【Java Gold】入出力系のクラスがゴチャりがちなので整理した

Last updated at 2025-01-05Posted at 2025-01-05

「Reader , InputStreamReader, BufferedReader, InputStream, FileInputStream, BufferedInputStream」とか、「Writer, OutputStreamWriter, BufferedWriter, OutputStream, FileOutputStream, BufferedOutputStream」
の辺りがゴチャったので整理します。

1. 親子関係をみる

java.io

java.lang.Object
└── java.io
    ├── InputStream 
    │   ├── FileInputStream
    │   ├── BufferedInputStream
    │   └── DataInputStream
    ├── OutputStream
    │   ├── FileOutputStream
    │   ├── BufferedOutputStream
    │   └── DataOutputStream
    ├── Reader
    │   ├── InputStreamReader
    │   │   └── FileReader
    │   └── BufferedReader
    └── Writer
        ├── OutputStreamWriter
        │   └── FileWriter
        └── BufferedWriter

クラス	説明
`InputStream`	バイトストリームの読み取り用抽象クラス。
`OutputStream`	バイトストリームの書き込み用抽象クラス。
`Reader`	文字ストリームの読み取り用抽象クラス。
`Writer`	文字ストリームの書き込み用抽象クラス。

扱う形式がバイトストリームなのか、文字ストリームなのかで分かれていますね。

2. 読み込み：バイトストリーム系と文字ストリーム系の使い分け

判断基準	`InputStream`（バイトストリーム）	`Reader`（文字ストリーム）
扱うデータの種類	バイナリデータ（画像、音声、動画など）	テキストデータ（文字列、JSON、XMLなど）
エンコーディングの考慮	必要ない（データはそのままバイトとして扱う）	必要（テキストを正しく解釈するため、エンコーディングの指定が必要）
主な使用例	ファイルコピー、ネットワーク通信（バイナリプロトコル）、バイナリファイル操作	テキストファイルの読み書き、構造化データの処理（例: JSON、HTML、XML）
データの単位	バイト単位（`byte` 型）	文字単位（`char` 型、ユニコード文字を扱う）

バイナリデータ（画像、音声、圧縮ファイル）:
- → InputStream 系列を使用。
- バッファを使って効率化したい場合は BufferedInputStream を追加。
テキストデータ（文字列、JSON、XML）:
- → Reader 系列を使用。
- エンコーディングが必要な場合は InputStreamReader を使用。
- 効率化したい場合は BufferedReader を追加。

バイナリデータの読み込み①

InputStream input = new FileInputStream("image.png") // 1.バイトストリームとしてデータを取得

バイナリデータの読み込み②（バッファの利用あり）

BufferedInputStream input = new BufferedInputStream(// 2.バイトストリームの読み込みにバッファを使う
                                new FileInputStream("example.txt")); // 1.バイトストリームとしてデータを取得

バイトストリームを直接扱う場合、テキストデータではなくバイナリデータ（画像や音声など）が対象。
BufferedInputStream は効率的なバイトストリームの読み込みをサポート。

テキストデータの読み込み①（エンコード指定なし）

Reader reader = new FileReader("example.txt"); // 1.文字ストリームとしてデータを取得

テキストデータの読み込み②（エンコード指定あり）

Reader reader = new InputStreamReader(// 2.バイトストリームを文字ストリームに変換
                    new FileInputStream("example.txt"), "UTF-8")) // 1.バイトストリームとしてデータを取得

テキストデータの読み込み③（エンコード指定あり、バッファの利用あり）

BufferedReader reader = new BufferedReader( // 3.文字ストリームの読み込みにバッファを使う
                            new InputStreamReader(// 2.バイトストリームを文字ストリームに変換
                                new FileInputStream("example.txt"), "UTF-8")) // 1.バイトストリームとしてデータを取得

FileReaderは文字ストリームでデータを直接読み込む、読み込み用の簡易クラスです
文字ストリームを直接扱う手段は限定的です
基本的に、ファイルはバイト形式でデータを保持しています
バイト形式のままだと文字化けする可能性があります
そのため、基本的には、バイトストリーム⇒文字ストリームの変換が必要
その変換用のクラスがInputStreamReader（Readerのサブクラス）
BufferedReader は効率的な文字ストリームの読み込みをサポート

エンコードを指定したい場合、バイトストリームで読み込み⇒文字ストリームに変換のルートしかありません。

3. 書き込み：バイトストリーム系と文字ストリーム系の使い分け

判断基準	`OutputStream`（バイトストリーム）	`Writer`（文字ストリーム）
扱うデータの種類	バイナリデータ（画像、音声、動画など）	テキストデータ（文字列、JSON、XMLなど）
エンコーディングの考慮	必要ない（データはそのままバイトとして扱う）	必要（テキストを正しく書き込むため、エンコーディングの指定が必要）
主な使用例	ファイルコピー、ネットワーク通信、バイナリファイル操作	テキストファイルの生成、構造化データの保存（例: JSON、HTML、XML）
データの単位	バイト単位（`byte` 型）	文字単位（`char` 型、ユニコード文字を扱う）

バイナリデータ（画像、音声、動画など）:
- → OutputStream 系列を使用。
- バッファを使って効率化したい場合は BufferedOutputStream を追加。
テキストデータ（文字列、JSON、XML）:
- → Writer 系列を使用。
- エンコーディングが必要な場合は OutputStreamWriter を使用。
- 効率化したい場合は BufferedWriter を追加。

バイナリデータの書き込み①

OutputStream output = new FileOutputStream("example.bin"); // 1.バイトストリームとしてデータを書き込む

バイナリデータの書き込み②（バッファの利用あり）

BufferedOutputStream output = new BufferedOutputStream( // 2.バイトストリームの書き込みにバッファを使う
                                new FileOutputStream("example.bin")); // 1.バイトストリームとしてデータを書き込む

バイトストリームを直接扱う場合、テキストデータではなくバイナリデータ（画像や音声など）が対象。
BufferedOutputStream は効率的なバイトストリームの書き込みをサポート。

テキストデータの書き込み①

Writer writer = new FileWriter("example.txt"); // 1.文字ストリームとしてデータを書き込む

テキストデータの書き込み②（エンコード指定あり）

Writer writer = new OutputStreamWriter( // 2.バイトストリームを文字ストリームに変換
                    new FileOutputStream("example.txt"), "UTF-8"); // 1.バイトストリームとしてデータを書き込む

テキストデータの書き込み③（エンコード指定あり、バッファの利用あり）

BufferedWriter writer = new BufferedWriter( // 3.文字ストリームの書き込みにバッファを使う
                            new OutputStreamWriter( // 2.バイトストリームを文字ストリームに変換
                                new FileOutputStream("example.txt"), "UTF-8")); // 1.バイトストリームとしてデータを書き込む

FileWriterは文字ストリームでデータを直接書き込む、書き込み用の簡易クラスです
OutputStreamWriter はバイトストリーム⇒文字ストリームの変換用クラス
BufferedWriter は効率的な文字ストリームの読み込みをサポート

エンコードを指定したい場合、バイトストリームで書き込み⇒文字ストリームに変換のルートしかありません。

まとめ

読み込み

文字ストリーム系

クラス	説明
`Reader`	文字ストリームの読み取りを行うための抽象クラス。
`FileReader`	ファイルから文字ストリームとしてデータを読み込む簡易クラス（デフォルトエンコーディング使用）
`InputStreamReader`	バイトストリームを文字ストリームに変換するためのラッパークラス。
`BufferedReader`	文字ストリームの読み取りを効率化するためのバッファリングクラス。行単位の操作（`readLine()`）も可能。

バイトストリーム系

クラス	説明
`InputStream`	バイトストリームの読み取りを行うための抽象クラス。
`FileInputStream`	ファイルからバイトストリームとしてデータを読み込むクラス
`BufferedInputStream`	バイトストリームの読み取りを効率化するためのバッファリングクラス。

書き込み

文字ストリーム系

クラス	説明
`Writer`	文字ストリームの書き込みを行うための抽象クラス。
`FileWriter`	ファイルに文字ストリームとしてデータを書き込む簡易クラス（デフォルトエンコーディング使用）
`OutputStreamWriter`	バイトストリームを文字ストリームに変換するためのラッパークラス（エンコーディング指定可能）
`BufferedWriter`	文字ストリームの書き込みを効率化するためのバッファリングクラス。行単位での操作も可能。

バイトストリーム系

クラス	説明
`OutputStream`	バイトストリームの書き込みを行うための抽象クラス。
`FileOutputStream`	ファイルにバイトストリームとしてデータを書き込むクラス
`BufferedOutputStream`	バイトストリームの書き込みを効率化するためのバッファリングクラス。

You get articles that match your needs
You can efficiently read back useful information
You can use dark theme

What you can do with signing up