如何理解編程語言中「流」（stream）的概念？

01-23

在 Java 相關的資料中這麼說：

An object from which we can read a sequence of bytes
is called an input stream. An object to which we can write a sequence of
bytes is called an output stream.

意思應該是在面向對象中流就是對象，可以從這個對象讀位元組序列（輸入流）或者寫位元組序列（輸出流）。
而在學 C 的時候，說流就是位元組序列。
感覺這兩種對流的解釋差別特別大，是因為面向對象造成的差異嗎?

這個問題可以從這個角度回答:

為什麼要有流?

假設沒有流, 所有的數據都可以用二進位串來表示, 也沒什麼的呀. 我們再簡單點, 就認為那是string. 假設我寫了一個html的parser:

def html_parse(html_string): // do magic return html_tree

可是我們可能是從網路獲得 html_string 的, 大家都知道網路相比於CPU的速度那就很慢了, 我們希望能夠邊獲得數據, 邊解析數據, 充分利用CPU, 那麼我們可能會這樣寫

parser = Parser() while not is_net_done(): bytes = read_little_from_net() parser.parse_little(bytes) print parser.tree

也就是, 我們會從網路裡面讀一點, 解析一點.

類似的需求很常見, 比如播放視頻的時候, 我們肯定是希望從硬碟(或者網路)讀取一點, 播放一點, 一個視頻4GB, 要是全部載入內存才能播放, 好多人都看不成1080p的了.

所以, 我們有充分的理由把這種讀一點處理一點(以及相反的生成一點, 寫入一點)的數據類型(或曰操作)抽象出來, 這就是流.

至於其實現原理, 就實在太簡單, 而且多種多樣, 不講了.

你只要記住: 流就是讀一點數據, 處理一點點數據. 就可以了.

現有答案很多人說的是用來存放數據的Stream吧？但我更傾向於這是類庫或執行環境中的數據流概念，而不是編程語言里的概念。這種「流」的典型代表好比Java里的InputStream，OutputStream。

而說起編程語言里的Stream，我認為應該說是一種「延遲執行」的序列構造，典型代表是Java 8里java.util.stream的那些東西。隨手搜了一些資料：

Functional Programming - Streams

還可以去Coursera上面看Programming Languages課程，用Racket講過Stream。

Racket Documentation - 4.14.2 Streams

PS：回答後發現題主補充了詳細說明，原來要的就是「數據流」。真是豈有此理，那就當我沒說吧……

Scala中的Stream

object Stream { def cons[T](hd: T, tl: =&> Stream[T]) = new Stream[T]{ def isEmpty = false def head = hd def tail = tl // t1不立即計算的 } ..... }

可以作延時計算的.

PS：回答後發現題主補充了詳細說明，原來要的就是「數據流」。真是豈有此理，那就當我沒說吧…… --- @趙劼

一切能被讀寫的都是文件，流是讀寫文件的抽象；其實這個概念在 unix 和 plan9 體現得非常嚴重

`A Stream Input/Output System", from ATT Bell Laboratories Technical Journal, 1984

A very important concept in C is the stream. In C, the stream is a common, logical interface to the various devices that comprise the computer.

In its most common form, a stream is a logical interface to a file. As C defines the term "file", it can refer to a disk file, the screen, the keyboard, a port, a file on tape, and so on.

Although files differ in form and capabilities, all streams are the same. The stream provides a consistent interface and to the programmer one hardware device will look much like another.

參見The Stream File

C programming Interview questions and answers: What is stream in c programming language?

所以，流（stream）是一種面向多種設備的（通常是文件（file））的邏輯的介面（logical interface）。

流（Stream）就是指像水流一樣長長的一串的東西。

在很多時候，流（Stream）是位元組流（Byte Steram）的簡稱，也就是長長的一串位元組，，，，

當然，除了位元組流，我們還可以有視頻流、音頻流、數據流，，，，

流只有一個特徵就是連續，流可以沒有頭可以沒有尾，甚至可能沒有絕對的位置（因為無頭無尾），但是由於流是連續的，所以有相對位置。

流是一個很抽象的概念，只有多用才能理解。

但是流絕對不是一個容器，這是一個典型的誤解。容器可以被視為一個流，或者可以用流的方式來讀寫，但流不是容器。

譬如說，網路流（NetworkStream）就不是一個容器，也正因為流不是一個容器，所以流不存在拷貝。我們可以拷貝文件，拷貝內存，但是不能拷貝一個流。

同理，標準輸入輸出流顯然也不是容器。

如果是說.NET Framework中的Stream對象，其實我覺得他更像一個設備（Device）。這個設備提供或者不提供三個方法：讀（Read )、寫（Write）、檢索（Seek），但是一個設備必須至少提供讀或者寫中的一個方法。

Streams as Lazy Lists

人家問的是編程語言裡面的Stream，你們扯什麼水流比特流？連SICP都沒讀過就別出來貽笑大方了，OK？

給除了 @趙劼@壯壯以外的其他逗比答案點了反對+沒有幫助。

像水流的東西。一個抽象的概念。譬如說:

黃河之水天上來，奔流到海不復回

有源頭：天上來

有方向：到海

有順序：奔流（後浪推前浪）、不復回

編程語言的流常常用來指：位元組流、字元流等數據流

關注於流的話，數據與水並沒有區別。

基本同意 @薛非的說法。

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看不清裡面是什麼吧，就像水一樣就流過去了

就是邊生產數據，邊處理消費數據。從抽象上來看，就是流。例子，攝像頭數據採集等。

流是一個抽象的概念，很多人一看到流就講什麼位元組流，對象流，比特流……其實都是具體化了。當然，要理解抽象的東西必須有真實的對照，但是位元組、對象、比特本身就是比較抽象的東西，自然不易理解。讓我們來舉個實際點的栗子——工廠。

工廠有生產線，生產線上有工人（或者說機器人）。每個工人一般都是在一個固定的位置，對處於某個狀態的產品按指定的工序進行加工。

那麼，把生產線上的一個接一個的產品當成流（Stream），工人就是流處理器（Stream Wrapper/Filter，即加工或篩選），然後生產線上運輸產品的裝置（比如傳送帶）就是管道（Pipeline）。

流處理就是將數據處理模擬成工廠的生產線，每一道工序（wrapper）上都有特定的處理程序，處理好了就pipe到下一道工序。用偽代碼表示如下：

a.pipe(b).pipe(c).pipe(d); // ....

所以說流（Stream）是指數據（Data），而不是容器。流的容器是管道（Pipeline），即運輸裝置。流的本意是模擬水流的特性，水流從上游流動到下游，編程里的流也是一樣的。對於單個流處理器（工序）而言，上一個流處理器（工序）就是上游，下一個就是下游。

另外要提一下的是，編程裡面流一般有兩個工作模式：（以作為一個流處理器的視角）

一是「流動模式」，就是說數據源源不斷地從上游而來，你只要不斷地處理即可。但是每道工序消耗的時間不同，如果你處理不過來，數據就累積在你的緩衝區裡面，越來越多，直到你的緩衝區爆掉；（相當於 Push 模式）

二是「非流動模式」，數據也會來，但是你要手動從流中提取數據，你不提取數據就存留在上游的發送緩衝區里，最後上游的發送緩衝區爆掉了。（相當於 Pull 模式）

因此實現流也要考慮流的「溢出」。

這兩天也是在迷糊這個問題，（C++流到底是什麼東西-CSDN論壇-CSDN.NET-中國最大的IT技術社區）這裡面看到一個回答很符合我的問題。如下：

C++流是指信息在內存和外部設備之間傳遞（流動）的過程。

標準I/O流：內存與標準輸入輸出設備之間信息的傳遞；
文件流:內存與外部文件之間的信息傳遞；
字元串流：內存變數與表示字元串流的字元數組之間信息的傳遞。

我理解的關鍵是第一句。

我在另一個問題下的回答 https://www.zhihu.com/question/38075755/answer/233146972

位元組構成

有頭有向有序

有入有出無尾

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「無尾」的說法可能會有爭議

靜待。

跟「水流」其實差不多的。

水流流的是水分子。

這個流流的是位元組/比特/電平而已。

比特/電平可以理解為原子，若干個原子按照一定的數量規律組成分子/位元組，不同的分子/位元組由於其構成差異，人們又賦予其不同的信息含義。比如H2O,H2O2,這個位元組代表A，另外個位元組代表C。

很多分子/比特源源不斷的傳輸，就形成了流（stream）.