Java基础(二十三)——IO流

IO概述

什么是IO？

　　Java中I/O的操作主要是靠java.io包下面的类和接口来实现的，进入输入、输出操作。输入也可以叫做读取数据，输出也可以叫做写入数据。

IO分类

根据数据的流向分为：输入流和输出流

• 输入流：把数据从其他设备上读取到内存当中的流。

• 输出流：把数据从内存当中写入到其他设备上的流。

根据数据的类型分为：字节流和字符流

• 字节流：以字节为单位，读写数据的流

• 字符流：以字符为单位，读写数据的流。

IO流的顶级父类

	输入流	输出流
字节流	字节输入流InputStream	字节输出流OutputStream
字符流	字符输入流Reader	字符输出流Writer

字节流

一切皆为字节

　　一切文件数据(文本文档，图片，视频等)在存储时，都是以二进制数字的形式保存的，都是一个一个的字节，那么数据在进行传输的时候也是如此。所以字节流可以传输任意文件的数据。在操作流的时候，我们要明确，无论使用了什么样的流对象，底层传输的始终为二进制数据。

字节输出流[OutputStream]

　　java.io.OutputStream此抽象类是表示输出字节流的所有类的超类，将指定的字节信息写入到目的地。它定义了字节输出流的基本共性的api方法：

• public void close()：关闭此输出流并释放与此流相关的其他任何系统资源。

• public void flush()：刷新此输出流并强制任何缓冲的的输出字节信息被写入。

• public void write(byte[] b)：将b.length字节从指定的字节数组写入到此输出流中。

• public void write(byte[] b,int off,int len)：从指定的字节数组写入len个字节，从偏移量off开始输出到此输出流中

• public abstract void write(int b)：将指定的字节输出到此输出流中。

备注：close方法，当完成流的操作时，必须调用此方法，释放系统资源。

FileOutputStream类

　　java.io.FileOutputStream类是文件字节输出流，用于将数据写入到文件中。

构造方法

• public FileOutputStream(File file)：创建一个向指定 File 对象表示的文件中写入数据的文件输出流。

• public FileOutputStream(String name)：创建文件输出流以指定的的文件名称写入文件中。

　　当你创建一个流对象时，必须先传递一个文件路径，该路径下，如果没有这个文件，会创建该文件，如果有这个文件，会清空这个文件当中的数据。

示例代码：

        //  1.创建一个FileOutputStream类对象，构造方法中传递写入数据的目的地。
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("day28_IO\\a.txt");
        //  2.调用FileOutputStream对象中的方法write，把数据写入到文件中
        fos.write(97);
        //  3.释放资源。
        fos.close();    

原理解析：

 

数据的追加续写

如何在保留目标文件中的数据，还能继续添加新的数据到目标文件中？

• public FileOutputStream(File file,boolean append)：创建文件输出流以写入由指定的File对象表示的文件中。

• public FileOutputStream(String name,boolean append)：创建文件输出流以指定的名称写入文件中。

这两个构造方法，参数中都需要传入一个boolean类型的值，true表示的追加数据，false表示的清空原有数据。在这样的情况下创建输出流对象，就可以指定是否需要在文件的末尾追加。

代码演示：

        //1.创建对象
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("day28_IO\\c.txt", true);
        //2.调用write()
        fos.write("HelloWorld".getBytes());
        //3.关闭流对象
        fos.close();

写入换行

Windows系统里，换行符号是\r\n。把以指定是否需要追加续写换行。

Linux系统里，换行符号是 /n

mac系统里，换行符号是/r

Unix系统里，每行结尾只有换行，即/n

回车符\r和换行符\n

• 回车符：回到一行的开头

• 换行符：下一行(newLine)。

系统中的换行：

• Windows系统中，每行结尾是回车+换行。即\r\n。

• Unix系统中，每行的结尾只有换行，即/n

• Mac系统中，每行的结尾是回车，即/r

代码示例：

public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1.创建对象
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("day28_IO\\c.txt", true);
        // 实现数据换行
        fos.write("\r\n".getBytes());
        //2.调用write()
        fos.write("Java31".getBytes());
        //3.关闭流对象
        fos.close();
    }

字节输入流【InputStream】

java.io.InputStream此抽象类是表示字节输入流的所有类的超类。可以读取字节信息到内存中。他定义了字节输入流的基本共性的api方法：

• public void close()：关闭此输入流并释放与此流相关的其他的任何系统资源。

• public abstract int read()：从输入流中读取数据的下一个字节。

• public int read(byte[] b)：从输入流中读取一些字节数，并将它们存储到字节数组b当中。

备注：close方法，当完成流的相关操作后，需要调用此方法关闭输入流，释放系统资源。

FileInputStream类

java.io.FileInputStream类是文件输入流，从文件中读取字节。

构造方法

• FileInputStream(File file)：通过打开与实际文件的连接来创建一个FileInputStream，该文件由文件系统中的File对象file命名。

• FileInputStream(String name)：通过打开与实际文件的连接来创建一个FileInputStream,该文件由文件系统中的路径名name命名。

  当你创建一个流对象时，必须传入一个文件路径。该路径下，如果没有该文件，会抛出FileNotFoundException。

代码示例：

 // 1. 创建一个FileInputStream类对象，构造方法中绑定要读取的文件
FileInputStream fis = new FileInputStream("day28_IO\\c.txt");
// 2. 使用FileInputStream类对象中的方法read(),读取文件中的数据
 int len = 0 ;// 表示记录读取到的字节
    while ( (len = fis.read()) != -1) {
        System.out.print((char)len+"");// Hello
    }
// 3. 释放资源，关闭流对象。
fis.close();

　　可以使用字节数组来读取数据：read(byte[] b)：从输入流中读取多个字节，并且将其存储到缓冲区数组b当中。当读取到文件的末尾时，返回一个-1。

代码演示：

  //1.创建对象
  FileInputStream fis = new FileInputStream("day28_IO\\c.txt");
  int  len = 0;// 记录读取到的有效字节个数
  byte[] bytes = new byte[1024];// 2^10 1024b = 1kb
  while ((len = fis.read(bytes)) != -1) {
     // byte[] 转换成String
     // String(byte[] bytes,int offset,int length) 把字节数组的一部分转换成字符串
     //System.out.println(Arrays.toString(bytes));//[B@74a14482
     System.out.println(new String(bytes,0,len));
 }

 

备注：使用数组读取，每次可以读取多个字节，减少了系统间的IO操作次数，从而提高了读取的效率，建议使用。

练习：通过字节流实现图片复制 FileInputStream 和 FileOutputStream

实现从桌面的G1.jpeg图片复制到E:\documents\day28_IO目录下。

原理：从已知的文件中读取字节，再把读取到的字节写入到另一个文件中。

public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 构建开始时间
        long start = System.currentTimeMillis();
        // 1.创建一个字节输入流对象，构造方法中绑定需要读取的图片路径
        FileInputStream fis = new FileInputStream("C:\\Users\\admin\\Desktop\\3.gif");
        // 2.创建一个字节输出流对象，构造方法中绑定需要写入的文件
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("E:\\documents\\day28_IO\\3.gif");
       byte[] bytes = new byte[1024];
        int len = 0;//记录读取到的有效字节个数
        while ((len = fis.read(bytes)) != -1) {
            //4.使用字节输出流对象中的write方法，把读取到字节写入到指定的文件中
            fos.write(bytes,0,len);
        }
        //  5.释放资源。(先开的后关，后开的先关)
        fos.close();
        fis.close();
        // 构建结束的时间
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("复制文件耗费的时间为：" + (end - start) + "ms");
}

 备注：流的关闭顺序：先开后关，后开先关。

字符流

当使用字节流读取文件文件的时候，可能会引发一点小问题。如果你遇到了中文字符时，可能不会显示完整的字符。那就是因为一个中文字符可能占用多个字节存储。所以Java提供了一些字符流类，以字符为单位读写数据，专门用于处理文本文档文件。

字符输入流【Reader】

java.io.Reader抽象类是表示用于读取字符流的所有类的超类，可以读取字符信息到内存当中，它定义了字符输入流的基本共性的api方法：

• public void close()：关闭此输入流并且释放与此流相关的其他系统资源。

• public int read()：从输入流中读取一个字符。

• public int read(char[] chuf)：从输入流中一次读取多个字符，并将它们存储到字符数组chuf当中。

FileReader类

java.io.FileReader类主要是用于读取字符文件的便捷类。构造方法使用时默认的编码字符集和默认的字节缓冲区。

备注：

1. 字符编码：字节与字符的对应规则。Windows系统中的中文编码默认是GBK编码表，idea中采用UTF-8
2. 字节缓冲区：一个字节数组，用来临时存储字节数据。

构造方法

• FileReader(File file)：创建一个新的FileReader对象，指定需要读取的file对象。

• FileReader(String filename)：创建一个新的FileReader对象，指定需要读取的文件名称。

当你创建一个流对象时，必须传入一个文件路径。类似于FileInputStream。

代码示例。

// 1.创建对象，构造方法中绑定需要读取的文件数据源
FileReader fr = new FileReader("day28_IO\\c.txt");
// 2.使用该对象中的方法read()来读取文件数据
// int read() 读取单个字符并返回
/*int len = fr.read();
        System.out.println((char)len);// 72 H  张*/
int len = 0;// 记录读取的字符 
while ((len = fr.read()) != -1) {
    System.out.print((char)len);
}

　　使用字符数组读取数据：read(char[] chuf)，每次读取chuf的长度个字符到数组当中，返回读取到有效字符的个数。

　　当它读取到末尾时，返回-1。

代码示例：

// 1.创建对象，构造方法中绑定需要读取的文件数据源
FileReader fr = new FileReader("day28_IO\\c.txt");
char[] chuf = new char[1024];
int len = 0;// 记录的是每次读取的有效的字符个数
//2. 使用该对象中的方法read()来读取文件数据
while ((len = fr.read(chuf)) != -1) {
    // 字符数组转换成字符串  
    System.out.println(new String(chuf,0,len));
}
// 3.释放资源，关闭此输入流。
fr.close();

字符输出流【Writer】

java.io.Writer抽象类是表示用于输出字符流的所有类的超类。将指定的字符信息写入到目的地中。它定义了字符输出流的基本共性的api方法：

• void write(int c)：写入单个字符。

• void write(char[] chuf)：写入字符数组。

• abstract void write(char[] chuf,int off,int len)：写入char数组的一部分，从char数组的起始索引值off开始，len个写入字符个数。

• void write(String str)：写入字符串。

• void write(String str,int off,in len)：写入字符串的一部分，从字符串的起始索引off开始，写入len个字符个数。

• void flush()：刷新该流的缓冲。

• void close()：关闭此流，但是需要先刷新它。

FileWriter类

java.io.FileWriter类是用于写入字符到文件中。构造方法使用系统默认的字符编码和默认的字节缓冲区。

构造方法

• FileWriter(File file)：创建一个新的FileWriter，指定写入的file对象。

• FileWriter(String filename)：创建一个新的FileWriter，指定需要写入的文件的名称。

当你创建一个流对象时，必须传入一个文件路径，类似于FileOutputStream。

代码示例：

public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 1.创建一个FileWriter对象，构造方法中绑定需要写入数据的目的地。
        FileWriter fw = new FileWriter("day28_IO\\e.txt");
        // 2.使用fileWriter对象中的方法write，把数据写入到内存缓冲区中(字符转换为字节的过程)
        // void write(int c) 写入单个字符
        fw.write(122);// K  z
        // 3.使用FileWriter对象的中的方法flush，把内存缓冲区中的数据刷新到文件中。
        //fw.flush();
        // 4.释放资源(会先把内存缓冲区中的数据刷新到文件中)
        fw.close();
 }

关闭和刷新

因为内置缓冲区的原因，如果不关闭输出流，无法写入字符到文件中。但是关闭流对象，是无法继续写入数据到文件中。如果既想写入数据到文件中，又想继续使用流对象，那么就需要flush方法。

• flush：刷新缓冲区，流对象可以继续使用

• close：先刷新缓冲区，然后会通知系统释放资源，关闭流对象，流对象不可以再使用。

代码演示：

 public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 1.创建对象
        FileWriter fw = new FileWriter("day28_IO\\e.txt");
        // 2.调用write方法
        fw.write(97);// a
        // 3. 刷新
        fw.flush();
        // 刷新之后流可以继续使用
        fw.write(98);
        // 4. 关闭流对象
        fw.close(); 
       // close方法之后，流已经关闭了，已经从内存当中消失了，流不能再使用了，如果使用抛出Stream closed 
        fw.write(99);
    }

　　写入字符数组:write(char[] chuf)和write(char[] chuf,int off,int len),每次可以写入一个字符数组的数据，用法类似于FileOutputStream

代码示例：

//1. new
        FileWriter fw = new FileWriter("day28_IO\\f.txt");
        //2. write
        //2.1 char[]
        char[] chars = new char[]{'a','b','c','d','e','f'};
        fw.write(chars);// abcdef
        //abstract void write(char[] chuf,int off,in len)：写入字符数组的一部分，从off起始索引开始，写入len个字符个数
        fw.write(chars, 3, 3);// def
        //void write(String str)：写入一个字符串
        fw.write("你好,Java");
        //void write(String str,int off,int len)：写入字符串的一部分，从off起始索引开始，写入len个字符个数
        fw.write("你好,Java",3,4);// Java
        //3. flush
        //fw.flush();
        //4. 关闭
        fw.close();

续写和换行：操作类似于FileOutputStream

 public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 1. new
        FileWriter fw = new FileWriter("day28_IO\\g.txt", true);
        //2. write
        char[] chars = new char[50];
        //fw.write();
        for (int i = 0; i < 50; i++) {
            chars[i] = (char) (20000+i);
            fw.write(chars[i] + "\r\n");//换行性质
        }
        //3. 刷新
        fw.flush();
        //4. 关闭
        fw.close();
    }