IO流 , 字节流 , 字符流 , 异常处理
IO概述
Java中I/O的操作主要是靠java.io包下面的类和接口实现的,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的分类
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它设备上的流
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进行保存的,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额数据. 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.它定义了直接输出流的基本共性的api方法:
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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。
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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。
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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
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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
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,如果没有文件,会创建文件,如果有这个文件,会清空这个文件当中的数据.
// 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();
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。
//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();
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
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回车符：回到一行的开头
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换行符：下一行(newLine)。
系统中的换行：
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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：
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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。
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public abstract int read()：从输入流中读取数据的下一个字节。
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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
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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。
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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：
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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。
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public int read()：从输入流中读取一个字符。
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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
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FileReader(File file)：创建一个新的FileReader对象，指定需要读取的file对象。
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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：
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void write(int c)：写入单个字符。
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void write(char[] chuf)：写入字符数组。
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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。
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void write(String str)：写入字符串。
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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。
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void flush()：刷新该流的缓冲。
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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
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FileWriter(File file)：创建一个新的FileWriter，指定写入的file对象。
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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。
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flush：刷新缓冲区，流对象可以继续使用
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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(); }
