Java IO流详解
2020-12-13 01:53
标签:就会 方法 流操作 集合 get this 使用方法 oid 本质 学习Java IO,不得不提到的就是JavaIO流。 流是一组有顺序的,有起点和终点的字节集合,是对数据传输的总称或抽象。即数据在两设备间的传输称为流,流的本质是数据传输,根据数据传输特性将流抽象为各种类,方便更直观的进行数据操作。 根据处理数据类型的不同分为:字符流和字节流 根据数据流向不同分为:输入流和输出流 字符流的由来: 因为数据编码的不同,而有了对字符进行高效操作的流对象。本质其实就是基于字节流读取时,去查了指定的码表。字节流和字符流的区别: (1)读写单位不同:字节流以字节(8bit)为单位,字符流以字符为单位,根据码表映射字符,一次可能读多个字节。 (2)处理对象不同:字节流能处理所有类型的数据(如图片、avi等),而字符流只能处理字符类型的数据。 (3)字节流在操作的时候本身是不会用到缓冲区的,是文件本身的直接操作的;而字符流在操作的时候下后是会用到缓冲区的,是通过缓冲区来操作文件,我们将在下面验证这一点。 结论:优先选用字节流。首先因为硬盘上的所有文件都是以字节的形式进行传输或者保存的,包括图片等内容。但是字符只是在内存中才会形成的,所以在开发中,字节流使用广泛。 对输入流只能进行读操作,对输出流只能进行写操作,程序中需要根据待传输数据的不同特性而使用不同的流。 从输入字节流的继承图可以看出: InputStream 是所有的输入字节流的父类,它是一个抽象类。 ByteArrayInputStream、StringBufferInputStream、FileInputStream 是三种基本的介质流,它们分别从Byte 数组、StringBuffer、和本地文件中读取数据。PipedInputStream 是从与其它线程共用的管道中读取数据,与Piped 相关的知识后续单独介绍。 ObjectInputStream 和所有FilterInputStream的子类都是装饰流(装饰器模式的主角)。意思是FileInputStream类可以通过一个String路径名创建一个对象,FileInputStream(String name)。而DataInputStream必须装饰一个类才能返回一个对象,DataInputStream(InputStream in)。 【案例 】读取文件内容 注意:该示例中由于b字节数组长度为1024,如果文件较小,则会有大量填充空格。我们可以利用in.read(b);的返回值来设计程序,如下案例: 【案例】读取文件内容 注意:观察上面的例子可以看出,我们预先申请了一个指定大小的空间,但是有时候这个空间可能太小,有时候可能太大,我们需要准确的大小,这样节省空间,那么我们可以这样做: 【案例】读取文件内容 【案例】逐字节读 注意:上面的几个例子都是在知道文件的内容多大,然后才展开的,有时候我们不知道文件有多大,这种情况下,我们需要判断是否独到文件的末尾。 【案例】字节流读取文件 注意:当读到文件末尾的时候会返回-1.正常情况下是不会返回-1的。 【案例】DataInputStream类 IO 中输出字节流的继承图可见上图,可以看出: OutputStream 是所有的输出字节流的父类,它是一个抽象类。 ByteArrayOutputStream、FileOutputStream是两种基本的介质流,它们分别向Byte 数组、和本地文件中写入数据。PipedOutputStream 是向与其它线程共用的管道中写入数据, ObjectOutputStream 和所有FilterOutputStream的子类都是装饰流。具体例子跟InputStream是对应的。 【案例】向文件中写入字符串 你也可以一个字节一个字节的写入文件: 【案例】逐字节写入文件 【案例】向文件中追加新内容 【案例】复制文件 【案例】使用内存操作流将一个大写字母转化为小写字母 【案例】验证管道流:进程间通信 【案例】DataOutputStream类示例 图中蓝色的为主要的对应部分,红色的部分就是不对应部分。紫色的虚线部分代表这些流一般要搭配使用。从上面的图中可以看出Java IO 中的字节流是极其对称的。哲学上讲“存在及合理”,现在我们看看这些字节流中不太对称的几个类吧! 主要完成从流中读取数据时,会得到相应的行号,至于什么时候分行、在哪里分行是由改类主动确定的,并不是在原始中有这样一个行号。在输出部分没有对应的部分,我们完全可以自己建立一个LineNumberOutputStream,在最初写入时会有一个基准的行号,以后每次遇到换行时会在下一行添加一个行号,看起来也是可以的。好像更不入流了。 其功能是查看最后一个字节,不满意就放入缓冲区。主要用在编译器的语法、词法分析部分。输出部分的BufferedOutputStream 几乎实现相近的功能。 StringBufferInputStream 已经被Deprecated,本身就不应该出现在InputStream部分,主要因为String 应该属于字符流的范围。已经被废弃了,当然输出部分也没有必要需要它了!还允许它存在只是为了保持版本的向下兼容而已。 可以认为是一个工具类,将两个或者多个输入流当成一个输入流依次读取。完全可以从IO 包中去除,还完全不影响IO 包的结构,却让其更“纯洁”――纯洁的Decorator 模式。 【案例】将两个文本文件合并为另外一个文本文件 在上面的继承关系图中可以看出: Reader 是所有的输入字符流的父类,它是一个抽象类。 CharReader、StringReader是两种基本的介质流,它们分别将Char 数组、String中读取数据。PipedReader 是从与其它线程共用的管道中读取数据。 BufferedReader 很明显就是一个装饰器,它和其子类负责装饰其它Reader 对象。 FilterReader 是所有自定义具体装饰流的父类,其子类PushbackReader 对Reader 对象进行装饰,会增加一个行号。 InputStreamReader 是一个连接字节流和字符流的桥梁,它将字节流转变为字符流。FileReader可以说是一个达到此功能、常用的工具类,在其源代码中明显使用了将FileInputStream 转变为Reader 的方法。我们可以从这个类中得到一定的技巧。Reader 中各个类的用途和使用方法基本和InputStream 中的类使用一致。后面会有Reader 与InputStream 的对应关系。 【案例】从文件中读取内容 注意:当然最好采用循环读取的方式,因为我们有时候不知道文件到底有多大。 【案例】以循环方式从文件中读取内容 【案例】BufferedReader的小例子 注意:BufferedReader只能接受字符流的缓冲区,因为每一个中文需要占据两个字节,所以需要将System.in这个字节输入流变为字符输入流,采用: BufferedReader buf = new BufferedReader(newInputStreamReader(System.in)); 下面是一个实例: 在上面的关系图中可以看出: Writer 是所有的输出字符流的父类,它是一个抽象类。 CharArrayWriter、StringWriter 是两种基本的介质流,它们分别向Char 数组、String 中写入数据。 PipedWriter 是向与其它线程共用的管道中写入数据, BufferedWriter 是一个装饰器为Writer 提供缓冲功能。 PrintWriter 和PrintStream 极其类似,功能和使用也非常相似。 OutputStreamWriter 是OutputStream 到Writer 转换的桥梁,它的子类FileWriter 其实就是一个实现此功能的具体类(具体可以研究一SourceCode)。功能和使用和OutputStream 极其类似,后面会有它们的对应图。 【案例】向文件中写入数据 注意:这个例子上之前的例子没什么区别,只是你可以直接输入字符串,而不需要你将字符串转化为字节数组。当你如果想问文件中追加内容的时候,可以使用将上面的声明out的哪一行换为: Writer out =new FileWriter(f,true); 这样,当你运行程序的时候,会发现文件内容变为:hellohello如果想在文件中换行的话,需要使用“\r\n”比如将str变为String str="\r\nhello";这样文件追加的str的内容就会换行了。 (1)其是字符流和字节流之间的桥梁 (2)可对读取到的字节数据经过指定编码转换成字符 (3)可对读取到的字符数据经过指定编码转换成字节 当字节和字符之间有转换动作时; 流操作的数据需要编码或解码时。 InputStreamReader:字节到字符的桥梁 OutputStreamWriter:字符到字节的桥梁 这两个流对象是字符体系中的成员,它们有转换作用,本身又是字符流,所以在构造的时候需要传入字节流对象进来。 【案例】将字节输出流转化为字符输出流 【案例】将字节输入流转换为字符输入流 File类是对文件系统中文件以及文件夹进行封装的对象,可以通过对象的思想来操作文件和文件夹。 File类保存文件或目录的各种元数据信息,包括文件名、文件长度、最后修改时间、是否可读、获取当前文件的路径名,判断指定文件是否存在、获得当前目录中的文件列表,创建、删除文件和目录等方法。 【案例 】创建一个文件 【案例2】File类的两个常量 此处多说几句:有些同学可能认为,我直接在windows下使用\进行分割不行吗?当然是可以的。但是在linux下就不是\了。所以,要想使得我们的代码跨平台,更加健壮,所以,大家都采用这两个常量吧,其实也多写不了几行。 【案例3】File类中的常量改写案例1的代码: 【案例4】删除一个文件(或者文件夹) 【案例5】创建一个文件夹 【案例6】列出目录下的所有文件 【案例7】判断一个指定的路径是否为目录 该对象并不是流体系中的一员,其封装了字节流,同时还封装了一个缓冲区(字符数组),通过内流的概念和作用
IO流的分类
字符流和字节流
输入流和输出流
Java流类图结构:
Java IO流对象
1. 输入字节流InputStream
定义和结构说明:
实例操作演示:
1 /**
2 * 字节流
3 * 读文件内容
4 * */
5 import java.io.*;
6 class hello{
7 public static void main(String[] args) throws IOException {
8 String fileName="D:"+File.separator+"hello.txt";
9 File f=new File(fileName);
10 InputStream in=new FileInputStream(f);
11 byte[] b=new byte[1024];
12 in.read(b);
13 in.close();
14 System.out.println(new String(b));
15 }
16 }
1 /**
2 * 字节流
3 * 读文件内容
4 * */
5 import java.io.*;
6 class hello{
7 public static void main(String[] args) throws IOException {
8 String fileName="D:"+File.separator+"hello.txt";
9 File f=new File(fileName);
10 InputStream in=new FileInputStream(f);
11 byte[] b=new byte[1024];
12 int len=in.read(b);
13 in.close();
14 System.out.println("读入长度为:"+len);
15 System.out.println(new String(b,0,len));
16 }
17 }
1 /**
2 * 字节流
3 * 读文件内容,节省空间
4 * */
5 import java.io.*;
6 class hello{
7 public static void main(String[] args) throws IOException {
8 String fileName="D:"+File.separator+"hello.txt";
9 File f=new File(fileName);
10 InputStream in=new FileInputStream(f);
11 byte[] b=new byte[(int)f.length()];
12 in.read(b);
13 System.out.println("文件长度为:"+f.length());
14 in.close();
15 System.out.println(new String(b));
16 }
17 }
1 /**
2 * 字节流
3 * 读文件内容,节省空间
4 * */
5 import java.io.*;
6 class hello{
7 public static void main(String[] args) throws IOException {
8 String fileName="D:"+File.separator+"hello.txt";
9 File f=new File(fileName);
10 InputStream in=new FileInputStream(f);
11 byte[] b=new byte[(int)f.length()];
12 for (int i = 0; i ) {
13 b[i]=(byte)in.read();
14 }
15 in.close();
16 System.out.println(new String(b));
17 }
18 }
1 /**
2 * 字节流
3 *读文件
4 * */
5 import java.io.*;
6 class hello{
7 public static void main(String[] args) throws IOException {
8 String fileName="D:"+File.separator+"hello.txt";
9 File f=new File(fileName);
10 InputStream in=new FileInputStream(f);
11 byte[] b=new byte[1024];
12 int count =0;
13 int temp=0;
14 while((temp=in.read())!=(-1)){
15 b[count++]=(byte)temp;
16 }
17 in.close();
18 System.out.println(new String(b));
19 }
20 }
import java.io.DataInputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
public class DataOutputStreamDemo{
public static void main(String[] args) throws IOException{
File file = new File("d:" + File.separator +"hello.txt");
DataInputStream input = new DataInputStream(new FileInputStream(file));
char[] ch = new char[10];
int count = 0;
char temp;
while((temp = input.readChar()) != ‘C‘){
ch[count++] = temp;
}
System.out.println(ch);
}
}
2. 输出字节流OutputStream
定义和结构说明:
实例操作演示:
1 /**
2 * 字节流
3 * 向文件中写入字符串
4 * */
5 import java.io.*;
6 class hello{
7 public static void main(String[] args) throws IOException {
8 String fileName="D:"+File.separator+"hello.txt";
9 File f=new File(fileName);
10 OutputStream out =new FileOutputStream(f);
11 String str="Hello World";
12 byte[] b=str.getBytes();
13 out.write(b);
14 out.close();
15 }
16 }
1 /**
2 * 字节流
3 * 向文件中一个字节一个字节的写入字符串
4 * */
5 import java.io.*;
6 class hello{
7 public static void main(String[] args) throws IOException {
8 String fileName="D:"+File.separator+"hello.txt";
9 File f=new File(fileName);
10 OutputStream out =new FileOutputStream(f);
11 String str="Hello World!!";
12 byte[] b=str.getBytes();
13 for (int i = 0; i ) {
14 out.write(b[i]);
15 }
16 out.close();
17 }
18 }
1 /**
2 * 字节流
3 * 向文件中追加新内容:
4 * */
5 import java.io.*;
6 class hello{
7 public static void main(String[] args) throws IOException {
8 String fileName="D:"+File.separator+"hello.txt";
9 File f=new File(fileName);
10 OutputStream out =new FileOutputStream(f,true);//true表示追加模式,否则为覆盖
11 String str="Rollen";
12 //String str="\r\nRollen"; 可以换行
13 byte[] b=str.getBytes();
14 for (int i = 0; i ) {
15 out.write(b[i]);
16 }
17 out.close();
18 }
19 }
1 /**
2 * 文件的复制
3 * */
4 import java.io.*;
5 class hello{
6 public static void main(String[] args) throws IOException {
7 if(args.length!=2){
8 System.out.println("命令行参数输入有误,请检查");
9 System.exit(1);
10 }
11 File file1=new File(args[0]);
12 File file2=new File(args[1]);
13
14 if(!file1.exists()){
15 System.out.println("被复制的文件不存在");
16 System.exit(1);
17 }
18 InputStream input=new FileInputStream(file1);
19 OutputStream output=new FileOutputStream(file2);
20 if((input!=null)&&(output!=null)){
21 int temp=0;
22 while((temp=input.read())!=(-1)){
23 output.write(temp);
24 }
25 }
26 input.close();
27 output.close();
28 }
29 }
1 /**
2 * 使用内存操作流将一个大写字母转化为小写字母
3 * */
4 import java.io.*;
5 class hello{
6 public static void main(String[] args) throws IOException {
7 String str="ROLLENHOLT";
8 ByteArrayInputStream input=new ByteArrayInputStream(str.getBytes());
9 ByteArrayOutputStream output=new ByteArrayOutputStream();
10 int temp=0;
11 while((temp=input.read())!=-1){
12 char ch=(char)temp;
13 output.write(Character.toLowerCase(ch));
14 }
15 String outStr=output.toString();
16 input.close();
17 output.close();
18 System.out.println(outStr);
19 }
20 }
1 /**
2 * 验证管道流
3 * */
4 import java.io.*;
5
6 /**
7 * 消息发送类
8 * */
9 class Send implements Runnable{
10 private PipedOutputStream out=null;
11 public Send() {
12 out=new PipedOutputStream();
13 }
14 public PipedOutputStream getOut(){
15 return this.out;
16 }
17 public void run(){
18 String message="hello , Rollen";
19 try{
20 out.write(message.getBytes());
21 }catch (Exception e) {
22 e.printStackTrace();
23 }try{
24 out.close();
25 }catch (Exception e) {
26 e.printStackTrace();
27 }
28 }
29 }
30
31 /**
32 * 接受消息类
33 * */
34 class Recive implements Runnable{
35 private PipedInputStream input=null;
36 public Recive(){
37 this.input=new PipedInputStream();
38 }
39 public PipedInputStream getInput(){
40 return this.input;
41 }
42 public void run(){
43 byte[] b=new byte[1000];
44 int len=0;
45 try{
46 len=this.input.read(b);
47 }catch (Exception e) {
48 e.printStackTrace();
49 }try{
50 input.close();
51 }catch (Exception e) {
52 e.printStackTrace();
53 }
54 System.out.println("接受的内容为 "+(new String(b,0,len)));
55 }
56 }
57 /**
58 * 测试类
59 * */
60 class hello{
61 public static void main(String[] args) throws IOException {
62 Send send=new Send();
63 Recive recive=new Recive();
64 try{
65 //管道连接
66 send.getOut().connect(recive.getInput());
67 }catch (Exception e) {
68 e.printStackTrace();
69 }
70 new Thread(send).start();
71 new Thread(recive).start();
72 }
73 }
1 import java.io.DataOutputStream;
2 import java.io.File;
3 import java.io.FileOutputStream;
4 import java.io.IOException;
5 public class DataOutputStreamDemo{
6 public static void main(String[] args) throws IOException{
7 File file = new File("d:" + File.separator +"hello.txt");
8 char[] ch = { ‘A‘, ‘B‘, ‘C‘ };
9 DataOutputStream out = null;
10 out = new DataOutputStream(new FileOutputStream(file));
11 for(char temp : ch){
12 out.writeChar(temp);
13 }
14 out.close();
15 }
16 }
3.字节流的输入与输出的对应图示
4.几个特殊的输入流类分析
LineNumberInputStream
PushbackInputStream
SequenceInputStream
1 import java.io.File;
2 import java.io.FileInputStream;
3 import java.io.FileOutputStream;
4 import java.io.IOException;
5 import java.io.InputStream;
6 import java.io.OutputStream;
7 import java.io.SequenceInputStream;
8
9 /**
10 * 将两个文本文件合并为另外一个文本文件
11 * */
12 public class SequenceInputStreamDemo{
13 public static voidmain(String[] args) throws IOException{
14 File file1 = newFile("d:" + File.separator + "hello1.txt");
15 File file2 = newFile("d:" + File.separator + "hello2.txt");
16 File file3 = newFile("d:" + File.separator + "hello.txt");
17 InputStream input1 =new FileInputStream(file1);
18 InputStream input2 =new FileInputStream(file2);
19 OutputStream output =new FileOutputStream(file3);
20 // 合并流
21 SequenceInputStreamsis = new SequenceInputStream(input1, input2);
22 int temp = 0;
23 while((temp =sis.read()) != -1){
24 output.write(temp);
25 }
26 input1.close();
27 input2.close();
28 output.close();
29 sis.close();
30 }
31 }
5.字符输入流Reader
定义和说明:
实例操作演示:
1 /**
2 * 字符流
3 * 从文件中读出内容
4 * */
5 import java.io.*;
6 class hello{
7 public static void main(String[] args) throws IOException {
8 String fileName="D:"+File.separator+"hello.txt";
9 File f=new File(fileName);
10 char[] ch=new char[100];
11 Reader read=new FileReader(f);
12 int count=read.read(ch);
13 read.close();
14 System.out.println("读入的长度为:"+count);
15 System.out.println("内容为"+new String(ch,0,count));
16 }
17 }
1 /**
2 * 字符流
3 * 从文件中读出内容
4 * */
5 import java.io.*;
6 class hello{
7 public static void main(String[] args) throws IOException {
8 String fileName="D:"+File.separator+"hello.txt";
9 File f=new File(fileName);
10 char[] ch=new char[100];
11 Reader read=new FileReader(f);
12 int temp=0;
13 int count=0;
14 while((temp=read.read())!=(-1)){
15 ch[count++]=(char)temp;
16 }
17 read.close();
18 System.out.println("内容为"+new String(ch,0,count));
19 }
20 }
1 import java.io.BufferedReader;
2 import java.io.IOException;
3 import java.io.InputStreamReader;
4
5 /**
6 * 使用缓冲区从键盘上读入内容
7 * */
8 public class BufferedReaderDemo{
9 public static void main(String[] args){
10 BufferedReader buf = new BufferedReader(
11 newInputStreamReader(System.in));
12 String str = null;
13 System.out.println("请输入内容");
14 try{
15 str = buf.readLine();
16 }catch(IOException e){
17 e.printStackTrace();
18 }
19 System.out.println("你输入的内容是:" + str);
20 }
21 }
6.字符输出流Writer
定义和说明:
实例操作演示:
1 /**
2 * 字符流
3 * 写入数据
4 * */
5 import java.io.*;
6 class hello{
7 public static void main(String[] args) throws IOException {
8 String fileName="D:"+File.separator+"hello.txt";
9 File f=new File(fileName);
10 Writer out =new FileWriter(f);
11 String str="hello";
12 out.write(str);
13 out.close();
14 }
15 }
7.字符流的输入与输出的对应
8.字符流与字节流转换
转换流的特点:
何时使用转换流?
具体的对象体现:
字节流和字符流转换实例:
1 /**
2 * 将字节输出流转化为字符输出流
3 * */
4 import java.io.*;
5 class hello{
6 public static void main(String[] args) throws IOException {
7 String fileName= "d:"+File.separator+"hello.txt";
8 File file=new File(fileName);
9 Writer out=new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(file));
10 out.write("hello");
11 out.close();
12 }
13 }
1 /**
2 * 将字节输入流变为字符输入流
3 * */
4 import java.io.*;
5 class hello{
6 public static void main(String[] args) throws IOException {
7 String fileName= "d:"+File.separator+"hello.txt";
8 File file=new File(fileName);
9 Reader read=new InputStreamReader(new FileInputStream(file));
10 char[] b=new char[100];
11 int len=read.read(b);
12 System.out.println(new String(b,0,len));
13 read.close();
14 }
15 }
9.File类
1 import java.io.*;
2 class hello{
3 public static void main(String[] args) {
4 File f=new File("D:\\hello.txt");
5 try{
6 f.createNewFile();
7 }catch (Exception e) {
8 e.printStackTrace();
9 }
10 }
11 }
1 import java.io.*;
2 class hello{
3 public static void main(String[] args) {
4 System.out.println(File.separator);
5 System.out.println(File.pathSeparator);
6 }
7 }
1 import java.io.*;
2 class hello{
3 public static void main(String[] args) {
4 String fileName="D:"+File.separator+"hello.txt";
5 File f=new File(fileName);
6 try{
7 f.createNewFile();
8 }catch (Exception e) {
9 e.printStackTrace();
10 }
11 }
12 }
1 import java.io.*;
2 class hello{
3 public static void main(String[] args) {
4 String fileName="D:"+File.separator+"hello.txt";
5 File f=new File(fileName);
6 if(f.exists()){
7 f.delete();
8 }else{
9 System.out.println("文件不存在");
10 }
11
12 }
13 }
1 /**
2 * 创建一个文件夹
3 * */
4 import java.io.*;
5 class hello{
6 public static void main(String[] args) {
7 String fileName="D:"+File.separator+"hello";
8 File f=new File(fileName);
9 f.mkdir();
10 }
11 }
1 /**
2 * 使用list列出指定目录的全部文件
3 * */
4 import java.io.*;
5 class hello{
6 public static void main(String[] args) {
7 String fileName="D:"+File.separator;
8 File f=new File(fileName);
9 String[] str=f.list();
10 for (int i = 0; i ) {
11 System.out.println(str[i]);
12 }
13 }
14 }
1 /**
2 * 使用isDirectory判断一个指定的路径是否为目录
3 * */
4 import java.io.*;
5 class hello{
6 public static void main(String[] args) {
7 String fileName="D:"+File.separator;
8 File f=new File(fileName);
9 if(f.isDirectory()){
10 System.out.println("YES");
11 }else{
12 System.out.println("NO");
13 }
14 }
15 }
10.RandomAccessFile类