异常、实用类与I/O流进阶

1. 异常处理：不只是try-catch

异常体系

· Throwable → Error（系统内部错误，不可处理） & Exception
· Exception → RuntimeException（未检查异常） & 其他检查异常（如 IOException）

关键点：

· 检查异常必须throws或try-catch，未检查异常（如NullPointerException）不强制。
· finally总会执行，除非调用System.exit()。
· try-with-resources（Java 7+）：自动关闭实现了AutoCloseable的资源。

```java
try (BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("test.txt"))) {
    System.out.println(br.readLine());
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
} // 无需finally显式关闭br
```

自定义异常：继承Exception或RuntimeException，提供带message的构造方法。

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2. 常用实用类（java.lang & java.util）

2.1 Objects 类（Java 7+）

· Objects.requireNonNull(T obj, String message)：参数校验利器。
· Objects.equals(a, b)：安全比较，允许null。

2.2 Optional 类（Java 8+）

解决null导致的空指针，鼓励函数式风格。

```java
Optional<String> opt = Optional.ofNullable(getString());
opt.ifPresent(s -> System.out.println("长度：" + s.length()));
String result = opt.orElse("默认值");
```

2.3 StringJoiner（Java 8+）

高效拼接带分隔符的字符串。

```java
StringJoiner sj = new StringJoiner(", ", "[", "]");
sj.add("A").add("B").add("C");
System.out.println(sj);  // [A, B, C]
```

2.4 正则匹配（Pattern & Matcher）

· Pattern：编译正则表达式（Pattern.compile("\\d+")）。
· Matcher：匹配、查找、替换。

```java
Matcher m = Pattern.compile("\\b\\w+\\b").matcher("Hello world!");
while (m.find()) {
    System.out.println(m.group());
}
```

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3. I/O流进阶：字符流与缓冲流

3.1 字节流 vs 字符流

· 字节流（InputStream/OutputStream）：处理二进制数据（图片、音频）。
· 字符流（Reader/Writer）：处理文本，自动处理字符编码（UTF-8, GBK等）。
· 转换流：InputStreamReader / OutputStreamWriter 连接字节流与字符流。

```java
try (InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream("data.txt"), StandardCharsets.UTF_8);
     BufferedReader br = new BufferedReader(isr)) {
    String line;
    while ((line = br.readLine()) != null) {
        System.out.println(line);
    }
}
```

3.2 缓冲流效率原理

· BufferedReader / BufferedWriter 内部维护char[]数组，减少底层系统调用。
· BufferedInputStream / BufferedOutputStream 类似，但处理字节。
· 注意：flush() 确保缓冲区数据写出。

3.3 标准输入输出重定向

· System.setIn(InputStream) / System.setOut(PrintStream) 可重定向标准输入输出。

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4. 小型案例：单词统计工具

功能：从文本文件读取，统计每个单词出现次数，输出到另一个文件。
涉及：try-with-resources、BufferedReader、BufferedWriter、正则提取单词、Map<String, Integer>、StringJoiner。

```java
public class WordCounter {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
        Pattern wordPattern = Pattern.compile("\\b\\w+\\b");
        try (BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("input.txt"));
             BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("output.txt"))) {
            String line;
            while ((line = br.readLine()) != null) {
                Matcher m = wordPattern.matcher(line.toLowerCase());
                while (m.find()) {
                    String w = m.group();
                    map.put(w, map.getOrDefault(w, 0) + 1);
                }
            }
            // 写入结果
            for (var entry : map.entrySet()) {
                bw.write(entry.getKey() + " : " + entry.getValue());
                bw.newLine();
            }
        } catch (IOException e) {
            System.err.println("文件处理出错：" + e.getMessage());
        }
    }
}
```

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5. 常见易错点（面试/考试高频）

· catch 顺序：子类异常在前，父类在后（否则编译错误）。
· return 与 finally：如果finally中有return，会覆盖try中的return。
· Scanner 与 BufferedReader 选择：
  · Scanner：方便解析类型（nextInt()等），但内部用正则，稍慢。
  · BufferedReader + split()：更轻量高效，适合逐行处理。
· 字符编码问题：不指定编码时使用系统默认编码，易导致跨平台乱码，应显式指定StandardCharsets.UTF_8。