壮性。

2. 分层实现思路

（1）数值解析层：Fenxi 工具类
  • 正则表达式[^0123456789.]匹配所有非数字、非小数点字符；
  • 将所有无关字符统一替换为分隔符*；
  • 使用StringTokenizer按分隔符拆分纯数字字符串；
  • 循环转换为 double 类型累加，返回该行总成绩。
（2）文件 IO 业务层：AnalysisResult 主类
  • 底层文件流：FileReader读取源文件，FileWriter(file,true)开启追加模式输出；
  • 缓冲包装：用BufferedReader、BufferedWriter封装底层文件流，提供readLine()按行读取、newLine()换行等便捷方法；
  • 循环逐行读取文件，调用工具类计算总分，拼接文本后输出控制台 + 写入目标文件；
  • 流关闭：读写完成手动关闭缓冲流释放资源；
  • 异常捕获：捕获IOException打印异常信息，避免程序直接崩溃。

3. 填空逻辑推导（原题 4 处代码填空）

  1. 【代码 1】new FileWriter(fWrite, true)：第二个参数 true 代表追加写入，满足题目追加要求；
  2. 【代码 2】new BufferedWriter(out)：缓冲输出流必须接收 Writer 子类对象做底层流；
  3. 【代码 3】new FileReader(fRead)：文件字符输入流，继承自 Reader 抽象类；
  4. 【代码 4】new BufferedReader(in)：缓冲输入流包装 Reader，实现按行读取。

三、完整示例代码

1. Fenxi.java（数字解析工具类）

import java.util.*; public class Fenxi { public static double getTotalScore(String s) { //匹配所有非数字字符 String regex="[^0123456789.]"; String digitMess=s.replaceAll(regex,"*"); StringTokenizer fenxi = new StringTokenizer(digitMess,"*"); double totalScore=0; while(fenxi.hasMoreTokens()){ double score = Double.parseDouble(fenxi.nextToken()); totalScore = totalScore+score; } return totalScore; } }

2. AnalysisResult.java（文件读写主程序）

import java.io.*; import java.util.*; public class AnalysisResult { public static void main(String args[]) { File fRead = new File("score.txt"); File fWrite = new File("socreAnalysis.txt"); try { //【代码1】追加模式文件字符输出流 Writer out = new FileWriter(fWrite, true); //【代码2】缓冲输出流包装 BufferedWriter bufferWrite = new BufferedWriter(out); //【代码3】文件字符输入流 Reader in = new FileReader(fRead); //【代码4】缓冲输入流包装 BufferedReader bufferRead = new BufferedReader(in); String str = null; while((str=bufferRead.readLine())!=null) { double totalScore=Fenxi.getTotalScore(str); str = str+" 总成绩:"+totalScore; System.out.println(str); bufferWrite.write(str); bufferWrite.newLine(); } //关闭流 bufferRead.close(); bufferWrite.close(); }catch(IOException e) { System.out.println(e.toString()); } } }

3.score.txt

4.运行结果

四、程序创新点

  1. 通用数字提取工具，解耦业务逻辑将数字提取、求和逻辑封装独立工具类Fenxi，和文件 IO 操作完全分离，后续任何文本数字统计场景可直接复用，符合单一职责设计思想。

  2. 兼容整数 / 小数成绩，修复原代码正则缺陷原题原始正则仅匹配纯数字，未包含小数点，会导致小数拆分错误；优化正则[^0123456789.]完美适配带小数点的举重成绩，覆盖真实业务数据。

  3. 追加写入模式，支持多次迭代统计使用FileWriter(file,true)开启文件追加，重复运行程序不会覆盖已有统计结果，适合分批录入成绩、持续汇总的使用场景。

  4. 缓冲流分层包装，兼顾性能与易用性底层使用基础文件流操作磁盘，上层缓冲流封装readLine()、newLine()等便捷 API，相比原生单字符读写大幅提升大文本文件读写性能。

  5. 文本无关性解析，不限制文本格式无需固定文本分隔符，无论文字、符号如何混杂，均可自动过滤所有非数字内容提取分数，不局限于举重成绩单，可拓展到成绩单、账单、日志等数字提取场景。

五、实验心得体会

1. 技术知识点收获

  1. 分清字节流与字符流适用场景：处理中文文本文件优先使用Reader/Writer字符流，避免中文乱码；图片、视频等二进制文件才使用InputStream/OutputStream字节流。
  2. 缓冲流是 IO 优化核心：基础文件流单次读写效率极低，BufferedReader/BufferedWriter内置缓冲区，批量读写磁盘，处理多行文本必须使用。
  3. 文件追加写入关键：FileWriter第二个布尔参数控制覆盖 / 追加模式，日常日志、统计记录业务几乎都使用追加模式。
  4. 正则在文本清洗的实用价值：面对混杂文字和数字的不规则文本，正则可以快速过滤无关字符，简化数据提取流程，省去复杂字符串截取逻辑。
  5. IO 资源释放规范：文件流属于操作系统资源，使用完毕必须手动close()关闭，否则会占用文件句柄，导致文件无法修改、删除。

2. 踩坑总结

  1. 最初未注意正则缺失小数点，带小数成绩会解析报错，修正正则后程序才能正常运行；
  2. 忘记在写入文件后调用newLine()，所有输出内容会挤在同一行，可读性极差；
  3. 流关闭顺序错误：必须先关闭上层缓冲流，再关闭底层文件流，缓冲流关闭时会自动刷新缓冲区数据到磁盘；
  4. 未捕获 IO 异常直接编译报错，所有文件读写操作都属于受检异常，必须搭配try-catch或抛出异常。

3. 拓展思考

本次程序还有优化空间：可以使用 try-with-resources 语法自动关闭流，省去手动close()；增加文件不存在判断，提前提示用户创建score.txt；封装配置文件名常量，方便修改文件路径；增加总分排序、平均分统计等拓展功能。通过本次 IO 实验，我理解了 Java 文件操作的分层设计思想，底层基础流负责硬件交互，上层装饰流拓展功能，这种装饰者模式也为后续学习 IO 高级用法打下基础。