J260713/课后作业/2026年8月7日-作业.md

2026年8月7日 课后作业 — IO 缓冲流 + 字符流：中文读写、成绩排序写回、接口化文件复制

说明：本次课程学习了 IO 缓冲流（BufferedOutputStream / BufferedInputStream：内部缓冲区、flush() 刷新、基础流 vs 扩展流）、字符流（FileReader / FileWriter：字符流 = 字节流 + 字符集编码表、直接 write(String) 写中文无需 getBytes()）、字符缓冲流（BufferedReader / BufferedWriter：readLine() 逐行读取、newLine() 跨平台换行）以及 接口化文件复制（CopyFile 接口 + 面向接口编程 / 多态 + System.currentTimeMillis() 耗时对比）。

本作业共 3 道题：基础题（必做）——字符流中文读写器；进阶题（必做）——字符缓冲流成绩排序写回；挑战题（选做）——接口化文件复制效率对比器。覆盖今日 80% 以上知识点。

---

📌 作业总体要求

一、命名要求

项目	要求
类名	Demo_题号_你的姓名（如 Demo_01_张三、Demo_02_李四、Demo_03_王五）
文件头注释	每个 Java 文件头部需包含 @author、@title、@create 文档注释

二、提交方式与截止时间

项目	要求
提交方式	将源码文件 + 运行结果截图提交至班级指定平台
截止时间	下次上课前

---

一、基础题（必做）

题目 1：字符流中文读写器 CharFileDemo（⭐⭐ 必做）

知识点：字符流概念（字符流 = 字节流 + 字符集编码表）、FileWriter（直接 write(String) 写中文、六种写方法）、FileReader（read() / read(char[]) 两种读法）、new String(chars, 0, count) 字符数组转字符串、flush() / close()

场景描述：字节流操作中文很不方便，需要 getBytes() 手动转字节数组。字符流内部按字符集编码表完成"字符 ↔ 字节"转换，可以直接 write("中文")。请用 FileWriter 把一首中文古诗写入 D:/poem.txt，再用 FileReader 读回并显示到控制台。

题目要求：

import java.io.FileReader;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;

/**
 * @author 你的姓名
 * @title 题目1：字符流中文读写器
 * @create 2026/8/7
 */
public class Demo_01_姓名 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // ========== 写：FileWriter 直接写中文（无需 getBytes） ==========
        // TODO 1: new FileWriter("D:/poem.txt") 创建文件字符输出流
        // TODO 2: 用 fw.write("...") 写至少 2 句中文（如静夜思），句末用 fw.write("\r\n") 换行
        // TODO 3: fw.flush();   // 字符流自带缓冲区，强制刷新到文件
        // TODO 4: fw.close();   // 关闭流

        // ========== 读：FileReader 读回并显示 ==========
        // TODO 5: new FileReader("D:/poem.txt") 创建文件字符输入流
        // TODO 6: char[] chars = new char[1024];
        //         int count;
        //         while ((count = fr.read(chars)) != -1) {
        //             System.out.print(new String(chars, 0, count));
        //         }
        // TODO 7: fr.close();   // 关闭流
    }
}

预期输出示例：

床前明月光，疑是地上霜。
举头望明月，低头思故乡。

要求说明：

1. 必须使用字符流（FileWriter / FileReader），不允许用字节流
2. 写中文不需要调用 getBytes()，直接 write("中文")
3. 读取使用 read(char[]) 批量读取 + new String(chars, 0, count)，不允许逐字符打印

💡 提示：

• FileWriter / FileReader 构造方法只传路径即可（使用系统默认字符集）
• fr.read(chars) 返回本次读到的有效字符个数，可能小于 chars.length，所以转字符串时务必用 new String(chars, 0, count) 截断有效部分
• flush() 之后还可以继续写；close() 之前会自动刷新一次

🎯 挑战加分（选做）：

1. 用 new FileWriter("D:/poem.txt", true) 追加写第二段，验证 append=true 追加 vs 默认覆盖
2. 用 write(String, off, len) 只写入诗句的某一段子串
3. 统计读到的汉字个数（提示：读到的 char 值 > 127 即为非 ASCII 中文字符）

---

二、进阶题（必做）

题目 2：字符缓冲流成绩排序写回 ScoreSort（⭐⭐⭐ 必做）

知识点：BufferedReader / BufferedWriter、readLine() 逐行读取（末尾返回 null）、newLine() 跨平台换行、String.split("-") 拆分、Integer.parseInt() 字符串转整数、ArrayList + Collections.sort + Comparator（Lambda）排序、读取→处理→集合→排序→写回五步闭环

场景描述：D:/scores.txt 中保存了若干行"姓名-成绩"（顺序是乱的），如下：

李四-78
王五-92
张三-66
赵六-85
孙七-95
周八-88

请用 BufferedReader 逐行读取 → split("-") 拆分成姓名和成绩 → 封装 Student 对象存入 ArrayList → 按成绩从高到低排序 → 用 BufferedWriter 把带名次的结果写回 D:/sorted.txt。

题目要求：

import java.io.BufferedReader;
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.FileReader;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;

/**
 * @author 你的姓名
 * @title 题目2：字符缓冲流成绩排序写回
 * @create 2026/8/7
 */
public class Demo_02_姓名 {
    // 学生类：姓名 + 成绩
    static class Student {
        private String name;
        private int score;
        public Student(String name, int score) { this.name = name; this.score = score; }
        public String getName() { return name; }
        public int getScore() { return score; }
        @Override
        public String toString() { return name + "-" + score; }
    }

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // ========== 1、将文件中的数据读取到程序中 ==========
        // TODO 1: new BufferedReader(new FileReader("D:/scores.txt")) 字符缓冲流包装
        // TODO 2: while ((line = br.readLine()) != null) { ... } 逐行读取

        // ========== 2、对读取到的数据进行处理 ==========
        // TODO 3: String[] parts = line.split("-");   按 "-" 拆分成 [姓名, 成绩]
        // TODO 4: int score = Integer.parseInt(parts[1]);   成绩字符串 → 整数

        // ========== 3、将处理后的数据添加到集合中 ==========
        // TODO 5: new Student(parts[0], score) 封装对象，list.add(stu) 存入 ArrayList

        // ========== 4、对集合中的数据进行排序 ==========
        // TODO 6: Collections.sort(list, (o1, o2) -> o2.getScore() - o1.getScore());  // 按成绩降序

        // ========== 5、将排序后的集合中的数据写入到文件中 ==========
        // TODO 7: new BufferedWriter(new FileWriter("D:/sorted.txt"))
        // TODO 8: for 遍历排序后的集合，bw.write("第" + (i+1) + "名：" + list.get(i)) + bw.newLine()
        // TODO 9: bw.flush();  bw.close();  br.close();
        System.out.println("排序完成！结果已写入 D:/sorted.txt");
    }
}

预期输出示例（D:/sorted.txt 内容）：

第1名：孙七-95
第2名：王五-92
第3名：周八-88
第4名：赵六-85
第5名：李四-78
第6名：张三-66

要求说明：

1. 必须使用字符缓冲流（BufferedReader / BufferedWriter），不允许用普通字符流
2. 读取用 readLine() 逐行读取，while ((line = br.readLine()) != null) 循环
3. 排序用 Collections.sort + Comparator（Lambda 或匿名内部类均可），按成绩降序
4. 写回用 newLine() 换行（不要手写 "\r\n"）

💡 提示：

• line.split("-") 返回 String[]，parts[0] 是姓名、parts[1] 是成绩字符串
• Integer.parseInt(parts[1]) 把成绩字符串转成整数后，才能按数值降序（否则字符串按字典序，"95" 会排在 "9" 后面导致排序错误）
• bw.write("第" + (i + 1) + "名：" + list.get(i)) 直接拼接对象会自动调用重写的 toString() 输出"姓名-成绩"

🎯 挑战加分（选做）：

1. 二次排序：成绩相同时按姓名字典序升序（result == 0 ? o1.getName().compareTo(o2.getName()) : result）
2. 让 Student implements Comparable<Student>，用 TreeSet 自动排序去重
3. 脏数据过滤：读取时跳过成绩不在 0~100 范围的行

---

三、挑战题（选做）

题目 3：接口化文件复制效率对比器 CopyCompare（⭐⭐⭐⭐ 选做）

知识点：CopyFile 接口（面向接口编程 / 多态）、FileInputStream / FileOutputStream 普通字节流、BufferedInputStream / BufferedOutputStream 字节缓冲流、byte[] 缓冲区循环复制、try-catch-finally 关闭资源、System.currentTimeMillis() 耗时对比、基础流 vs 扩展流

场景描述：课堂用 CopyFile 接口统一了文件复制规范，并实现了两个版本：Copy01（普通字节流 + byte[8192] 数组）和 BufferedCopy（缓冲流包装底层流）。请定义 CopyFile 接口 + 实现这两个版本，复制同一个大文件，用耗时说话——验证"缓冲流更快"。

题目要求：

import java.io.*;

/**
 * @author 你的姓名
 * @title 题目3：接口化文件复制效率对比器
 * @create 2026/8/7
 */
public class Demo_03_姓名 {
    // ========== ① 复制器接口：统一复制规范 ==========
    interface CopyFile {
        String copy(String src, String desc) throws IOException;
    }

    // ========== ② 普通字节流实现：FileInputStream + FileOutputStream + byte[8192] + try-catch-finally ==========
    static class Copy01 implements CopyFile {
        @Override
        public String copy(String src, String desc) {
            // TODO 1: FileOutputStream fos / FileInputStream fis 声明为 null，try 中创建
            // TODO 2: byte[8192] 缓冲区 + while ((len = fis.read(bytes)) != -1) { fos.write(bytes, 0, len); }
            // TODO 3: catch (IOException e) 返回 "文件复制失败"
            // TODO 4: finally 中关闭 fos / fis（close 也可能抛 IOException → 包装成 RuntimeException）
            return "文件复制成功";
        }
    }

    // ========== ③ 缓冲流实现：BufferedOutputStream / BufferedInputStream 包装底层流 ==========
    static class BufferedCopy implements CopyFile {
        @Override
        public String copy(String src, String desc) throws IOException {
            // TODO 5: 先创建文件流，再用缓冲流包装（new BufferedOutputStream(fos)）
            // TODO 6: byte[8192] + while ((count = bis.read(bytes)) != -1) { bos.write(bytes, 0, count); }
            // TODO 7: 关闭：先关缓冲流再关底层流
            return "复制成功";
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        String src = "D:/大文件.zip";   // 换成你电脑上任意大于 10MB 的文件
        // TODO 8: 用 new Copy01().copy(src, "D:/copy1.zip") 复制，System.currentTimeMillis() 统计耗时
        // TODO 9: 用 new BufferedCopy().copy(src, "D:/copy2.zip") 复制，统计耗时
        // TODO 10: 输出两次耗时，对比哪个更快
    }
}

预期输出示例：

普通字节流耗时：486 毫秒
缓冲流耗时：203 毫秒
缓冲流更快！

要求说明：

1. CopyFile 接口方法 String copy(String src, String desc) throws IOException
2. 两个实现类都必须 implements CopyFile，体现面向接口编程 / 多态
3. 复制前后对比源文件与目标文件大小，必须完全一致
4. 用 System.currentTimeMillis() 分别统计两个版本的复制耗时并输出对比

💡 提示：

• Copy01 用 try-catch-finally 内部处理异常（返回提示信息）；BufferedCopy 可以直接 throws IOException（接口允许两种异常处理风格并存）
• 关闭顺序：Copy01 先关 fos 再关 fis；BufferedCopy 先关缓冲流再关底层流
• 复制同一个大文件（视频、zip 等）效果更明显；小文件耗时差异很小

🎯 挑战加分（选做）：

1. 缓冲区大小对比：把 byte[] 改成 1024 / 4096 / 8192 / 16384 各测一次，总结"缓冲区大小 → 耗时"规律
2. 字符集乱码实验：用 FileWriter 的 Charset.forName("GBK") 写一个中文文件，再用默认字符集的 FileReader 读取，观察乱码；改用 FileReader(path, Charset.forName("GBK")) 指定同一字符集读，验证乱码消失
3. IO 流体系梳理：仿照课堂 Demo04 小结，画出今日 IO 流完整体系图（基础流：字节/字符 + 输入/输出；处理流：缓冲字节/缓冲字符），并说明每个流"处理什么类型、怎么配对包装"

---

四、提交要求

• 类名：Demo_题号_姓名（如 Demo_01_张三、Demo_02_李四、Demo_03_王五）
• 文件头注释：每个 Java 文件头部必须包含 @author（你的姓名）、@title（题目名称）、@create 2026/8/7
• 提交内容：源码文件 + 运行结果截图
• 必做/选做：基础题（题目 1）、进阶题（题目 2）为必做；挑战题（题目 3）为选做，鼓励学有余力的同学完成