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ファイルの入出力

ストリーム（Stream）

Javaで入出力を扱うには，ストリームという概念の理解が必要です．ストリームとは，データを流れとして扱う仕組みです．データがデータソース（Data Source; データの源，入力元）から流れてくる入力ストリームと，データをデータの出力先（Data Destination; 出力先）に流し込む出力ストリームの２つがあります．

下の画像が入力ストリームを表しています．データソースはファイルやネットワークから，もしくは，別のプログラムであるなど，入力ストリームを扱う側は知らなくても良いようになっています．とにかく，ストリームを扱う側は，必要なデータが流れてくることさえ理解していれば良いわけです．このような性質のため，Javaでは，あらゆる入出力にストリームを利用します．

入力元がファイルであろうと，ネットワークの先であろうと，受け取る方法は同じです．入力元がどこであろうと，同じように扱うために，ラッピングという作業が必要になります．

下の画像が出力ストリームを表しています．出力も入力ストリームと同じく，ラッピングを利用して，出力先を気にすることなくデータを書き込めます．

ファイル，ネットワーク，また，メモリに書き込むときにもストリームを利用します．

ラッピング（Wrapping）

先ほど，ファイルやネットワーク，さては，メモリの入出力までストリームを利用できると述べました．異なるものを同じように扱うために，ラッピング（wrapping）と言う概念を利用します．ラッピングは，アダプタパターン（Adapter Pattern）と言われる場合もあります．

ラッピングとは，包むや包装するという意味です．その意味のとおり，ラッピングを行うには，とある実体を別の型で覆います．右図のように，別の型で覆うことで，内側の型（Inner）を外側の型（Outer）として扱えるようになります．

// Inner.java
public class Inner{
  void method1(){
    // some operation...
  }
}
// Outer.java
public class Outer{
  Inner inner
  void method2(){
    inner.method1();
  }
}
// Main.java
public class Main{
  void run(){
    Inner inner = new Inner();
    Outer outer = this.wrap(inner);
    outer.method2();
  }
  Outer wrap(Inner inner){
    Outer outer = new Outer();
    outer.inner = inner;
    return outer;
  }
}

Reader/Writer, InputStream/OutputStream

Javaのストリームを扱う型は下の図のように，Reader，Writer，InputStream，OutputStreamの４種類に大別できます．

上図を縦のグループで見ると，Reader/Writerがテキストデータを扱う型，InputStream/OutputStreamがバイナリデータを扱う型です．バイナリデータとは，画像ファイルや音声ファイルなどです．文字を扱う型では，HTMLやプログラムのソースファイルなど，テキストデータを扱います．

一方，上図を横のグループで見ると，ReaderとInputStreamが入力ストリームを表しており，WriterとOutputStreamが出力ストリームを表しています．そして，Readerと呼ばれる型にも複数の型が存在します．Writerも同じく，複数のWriter型が存在します．

この講義では，テキストデータを扱う型（Reader/Writer）のみを扱います．ただし，バイナリデータを扱う型であってもテキストデータを扱う型と使い方はほぼ同じです．

import文

４種類のストリームを扱う場合は，import文が必要です．それぞれの型の先頭にjava.io.をつけたものを import してください．例えば，Reader と Writerを使いたい場合は，次の2行がプログラムの先頭に必要です．

import java.io.Reader;
import java.io.Writer;

Reader型の例えば，FileReader，BufferedReader を利用するときには，次の２行が必要です．

import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileReader;

複数の import 文をまとめるために，import java.io.*;としても構いません．先ほどのReaderとWriterのimportの2行を1行で書けるようになります．