プログラムを学習しはじめても，なかなか自分で役に立つプログラムを作成できない
場合もあるのではないだろうか。しかし，ファイルからデータを読み込んだり，ファイル
にデータを書き込んだりすることによって，プログラムの応用範囲は飛躍的に広がる。
　今回から，Javaの入出力について解説する。

【入出力】

　まず，コンピュータで言う「入出力(input/output)」ということを考えてみよう。
プログラムが通常，扱う世界は，おおざっぱに言って，「CPUとメモリ」である。Java
で言えば，「Java仮想マシンの中」ということになる。
　しかし，「CPUとメモリ」の世界だけでプログラム処理を行っても意味が無い。たとえ
ば，計算を行ったら，その結果を外界に伝えなくてはならない。そのため，私たちは
　　System.out.println((a * b) / 2.0);
というようなメソッド呼び出しを行って，計算結果を表示端末の画面に表示しているので
ある。これは，まさに「CPUとメモリ」の外部(この場合は，表示端末)へ情報を送り出し
て，人間に対して計算結果を伝えていることになる。このように，「CPUとメモリ」の外
部にデータを送り出すことを，「データを出力(output)する」と言う。
　また，「CPUとメモリ」の閉じた世界の中で，いつも同じデータに対して同じ処理を行
っても，同じ結果が得られるだけで，これもまた，あまり意味のないものと言える。ソフ
トウェアが有意義な「仕事」をするためには，必要に応じて，「CPUとメモリ」の世界の
外からデータを取り入れて，処理を行う必要がある。このように，外界から「CPUとメモ
リ」の世界へデータを取り入れることを，「データを入力(input)する」と言う。

■1. ２種類の入出力方法

　さて，肝心の入出力方法だが，主に2つのアプローチがある。

●ランダムアクセス入出力

　ひとつは，ファイルなどの入出力先をまるで配列(同じデータ型の多くのデータが隙間無
く詰められたもの)であるかのように扱って，ランダムアクセスを行う方法である。
　ランダムアクセスとは，アクセスしたいデータへ直にアクセスするアクセス方法である。
たとえば，配列では要素へのアクセスはランダムアクセス方式で行われる。aという名前の
配列があったとそして，aの10番目の要素(a[10])へアクセスしたいときは，その要素へ直
接アクセスできる。
　たとえばJavaには，ファイルを配列のようなものと考え，ファイルに記録されているデー
タにランダムアクセスすることを可能にするRandomAccessFileというクラスがある。
　しかし，ランダムアクセスを行うには，入出力先の外部機器自体がランダムアクセス機能
を提供していなくてはならない。そのような外部機器は少なく，実質的には，ファイルを記
録するディスクドライブしかないと言って良いだろう。

●ストリームによる入出力

　もうひとつの方法は，外部からデータを順々に入力したり，外部へデータを順々に出力し
ていくような方法である。Javaをはじめ，多くのプログラミング言語では，このような入出
力を，ストリーム(stream)という概念で表現している。
　下図Fig.1にストリームの概念を示す。ストリームは，外界と「CPUとメモリの世界」(Java
仮想マシン)を結ぶ「データの流れ道」のようなもので，このストリームの中をデータが順々
に流れていく。


　たとえば，上図Fig.1では，キーボードからタイプされた“hello!”という文字を表す6個の
バイトデータが，最初に'h'，次に'e'，という具合にストリームに流れていき，やはり'h'，'e'，
'l'，'l'，'o'，'!'の順番でJava仮想マシンに入力されていく。
　同様に，“hello!”という文字を表す6個のバイトデータが出力用のストリームを通って，
モニタ(正確に言えば，表示端末)に出力・表示される。stream とは，英語では「小川」
を意味する単語である。まさにストリームはデータの流れる小川と言える。

　ここで重要なのは，入力元からストリームへ入ったデータは，その順番どおりにJava仮想
マシンへ入力されることである。同様に，Java仮想マシンから出力されたデータは，その出
力された順番どおりに出力先へ届く。ここがストリームのアクセスがランダムアクセスと大
きく異なるところである。
　ストリームによって入出力する外部機器は，ランダムアクセスのような高機能を持つ機器
である必要は無い。入力元の機器は，データを順次ストリームに送り出す機能を持ってれば
いいだけであるし，出力先の機器は，ストリームからやってくるデータを順次受け入れる能
力を持っていればOKである。そのため，ほとんどの入出力機器をストリームで扱うことが可
能である。そのためFig.1に示すように，ファイルはもちろん，キーボードや表示端末とのデ
ータのやりとり，そしてデータ通信でのデータの送受にもストリームを使うことができるの
である。

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