Java io流详解二

原文地址https://www.cnblogs.com/xll1025/p/6418766.html

 

一、IO流概述

概述：

         IO流简单来说就是Input和Output流，IO流主要是用来处理设备之间的数据传输，Java对于数据的操作都是通过流实现，而java用于操作流的对象都在IO包中。

分类：

        按操作数据分为：字节流和字符流。 如：Reader和InpurStream

        按流向分：输入流和输出流。如：InputStream和OutputStream

IO流常用的基类：

         * InputStream    ，    OutputStream

字符流的抽象基类：

         * Reader       ，         Writer

由上面四个类派生的子类名称都是以其父类名作为子类的后缀：

            如：FileReader和FileInputStream

二、字符流

1. 字符流简介：

* 字符流中的对象融合了编码表，也就是系统默认的编码表。我们的系统一般都是GBK编码。

* 字符流只用来处理文本数据，字节流用来处理媒体数据。

* 数据最常见的表现方式是文件，字符流用于操作文件的子类一般是FileReader和FileWriter。

2.字符流读写：

注意事项：

* 写入文件后必须要用flush()刷新。

* 用完流后记得要关闭流

* 使用流对象要抛出IO异常

 

* 定义文件路径时，可以用“/”或者“\\”。

* 在创建一个文件时，如果目录下有同名文件将被覆盖。

* 在读取文件时，必须保证该文件已存在，否则出异常

示例1：在硬盘上创建一个文件,并写入一些文字数据

 

class FireWriterDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {             //需要对IO异常进行处理

        //创建一个FileWriter对象，该对象一被初始化就必须要明确被操作的文件。
        //而且该文件会被创建到指定目录下。如果该目录有同名文件，那么该文件将被覆盖。

        FileWriter fw = new FileWriter("F:\\1.txt");//目的是明确数据要存放的目的地。

        //调用write的方法将字符串写到流中
        fw.write("hello world!");

        //刷新流对象缓冲中的数据，将数据刷到目的地中
        fw.flush();

        //关闭流资源，但是关闭之前会刷新一次内部缓冲中的数据。当我们结束输入时候，必须close();
        fw.write("first_test");
        fw.close();
        //flush和close的区别：flush刷新后可以继续输入，close刷新后不能继续输入。

    }
}

 

示例2：FileReader的reade()方法.

要求：用单个字符和字符数组进行分别读取

 

class FileReaderDemo {
    public static void main(String[] args) {
        characters();
    }


/*****************字符数组进行读取*********************/
    private static void characters() {

        try {

            FileReader fr = new FileReader("Demo.txt");
            char []  buf = new char[6];
            //将Denmo中的文件读取到buf数组中。
            int num = 0;
            while((num = fr.read(buf))!=-1) {

                //String(char[] value , int offest,int count) 分配一个新的String,包含从offest开始的count个字符
                sop(new String(buf,0,num));
            }
            sop('\n');
            fr.close();
        }
        catch (IOException e) {
            sop(e.toString());
        }
    }






/*****************单个字母读取*************************/
    private static void singleReader() {

        try {

            //创建一个文件读取流对象，和指定名称的文件关联。
            //要保证文件已经存在，否则会发生异常：FileNotFoundException
            FileReader fr = new FileReader("Demo.txt");


            //如何调用读取流对象的read方法？
            //read()方法，一次读取一个字符，并且自动往下读。如果到达末尾则返回-1
            int ch = 0;
            while ((ch=fr.read())!=-1) {
                sop((char)ch);
            }
            sop('\n');
            fr.close();


            /*int ch = fr.read();
            sop("ch=" + (char)ch);

            int ch2 = fr.read();
            sop("ch2=" + (char)ch2);

            //使用结束注意关闭流
            fr.close(); */



        }
        catch (IOException e) {
            sop(e.toString());
        }

    }


/**********************Println************************/
    private static void sop(Object obj) {
        System.out.print(obj);
    }

}

 

示例3：对已有文件的数据进行续写

 

 

import java.io.*;

class  FileWriterDemo3 {
    public static void main(String[] args) {

        try {
            //传递一个参数,代表不覆盖已有的数据。并在已有数据的末尾进行数据续写
            FileWriter fw = new FileWriter("F:\\java_Demo\\day9_24\\demo.txt",true);
            fw.write(" is charactor table?");
            fw.close();
        }
        catch (IOException e) {
            sop(e.toString());
        }

    }

/**********************Println************************/
    private static void sop(Object obj)
    {
        System.out.println(obj);
    }
}

 

练习：

将F盘的一个文件复制到E盘。 

思考：

其实就是将F盘下的文件数据存储到D盘的一个文件中。

步骤：

1.在D盘创建一个文件，存储F盘中文件的数据。
2.定义读取流和F：盘文件关联。
3.通过不断读写完成数据存储。
4.关闭资源。

源码：

 

import java.io.*;
import java.util.Scanner;

class CopyText {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        sop("请输入要拷贝的文件的路径:");
        Scanner in = new Scanner(System.in);
        String source = in.next();
        sop("请输入需要拷贝到那个位置的路径以及生成的文件名:");
        String destination = in.next();
        in.close();
        CopyTextDemo(source,destination);

    }

/*****************文件Copy*********************/
    private static void CopyTextDemo(String source,String destination) {

        try {
            FileWriter fw = new FileWriter(destination);
            FileReader fr = new FileReader(source);
            char []  buf = new char[1024];
            //将Denmo中的文件读取到buf数组中。
            int num = 0;
            while((num = fr.read(buf))!=-1) {
                               //String(char[] value , int offest,int count) 分配一个新的String,包含从offest开始的count个字符
                fw.write(new String(buf,0,num));
            }
            fr.close();
            fw.close();
        }
        catch (IOException e) {
            sop(e.toString());
        }
    }



/**********************Println************************/
    private static void sop(Object obj) {
        System.out.println(obj);
    }
}

 

三、缓冲区

1. 字符流的缓冲区：BufferedReader和BufferedWreiter

* 缓冲区的出现时为了提高流的操作效率而出现的.

* 需要被提高效率的流作为参数传递给缓冲区的构造函数

* 在缓冲区中封装了一个数组，存入数据后一次取出

BufferedReader示例：

读取流缓冲区提供了一个一次读一行的方法readline，方便对文本数据的获取。
readline()只返回回车符前面的字符，不返回回车符。如果是复制的话，必须加入newLine()，写入回车符

newLine()是java提供的多平台换行符写入方法。

 

import java.io.*;


class BufferedReaderDemo {
    public static void main(String[] args)  throws IOException {

        //创建一个字符读取流流对象，和文件关联
        FileReader rw = new FileReader("buf.txt");

        //只要将需要被提高效率的流作为参数传递给缓冲区的构造函数即可
        BufferedReader brw = new BufferedReader(rw);


        for(;;) {
            String s = brw.readLine();
            if(s==null) break;
            System.out.println(s);
        }

        brw.close();//关闭输入流对象

    }
}

 

BufferedWriter示例：

 

import java.io.*;


class BufferedWriterDemo {
    public static void main(String[] args)  throws IOException {

        //创建一个字符写入流对象
        FileWriter fw = new FileWriter("buf.txt");

        //为了提高字符写入效率，加入了缓冲技术。
        //只要将需要被提高效率的流作为参数传递给缓冲区的构造函数即可
        BufferedWriter bfw = new BufferedWriter(fw);

        //bfw.write("abc\r\nde");
        //bfw.newLine();               这行代码等价于bfw.write("\r\n"),相当于一个跨平台的换行符
        //用到缓冲区就必须要刷新
        for(int x = 1; x < 5; x++) {
            bfw.write("abc");
            bfw.newLine();                  //java提供了一个跨平台的换行符newLine();
            bfw.flush();
        }



        bfw.flush();                                                //刷新缓冲区
        bfw.close();                                                //关闭缓冲区，但是必须要先刷新

        //注意，关闭缓冲区就是在关闭缓冲中的流对象
        fw.close();                                                 //关闭输入流对象

    }
}

 

2.装饰设计模式

装饰设计模式：：：：

要求：自定义一些Reader类，读取不同的数据(装饰和继承的区别)
MyReader //专门用于读取数据的类
    |--MyTextReader
        |--MyBufferTextReader
    |--MyMediaReader
        |--MyBufferMediaReader
    |--MyDataReader
        |--MyBufferDataReader

如果将他们抽取出来，设计一个MyBufferReader，可以根据传入的类型进行增强
class MyBufferReader {

    MyBufferReader (MyTextReader text) {}
    MyBufferReader (MyMediaReader media) {}
    MyBufferReader (MyDataReader data) {}
}

但是上面的类拓展性很差。找到其参数的共同类型，通过多态的形式，可以提高拓展性

class MyBufferReader  extends MyReader{
    private MyReader r;                        //从继承变为了组成模式  装饰设计模式
    MyBufferReader(MyReader r) {}
}

优化后的体系：
    |--MyTextReader
    |--MyMediaReader
    |--MyDataReader
    |--MyBufferReader        //增强上面三个。装饰模式比继承灵活，
                              避免继承体系的臃肿。降低类与类之间的耦合性

装饰类只能增强已有的对象，具备的功能是相同的。所以装饰类和被装饰类属于同一个体系

 

 

 

MyBuffereReader类：  自己写一个MyBuffereReader类，功能与BuffereReader相同

 

class MyBufferedReader1  extends Reader{
    private Reader r;
    MyBufferedReader1(Reader r){
        this.r  = r;
    }

    //一次读一行数据的方法
    public String myReaderline()  throws IOException {
        //定义一个临时容器，原BufferReader封装的是字符数组。
        //为了演示方便。定义一个StringBuilder容器。最终要将数据变成字符串
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        int ch = 0;
        while((ch = r.read()) != -1)
        {
            if(ch == '\r')
                continue;
            if(ch == '\n')                    //遇到换行符\n,返回字符串
                return sb.toString();
            else
            sb.append((char)ch);
        }
        if(sb.length()!=0)                    //当最后一行不是以\n结束时候，这里需要判断
            return sb.toString();
        return null;
    }
    /*
    需要覆盖Reader中的抽象方法close()，read();
    */
    public void close()throws IOException {
        r.close();
    }

    public int read(char[] cbuf,int off, int len)throws IOException {   //覆盖read方法
        return r.read(cbuf,off,len);
    }

    public void myClose() throws IOException{
        r.close();
    }


}

 

 

 

 

一、字节流

1.概述：

 

1、字节流和字符流的基本操作是相同的，但是要想操作媒体流就需要用到字节流。

2、字节流因为操作的是字节，所以可以用来操作媒体文件。（媒体文件也是以字节存储的）

3、读写字节流：InputStream   输入流（读）和OutputStream  输出流（写）

4、字节流操作可以不用刷新流操作。

5、InputStream特有方法：

        int available();//返回文件中的字节个数

注：可以利用此方法来指定读取方式中传入数组的长度，从而省去循环判断。但是如果文件较大，而虚拟机启动分配的默认内存一般为64M。当文件过大时，此数组长度所占内存空间就会溢出。所以，此方法慎用，当文件不大时，可以使用。

练习：

需求：复制一张图片F:\java_Demo\day9_28\1.BMP到F:\java_Demo\day9_28\2.bmp

 

import java.io.*;


class CopyPic {
    public static void main(String[] args){
        copyBmp();
        System.out.println("复制完成");
    }

    public static void copyBmp() {

        FileInputStream fis = null;
        FileOutputStream fos = null;
        try {
            fis = new FileInputStream("F:\\java_Demo\\day9_28\\1.bmp");             //写入流关联文件
            fos = new FileOutputStream("F:\\java_Demo\\day9_28\\2.bmp");            //读取流关联文件
            byte[] copy = new byte[1024];
            int len = 0;
            while((len=fis.read(copy))!=-1) {
            fos.write(copy,0,len);
            }
        }
        catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            throw new RuntimeException("复制文件异常");
        }
        finally {
            try {
                if(fis!=null) fis.close();
            }
            catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
                throw new RuntimeException("读取流");
            }
        }

    }

}

 

2. 字节流缓冲区

* 字节流缓冲区跟字符流缓冲区一样，也是为了提高效率。

注意事项：

1. read()：会将字节byte()提升为int型值

2. write()：会将int类型转换为byte()类型，保留最后的8位。

练习：

1.复制MP3文件   1.MP3 -->  2.MP3

2.自己写一个MyBufferedInputStream缓冲类，提升复制速度

代码：

 

import java.io.*;


//自己的BufferedInputStream
class MyBufferedInputStream  {
    private InputStream in;                         //定义一个流对象
    private byte [] buf = new byte[1024*4];
    private int count = 0,pos = 0;
    public MyBufferedInputStream(InputStream in){
        this.in = in;
    }

    public  int MyRead() throws IOException{
        if(count==0) {              //当数组里的数据为空时候，读入数据
            count = in.read(buf);
            pos = 0;
            byte b = buf[pos];
            count--;
            pos++;
            return b&255;       //提升为int类型，在前面三个字节补充0。避免1111 1111 1111 1111
        }
        else if(count > 0) {
            byte b = buf[pos];
            pos++;
            count--;
            return b&0xff;      //提升为int类型，在前面三个字节补充0。避免1111 1111 1111 1111
        }
        return -1;
    }

    public void myClose() throws IOException{
        in.close();
    }

}




class BufferedCopyDemo {
    public static void main(String[] args) {
        long start = System.currentTimeMillis();
        copy();
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("时间:"+(end-start)+"ms");


        start = System.currentTimeMillis();
        copy1();
        end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("时间:"+(end-start)+"ms");
    }

public static void copy1() {                //    应用自己的缓冲区缓冲数据

        MyBufferedInputStream bis = null;
        BufferedOutputStream  bos = null;
        try {
            bis = new MyBufferedInputStream(new FileInputStream("马旭东-入戏太深.mp3"));//匿名类，传入一个InputStream流对象
            bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("3.mp3"));
            int buf = 0;
            while((buf=bis.MyRead())!=-1) {
                bos.write(buf);
            }
        }
        catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            throw new RuntimeException("复制失败");
        }
        finally {
            try {
                if(bis!=null)  {
                    bis.myClose();
                    bos.close();
                }
            }
            catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }

        }

    }
}

 

二、流操作规律

1. 键盘读取，控制台打印。

System.out: 对应的标准输出设备：控制台  //它是PrintStream对象，（PrintStream：打印流。OutputStream的子类）

System.in: 对应的标准输入设备：键盘     //它是InputStream对象

示例：

 

/*================从键盘录入流，打印到控制台上================*/
    public static void InOutDemo(){
        //键盘的最常见的写法
        BufferedReader bufr = null;
        BufferedWriter bufw = null;
        try {

            /*InputStream ips = System.in;        //从键盘读入输入字节流
            InputStreamReader fr = new InputStreamReader(ips);             //将字节流转成字符流
            bufr = new BufferedReader(fr);  */                 //将字符流加强，提升效率


            bufr = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));            //匿名类。InputSteamReader:读取字节并将其解码为字符
            bufw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(System.out));      //OutputStreamWriter:要写入流中的字符编码成字节
            String line = null;
            while((line = bufr.readLine())!=null){
                if("over".equals(line)) break;
                bufw.write(line.toUpperCase());                     //打印
                bufw.newLine();                                     //为了兼容，使用newLine()写入换行符
                bufw.flush();                                       //必须要刷新。不然不会显示
            }
            if(bufw!=null) {
                bufr.close();
                bufw.close();
            }
        }
        catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }


    }
}

 

2. 整行录入

1.从键盘录入数据，并存储到文件中。

2. 我们在键盘录入的是时候，read()方法是一个一个录入的，能不能整行的录入呢？这时候我们想到了BufferedReader中ReadLine()方法。

3. 转换流

为了让字节流可以使用字符流中的方法，我们需要转换流。

 1. InputStreamReader:字节流转向字符流；

  a、获取键盘录入对象。

              InputStream in=System.in;

  b、将字节流对象转成字符流对象，使用转换流。

              InputStreamReaderisr=new InputStreamReader(in);

  c、为了提高效率，将字符串进行缓冲区技术高效操作。使用BufferedReader

              BufferedReaderbr=new BufferedReader(isr);

//键盘录入最常见写法

              BufferedReaderin=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

2.OutputStreamWriter:字符流通向字节流

示例：

 

/*================把键盘录入的数据存到一个文件中==============*/
    public static void inToFile() {
            //键盘的最常见的写法
        BufferedReader bufr = null;
        BufferedWriter bufw = null;
        try {

            /*InputStream ips = System.in;        //从键盘读入输入字节流
            InputStreamReader fr = new InputStreamReader(ips);             //将字节流转成字符流
            bufr = new BufferedReader(fr);  */                 //将字符流加强，提升效率


            bufr = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));            //匿名类。InputSteamReader:读取字节并将其解码为字符
            bufw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("out.txt")));     //OutputStreamWriter:要写入流中的字符编码成字节
            String line = null;
            while((line = bufr.readLine())!=null){
                if("over".equals(line)) break;
                bufw.write(line.toUpperCase());                     //打印
                bufw.newLine();                                     //为了兼容，使用newLine()写入换行符
                bufw.flush();                                       //必须要刷新。不然不会显示
            }
            if(bufw!=null) {
                bufr.close();
                bufw.close();
            }
        }
        catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }


    }

 

4. 流操作基本规律

为了控制格式我将其写入了Java代码段中，如下：

示例1：文本 ~ 文本

 

 

/*
流操作的基本规律。
一、两个明确：(明确体系)
1. 明确源和目的
    源：输入流  InputStream  Reader
    目的：输出流  OutputStream Writer

2. 操作的数据是否是纯文本
    是： 字符流
    否： 字节流
二、明确体系后要明确具体使用的对象
    通过设备区分：内存，硬盘，键盘
    目的设备：内存，硬盘，控制台


示例1：将一个文本文件中的数据存储到另一个文件中: 复制文件
    一、明确体系
        源：文件-->读取流-->(InputStream和Reader)
        是否是文本：是-->Reader


        目的：文件-->写入流-->(OutputStream Writer)
        是否纯文本：是-->Writer

    二、 明确设备
        源：Reader
            设备：硬盘上一个文本文件 --> 子类对象为：FileReader
                FileReader fr = new FileReader("Goods.txt");

            是否提高效率：是-->加入Reader中的缓冲区：BufferedReader
                BufferedReader bufr = new BufferedReader(fr);

        目的：Writer
            设备：键盘上一个文本文件 --> 子类对象：FileWriter
                FileWriter fw = new FileWriter("goods1.txt");
            是否提高效率：是-->加入Writer的缓冲区：BufferedWriter
                BufferedWriter bufw = new BufferedWriter(fw);



示例2：将一个图片文件数据复制到另一个文件中：复制文件
    一、明确体系
        源：文件-->读取流-->(InputStream和Reader)
        是否是文本：否-->InputStream


        目的：文件-->写入流-->(OutputStream Writer)
        是否纯文本：否-->OutputStream

    二、 明确设备
        源：InputStream
            设备：硬盘上一个媒体文件 --> 子类对象为：FileInputStream
                FileInputStream fis = new FileInputStream("Goods.txt");

            是否提高效率：是-->加入InputStream中的缓冲区：BufferedInputStream
                BufferedInputStream bufi = new BufferedInputStream(fis);

        目的：OutputStream
            设备：键盘上一个媒体文件 --> 子类对象：FileOutputStream
                FileOutputStream fos = new FileOutputStream("goods1.txt");
            是否提高效率：是-->加入OutputStream的缓冲区：BufferedOutputStream
                BufferedOutputStream bufo = new BufferedOutputStream(fw);

示例3：将键盘录入的数据保存到一个文本文件中
    一、明确体系
        源：键盘-->读取流-->(InputStream和Reader)
        是否是文本：是-->Reader


        目的：文件-->写入流-->(OutputStream Writer)
        是否纯文本：是-->Writer

    二、 明确设备
        源：InputStream
            设备：键盘 --> 对用对象为：System.in --> InputStream
                为了操作方便，转成字符流Reader --> 使用Reader中的转换流：InputStreamReader
                InputStreamReader isr = new InputStreamReader(System.in);

            是否提高效率：是-->加入Reader中的缓冲区：BufferedReader
                BufferedReader bufr = new BufferedReader(isr);

        目的：Writer
            设备：键盘上一个文本文件 --> 子类对象：FileWriter
                FileWriter fw = new FileWriter("goods1.txt");
            是否提高效率：是-->加入Writer的缓冲区：BufferedWriter
                BufferedWriter bufw = new BufferedWriter(fw);

5.指定编码表(转换流可以指定编码表)

要求：用UTF-8编码存储一个文本文件

 

import java.io.*;
public class IOStreamLaw {

    /**
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) throws IOException {
                //键盘的最常见写法
                BufferedReader bufr = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
                BufferedWriter bufw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("goods1.txt"),"UTF-8"));
                String line = null;
                while((line=bufr.readLine())!=null){
                    if("over".equals(line)) break;
                    bufw.write(line.toUpperCase());
                    bufw.newLine();
                    bufw.flush();
                }
                bufr.close();
    }


}