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关于什么是IO流

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用户9399690
发布2022-01-20 15:30:14
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发布2022-01-20 15:30:14
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文章被收录于专栏:码猴小明

io流用到的地方很多,就比如说上传下载,传输,设计模式等…

首先,在使用IO流之前都会明确分析如下四点:

  1. 明确要操作的数据是数据源还是数据目的(也就是要读还是要写)
  2. 明确要操作的设备上的数据是字节还是文本
  3. 明确数据所在的具体设备
  4. 明确是否需要额外功能(比如是否需要转换流、高效流)

1、IO流的四点明确

(1)明确要操作的数据是数据源还是数据目的(要读还是要写)

源:InputStream Reader

目的:OutputStream Writer

(2)明确要操作的设备上的数据是字节还是文本

源:

字节:InputStream

文本:Reader

目的:

字节:OutputStream

文本:Writer

(3)明确数据所在的具体设备

源设备:

硬盘:文件File开头

内存:数组,字符串

键盘:System.in

网络:Socket

对应目的设备:

硬盘:文件File开头

内存:数组,字符串

屏幕:System.in

网络:Socket

(4)明确是否需要额外功能

需要转换—转换流InputStreamReader、OutputStreamWriter

需要高效—缓冲流Bufferedxxx

多个源—序列流SequenceInputStream

对象序列化— ObjectInputStream、ObjectOutputStream

保证数据的输出形式—打印流PrintStream、Printwriter

操作基本数据、保证字节原样性—DataOutputStream、DataInputStream

那么再看看IO流的分类吧

2、File类

至于IO流,也就是输入输出流,从文件出发到文件结束,至始至终都离不开文件,所以IO流还得从文件File类讲起。

1.1 File概述

java.io.File类是专门对文件进行操作的类,只能对文件本身进行操作,不能对文件内容进行操作。

java.io.File类是文件和目录路径名的抽象表示,主要用于文件和目录的创建、查找和删除等操作。

解释一下上面两句话

第一句就是说File跟流无关,File类不能对文件进行读和写,也就是输入和输出。

第二句就是说File主要表示类类似D:\\文件目录1与D:\\文件目录1\\文件.txt,前者是文件夹,后者则是文件,而File类就是操作这两个类。

1.2 构造方法

在java中,一切皆为对象,File类也不例外,不论是哪个对象都应该从该对象的构造说起,所以接下来分析File类的构造方法。先从API开始

我们主要来学习一下比较常用三个:

1、public File(String pathname) :通过将给定的路径名字符串转换为抽象路径名来创建新的File实例。

2、public File(String parent, String child) :从父路径字符串和子路径名字符串创建新的File实例。

3、public File(File parent, String child) :从父抽象路径和子路径名字符串创建新的File实例。

下面是代码演示:

代码语言:javascript
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1. 一个File对象代表硬盘中实际存在的一个文件或者目录。
2.  File类构造方法不会给你检验这个文件或文件夹是否真实存在,因此无论该路径下是否存在文件或者目录,都不影响File对象的创建。
// 文件路径名 
String path = "D:\\123.txt";
File file1 = new File(path); 
// 文件路径名
String path2 = "D:\\1\\2.txt";
File file2 = new File(path2);     -------------相当于D:\\1\\2.txt
// 通过父路径和子路径字符串
String parent = "F:\\aaa";
String child = "bbb.txt";
File file3 = new File(parent, child);  --------相当于F:\\aaa\\bbb.txt
// 通过父级File对象和子路径字符串
File parentDir = new File("F:\\aaa");
String child = "bbb.txt";
File file4 = new File(parentDir, child); --------相当于F:\\aaa\\bbb.txt

File类的注意点:

  1. 一个File对象代表硬盘中实际存在的一个文件或者目录
  2. File类构造方法不会给你检验这个文件或文件夹是否真实存在,因此无论该路径下是否存在文件或者目录,都不影响File对象的创建。

1.3 常用方法

File的常用方法主要分为获取功能、获取绝对路径和相对路径、判断功能、创建删除功能的方法

1.3.1 获取功能的方法

1、public String getAbsolutePath() :返回此File的绝对路径名字符串。

2、public String getPath() :将此File转换为路径名字符串。

3、public String getName() :返回由此File表示的文件或目录的名称。

4、public long length() :返回由此File表示的文件的长度。

以上的测试方法,代码如下

代码语言:javascript
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public class FileGet {
    public static void main(String[] args) {
        File f = new File("d:/aaa/bbb.java");     
        System.out.println("文件绝对路径:"+f.getAbsolutePath());
        System.out.println("文件构造路径:"+f.getPath());
        System.out.println("文件名称:"+f.getName());
        System.out.println("文件长度:"+f.length()+"字节");
        File f2 = new File("d:/aaa");     
        System.out.println("目录绝对路径:"+f2.getAbsolutePath());
        System.out.println("目录构造路径:"+f2.getPath());
        System.out.println("目录名称:"+f2.getName());
        System.out.println("目录长度:"+f2.length());
    }
}

输出结果:

文件绝对路径:d:\aaa\bbb.java

文件构造路径:d:\aaa\bbb.java

文件名称:bbb.java

文件长度:2116字节

目录绝对路径:d:\aaa

目录构造路径:d:\aaa

目录名称:aaa

目录长度:3236

注意:length(),表示文件的长度。但是File对象表示目录,则返回值未指定。

1.3.2 绝对路径和相对路径

绝对路径:一个完整的路径,以盘符开头,例如F://aaa.txt。

相对路径:一个简化的路径,不以盘符开头,例如//aaa.txt//b.txt。

注意:

  1. 路径是不区分大小写
  2. 路径中的文件名称分隔符windows使用反斜杠,反斜杠是转义字符,两个反斜杠代表一个普通的反斜杠
代码语言:javascript
复制
//绝对路径
public class FilePath {
    public static void main(String[] args) {
          // D盘下的bbb.java文件
        File f = new File("D:\\bbb.java");
        System.out.println(f.getAbsolutePath());
          
        // 项目下的bbb.java文件
        File f2 = new File("bbb.java");
        System.out.println(f2.getAbsolutePath());
    }
}

输出结果:

D:\bbb.java

D:\java\bbb.java

1.3.3 判断功能的方法

1、public boolean exists() :此File表示的文件或目录是否实际存在。

2、public boolean isDirectory() :此File表示的是否为目录。

3、public boolean isFile() :此File表示的是否为文件。

方法代码如下:

代码语言:javascript
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public class FileIs {
    public static void main(String[] args) {
        File f = new File("d:\\aaa\\bbb.java");
        File f2 = new File("d:\\aaa");
          // 判断是否存在
        System.out.println("d:\\aaa\\bbb.java 是否存在:"+f.exists());
        System.out.println("d:\\aaa 是否存在:"+f2.exists());
          // 判断是文件还是目录
        System.out.println("d:\\aaa 文件?:"+f2.isFile());
        System.out.println("d:\\aaa 目录?:"+f2.isDirectory());
    }
}

输出结果:

d:\aaa\bbb.java 是否存在:true

d:\aaa 是否存在:true

d:\aaa 文件?:false

d:\aaa 目录?:true

1.3.4 创建删除功能的方法

  • public boolean createNewFile() :文件不存在,创建一个新的空文件并返回true,文件存在,不创建文件并返回false。
  • public boolean delete() :删除由此File表示的文件或目录。
  • public boolean mkdir() :创建由此File表示的目录。
  • public boolean mkdirs() :创建由此File表示的目录,包括任何必需但不存在的父目录。

其中,mkdirs()和mkdir()方法类似,但mkdir(),只能创建以及目录,mkdirs()可以创建多级目录比如//a//b//c,所以开发中一般用mkdirs()。

这些方法中值得注意的是createNewFile方法以及mkdir与mkdirs的区别。

方法测试的代码如下:

代码语言:javascript
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public class FileCreateDelete {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 文件的创建
        File f = new File("aaa.txt");
        System.out.println("是否存在:"+f.exists()); // false
        System.out.println("是否创建:"+f.createNewFile()); // true
        System.out.println("是否创建:"+f.createNewFile()); // 以及创建过了所以再使用createNewFile返回false
        System.out.println("是否存在:"+f.exists()); // true
        
         // 目录的创建
          File f2= new File("newDir");    
        System.out.println("是否存在:"+f2.exists());// false
        System.out.println("是否创建:"+f2.mkdir());    // true
        System.out.println("是否存在:"+f2.exists());// true
        // 创建多级目录
          File f3= new File("newDira\\newDirb");
        System.out.println(f3.mkdir());// false
        File f4= new File("newDira\\newDirb");
        System.out.println(f4.mkdirs());// true
      
          // 文件的删除
           System.out.println(f.delete());// true
      
          // 目录的删除
        System.out.println(f2.delete());// true
        System.out.println(f4.delete());// false
    }
}

注意:delete方法,如果此File表示目录,则目录必须为空才能删除。

1.4 目录的遍历

public String[] list() :返回一个String数组,表示该File目录中的所有子文件或目录。

public File[] listFiles() :返回一个File数组,表示该File目录中的所有的子文件或目录。

代码语言:javascript
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public class FileFor {
    public static void main(String[] args) {
        File dir = new File("G:\光标");
      
          //获取当前目录下的文件以及文件夹的名称。
        String[] names = dir.list();
        for(String name : names){
            System.out.println(name);
        }
        //获取当前目录下的文件以及文件夹对象,只要拿到了文件对象,那么就可以获取更多信息
        File[] files = dir.listFiles();
        for (File file : files) {
            System.out.println(file);
        }
    }
}

listFiles在获取指定目录下的文件或者文件夹时必须满足下面两个条件

  1. 指定的目录必须存在
  2. 指定的必须是目录。否则容易引发返回数组为null,出现NullPointerException异常

1.5 递归遍历文件夹下所有文件以及子文件

直接看代码:

代码语言:javascript
复制
package File;
import java.io.File;
//递归遍历文件夹下所有的文件
public class RecursionDirectory {
    public static void main(String[] args) {
      File file=new File("D:\\java专属IO测试");
        Recursion(file);
    }
    public static void Recursion(File file){
        //1、判断传入的是否是目录
        if(!file.isDirectory()){
            //不是目录直接退出
            return;
        }
        //已经确保了传入的file是目录
        File[] files = file.listFiles();
        //遍历files
        for (File f: files) {
            //如果该目录下文件还是个文件夹就再进行递归遍历其子目录
            if(f.isDirectory()){
                //递归
                Recursion(f);
            }else {
                //如果该目录下文件是个文件,则打印对应的名字
                System.out.println(f.getName());
            }
        }
    }
}

3、初探IO流

1.1 什么是IO流

举例一个场景,当你在编辑一个文本文件也好,用idea打代码也罢,忘记ctrl+s,在你关闭文件的那一瞬间手残点了个不该点的按钮,但你反应过来,文件早已经关闭,此时内心肯定是早已经拔凉拔凉的了。

我们把这种数据的传输,可以看作是一种数据的流动,按照流动的方向,以内存为基准,分为输入input和输出output,即流向内存是输入流,流出内存的输出流。

Java中I/O操作主要是使用java.io包下的内容,进行输入、输出操作。输入也叫做读取数据,输出也叫做写出数据。

1.2 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中的流。
  • 输出流:把数据从内存中写到其他设备上的流。

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。

分类之后对应的超类(超类也就是父类的意思)

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

注:

由这四个类的子类名称基本都是以其父类名作为子类名的后缀。

如:InputStream的子类FileputStream。

如:Reader的子类FileReader。

1.3 关于IO的分流向说明

直接上图

字节流OutputStream与InputStream的故事

Output Stream与InputStream的继承关系

2.1文件的世界里一切皆为字节

我们必须明确的一点的是,一切数据文件(文本、图片、视频等)在存储时,都是以二进制数字的形式保存,都是一个一个的字节,那么传输时一样如此。所以,字节流可以传输任意文件数据。在操作流的时候,我们要时刻明确,无论使用什么样的对象,底层传输的始终为二进制数据。

2.2 字节输出流(OutputStream)

java.io.OutputStream抽象类是表示字节输出流的所有类的超类(父类),将指定的字节信息写出到目的地。它定义了字节输出流的基本共性功能方法,不要问OutputStream为什么可以定义字节输出流的基本共性功能方法,上一句说过了OutputStream是字节输出的所有类的超类,这是继承的知识点。

字节输出流的基本共性共能方法:

1、 public void close() :关闭此输出流并释放与此流相关联的任何系统资源。

2、 public void flush() :刷新此输出流并强制任何缓冲的输出字节被写出。

3、 public void write(byte[] b):将 b.length个字节从指定的字节数组写入此输出流。

4、 public void write(byte[] b, int off, int len) :从指定的字节数组写入 len字节,从偏移量 off开始输出到此输出流。也就是说从off个字节数开始读取一直到len个字节结束

5、 public abstract void write(int b) :将指定的字节输出流。

以上五个方法则是字节输出流都具有的方法,由弗雷OutputStream定义提供,子类都会共享以上五个方法。

FileOutputStream类

OutputStream有很多子类,我们从最简单的一个子类FileOutputStream开始。看名字就知道是文件输出流,用于将数据写出到文件。

FIleOutputStream构造方法

1、 public FileOutputStream(File file):根据File对象为参数创建对象。

2、 public FileOutputStream(String name):根据名称字符串为参数创建对象。

推荐第二种构造方法【常用开发】:

FileOutputStream outputStream = new FileOutputStream("abc.txt");

就以上面这句代码来讲,类似这样创建字节输出流对象都做了三件事:

1、调用系统功能去创建文件【输出流对象才会自动创建】

2、创建outputStream对象

3、把foutputStream对象指向这个文件

注意:

创建输出流对象的时候,系统会自动去对应为孩子创建对应文件,而创建输出流对象的时候,文件不存在则会报FileNotFoundException异常,也就是系统找不到指定的文件异常。

当你创建一个流对象时,必须直接或间接传入一个文件路径。比如现在我们创建一个FileOutputStream流对象,在该路径下,如果没有这个文件,会创建文件。如果有这个文件,会清空这个文件的数据。具体代码如下:

代码语言:javascript
复制
public class FileOutputStreamConstructor throws IOException {
    public static void main(String[] args) {
            // 使用File对象创建流对象
        File file = new File("G:\\自动创建的文件夹\\a.txt");
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file);
      
        // 使用文件名称创建流对象
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("G:\\b.txt");
    }
}

FileOutputStream写出字节数据

使用FileOutputStream写出字节数据主要通过write方法,而write方法分如下三种

  1. public void write(int b)
  2. public void write(byte[] b)
  3. public void writer(byte[], int off, int len)//从‘off’索引开始,’len’个字节

1.写出字节:write(int b) 方法,每次可以写出一个字节数据,代码如下:

代码语言:javascript
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输出结果:

abc

1.虽然参数为int类型四个字节,但是只会保留一个字节的信息写出。

2.流操作完毕后,必须释放系统资源,调用close方法,千万记得。

2.写出字节数组:write(byte[] b),每次可以写出数组中的数据,代码使用演示:

代码语言:javascript
复制
public class FOSWrite {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos.txt");     
          // 字符串转换为字节数组
          byte[] b = "麻麻我想吃烤山药".getBytes();
          // 写出字节数组数据
          fos.write(b);
          // 关闭资源
        fos.close();
    }
}

输出结果:

麻麻我想吃烤山药

3.写出指定长度字节数组:write(byte[] b, int off, int len) ,每次写出从off索引开始,len个字节,代码如下:

代码语言:javascript
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public class FOSWrite {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos.txt");     
          // 字符串转换为字节数组
          byte[] b = "abcde".getBytes();
        // 写出从索引2开始,2个字节。索引2是c,两个字节,也就是cd。
        fos.write(b,2,2);
          // 关闭资源
        fos.close();
    }
}

输出结果:

cd

FileOutputStream实现数据追加续写,换行

经过以上的代码测试,每次程序运行,每次创建输出流对象,都会清空目标文件中的数据。如何保留目标文件中数据,还能继续追加新数据呢?并且实现换行呢?其实很简单,这个时候我们又要再学习FileOutputStream的另外两个构造方法了,如下:

1、public FileOutputStream(File file, boolean append)

2、public FileOutputStream(String name, boolean append)

这两个构造方法,第二个参数中都需要传入一个boolean类型的值,true 表示追加数据,false 表示不追加也就是清空原有数据。这样创建的输出流对象,就可以指定是否追加续写了,至于Windows换行则是 \n\r ,下面将会详细讲到。

追加续写代码如下:

代码语言:javascript
复制
public class FOSWrite {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos.txt",true);     
          // 字符串转换为字节数组
          byte[] b = "abcde".getBytes();
        // 写出从索引2开始,2个字节。索引2是c,两个字节,也就是cd。
        fos.write(b);
          // 关闭资源
        fos.close();
    }
}

文件操作前:cd

文件操作后:cdabcde

Windows系统里,换行符号是\r\n ,具体代码如下:

代码语言:javascript
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public class FOSWrite {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos.txt");  
          // 定义字节数组
          byte[] words = {97,98,99,100,101};
          // 遍历数组
        for (int i = 0; i < words.length; i++) {
              // 写出一个字节
            fos.write(words[i]);
              // 写出一个换行, 换行符号转成数组写出
            fos.write("\r\n".getBytes());
        }
          // 关闭资源
        fos.close();
    }
}

输出结果:

a

b

c

d

e

  • 回车符\r和换行符\n:
    • 回车符:回到一行的开头(return)
    • 换行符:下一行(newline)
  • 系统中的换行:
    • Windows系统里,每行结尾是回车+换行,即\r\n
    • Unix系统里,每行结尾只有换行,即\n
    • Mac系统里,每行结尾是回车,即\r。从Mac OS X开始于Linux统一

2.3 字节输入流(InputStream)

java.io.InputStream抽象类是表示字节输入流的所有父类,可以读取字节信息到内存中。它定义了字节输入流的基本共性功能。

字节输入流的基本共性功能方法:

1、 public void close() :关闭此输入流并释放与此流相关联的任何系统资源。

2、public abstract int read():从输入流读取数据的下一个字节。

3、 public int read(byte[] b):该方法返回的int值代表的是读取了多少个字节,读到几个返回几个,读取不到返回-1。

FileInputStream类

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

FIleInputStream的构造方法

1、 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。

2、 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。

同样的,推荐使用第二种构造方法:

1 | FileInputStream inputStream = new FileInputStream("a.txt");

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。

构造举例,代码如下:

代码语言:javascript
复制
public class FileInputStreamConstructor throws IOException{
    public static void main(String[] args) {
            // 使用File对象创建流对象
        File file = new File("a.txt");
        FileInputStream fos = new FileInputStream(file);
      
        // 使用文件名称创建流对象
        FileInputStream fos = new FileInputStream("b.txt");
    }
}

FileInputStream读取字节数据

  1. 读取字节:read方法,每次可以读取一个字节的数据,提升为int类型,读取到文件末尾,返回-1,代码测试如下【read.txt文件中内容为abcde】:
代码语言:javascript
复制
public class FISRead {
    public static void main(String[] args) throws IOException{
          // 使用文件名称创建流对象
           FileInputStream fis = new FileInputStream("read.txt");//read.txt文件中内容为abcde
          // 读取数据,返回一个字节
        int read = fis.read();
        System.out.println((char) read);
        read = fis.read();
        System.out.println((char) read);
        read = fis.read();
        System.out.println((char) read);
        read = fis.read();
        System.out.println((char) read);
        read = fis.read();
        System.out.println((char) read);
          // 读取到末尾,返回-1
           read = fis.read();
        System.out.println( read);
        // 关闭资源
        fis.close();
    }
}

输出结果:

a

b

c

d

e

-1

循环改进读取方式,代码使用演示:

代码语言:javascript
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public class FISRead {
    public static void main(String[] args) throws IOException{
          // 使用文件名称创建流对象
           FileInputStream fis = new FileInputStream("read.txt");
          // 定义变量,保存数据
        int b ;
        // 循环读取
        while ((b = fis.read())!=-1) {
            System.out.println((char)b);
        }
        // 关闭资源
        fis.close();
    }
}

输出结果:

a

b

c

d

e

  1. 使用字节数组读取:read(byte[] b),每次读取b的长度个字节到数组中,返回读取到的有效个字节个数,读取到末尾时,返回-1,代码演示如下:
代码语言:javascript
复制
public class FISRead {
    public static void main(String[] args) throws IOException{
          // 使用文件名称创建流对象.
           FileInputStream fis = new FileInputStream("read.txt"); // read.txt文件中内容为abcde
          // 定义变量,作为有效个数
        int len ;
        // 定义字节数组,作为装字节数据的容器   
        byte[] b = new byte[2];
        // 循环读取
        while (( len= fis.read(b))!=-1) {
               // 每次读取后,把数组变成字符串打印
            System.out.println(new String(b));
        }
        // 关闭资源
        fis.close();
    }
}

输出结果:

ab

cd

ed

由于read.txt文件中内容为abcde,而错误数据d,是由于最后一次读取时,只读取一个字节e,数组中,上次读取的数据没有被完全替换(看下图),所以要通过len,获取有效的字节。

代码如下:

代码语言:javascript
复制
public class FISRead {
    public static void main(String[] args) throws IOException{
          // 使用文件名称创建流对象.
           FileInputStream fis = new FileInputStream("read.txt"); // 文件中为abcde
          // 定义变量,作为有效个数
        int len ;
        // 定义字节数组,作为装字节数据的容器   
        byte[] b = new byte[2];
        // 循环读取
        while (( len= fis.read(b))!=-1) {
               // 每次读取后,把数组的有效字节部分,变成字符串打印
            System.out.println(new String(b,0,len));//  len 每次读取的有效字节个数
        }
        // 关闭资源
        fis.close();
    }
}

输出结果:

ab

cd

e

在开发中一般

推荐使用数组读取文件,代码如下:

代码语言:javascript
复制
package io;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
public class input2 {
    public static void main(String args[]){
        FileInputStream inputStream = null;
        try {
            inputStream = new FileInputStream("a.txt");
            int len = 0 ;
            byte[] bys = new byte[1024];
            while ((len = inputStream.read(bys)) != -1) {
                System.out.println(new String(bys,0,len));
            }
        
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            try {
                inputStream.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

字节流FileInputstream复制图片

复制图片原理

代码实现:

复制图片文件,代码如下:

代码语言:javascript
复制
public class Copy {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 1.创建流对象
        // 1.1 指定数据源
        FileInputStream fis = new FileInputStream("D:\\test.jpg");
        // 1.2 指定目的地
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("test_copy.jpg");
        // 2.读写数据
        // 2.1 定义数组
        byte[] b = new byte[1024];
        // 2.2 定义长度
        int len;
        // 2.3 循环读取
        while ((len = fis.read(b))!=-1) {
            // 2.4 写出数据
            fos.write(b, 0 , len);
        }
        // 3.关闭资源
        fos.close();
        fis.close();
    }
}

注:复制文本、图片、mp3、视频等的方式一样。

到这里,已经从File类讲到了自己字节流OutputStream与InputStream,而现在将主要从字节流Reader和Writer的故事展开。

字符流Reader和Writer的故事

字符流Reader和Writer的故事从它们的继承图开始,直接看图

字符流

字符流的由来:因为数据编码的不同,因而有了对字符进行高效操作的流对象,字符流本质其实就是是基于字节流读取时,去查了指定的码表,而字节流直接读取数据会有乱码的问题(读中文会乱码),先来看个程序:

代码语言:javascript
复制
package IO;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
public class CharaterStream {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //FileInputStream为操作文件的字符输入流
        FileInputStream inputStream = new FileInputStream("a.txt");//内容为哥敢摸屎
        int len;
        while ((len=inputStream.read())!=-1){
           System.out.print((char)len);
        }
    }
}

运行结果: ??¥??¢????±

具体现状分析

字节流读取中文字符时,可能不会显示完整的字符,那是因为一个中文字符占用多个字节存储

那么字节流就没办法了吗?不,字节流依旧有办法,只有麻烦了点,代码如下:

代码语言:javascript
复制
public class CharaterStream {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        FileInputStream inputStream = new FileInputStream("a.txt");
        byte[] bytes = new byte[1024];
        int len;
        while ((len=inputStream.read(bytes))!=-1){
           System.out.print(new String(bytes,0,len));
        }
    }
}

运行结果:哥敢摸屎

解析:解码的正是String,查看new String()的源码,String构造方法有解码功能,并且默认编码是utf-8,代码如下:

this.value = StringCoding.decode(bytes, offset, length);

再点进decode,循序渐进发现,默认编码是UTF-8

尽管字节流也能有办法解决乱码问题,但是还是比较麻烦,于是java就有了字节流,字符为单位读写数据,字符流专门用于处理文本文件。如果处理纯文本的数据优先考虑字符里字符流,其他情况就只能用字节流(图片、视频、等等只文本例外)

1、字符输入流(Reader)

java.io.Reader抽象类是字符输入流的所有类的父类,可以丢去字信息到内存中。它定义了字符输入流的基本共性功能方法。

字符输入流的共性方法:

1、public void close() :关闭此流并释放与此流相关联的任何系统资源。

2、 public int read():从输入流读取一个字符。

3、 public int read(char[] cbuf):从输入流中读取一些字符,并将它们存储到字符数组 cbuf中

FileReader类

java.io.FileReader类是读取字符文件的便利类。构造时使用系统的字符编码和默认字节缓冲区。

构造方法

1、FileReader(File file):创建一个新的 FileReader ,给定要读取的File对象

2、 FileReader(String fileName):创建一个新的 FileReader ,给定要读取的文件的字符串名称

代码如下:

代码语言:javascript
复制
public class FileReaderConstructor throws IOException{
    public static void main(String[] args) {
            // 使用File对象创建流对象
        File file = new File("a.txt");
        FileReader fr = new FileReader(file);
      
        // 使用文件名称创建流对象
        FileReader fr = new FileReader("b.txt");
    }
}

FileReader读取字符数据

  1. 读取字符:read方法,每次可以读取一个字符的数据,提升为int类型,读取到文件末尾,返回-1,循环读取,代码演示如下:
代码语言:javascript
复制
public class FRRead {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
          // 使用文件名称创建流对象
           FileReader fr = new FileReader("a.txt");
          // 定义变量,保存数据
        int b ;
        // 循环读取
        while ((b = fr.read())!=-1) {
            System.out.println((char)b);
        }
        // 关闭资源
        fr.close();
    }
}

至于读取的写法类似字节流的写法,只是读取单位不同罢了。

2、字符输出流(Writer)

java.io.Writer抽象类是字符输出流的所有类的父类,将指定的字符信息写出到目的地。它同样定义了字符输出流的基本共性功能方法。

字符输出流的基本共性功能方法:

1、void write(int c) 写入单个字符。

2、void write(char[] cbuf)写入字符数组。

3、 abstract void write(char[] cbuf, int off, int len)写入字符数组的某一部分,off数组的开始索引,len写的字符个数。

4、 void write(String str)写入字符串。

5、void write(String str, int off, int len) 写入字符串的某一部分,off字符串的开始索引,len写的字符个数。

6、void flush()刷新该流的缓冲。

7、void close() 关闭此流,但要先刷新它。

FileWriter类

java.io.FileWriter类是写出字符到文件的便利类。构造时使用系统 默认的字符编码和默认字节缓冲区。

构造方法

1、 FileWriter(File file):创建一个新的 FileWriter,给定要读取的File对象。

2、FileWriter(String fileName):创建一个新的 FileWriter,给定要读取的文件的名称。

构造举例,代码如下:

代码语言:javascript
复制
public class FileWriterConstructor {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
            // 第一种:使用File对象创建流对象
        File file = new File("a.txt");
        FileWriter fw = new FileWriter(file);
      
        // 第二种:使用文件名称创建流对象
        FileWriter fw = new FileWriter("b.txt");
    }
}

FileWriter写出数据

写出字符:write(int b)方法,每次可以写出一个字符数据,代码使用如下:

代码语言:javascript
复制
public class FWWrite {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象
        FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt");     
          // 写出数据
          fw.write(97); // 写出第1个字符
          fw.write('b'); // 写出第2个字符
          fw.write('C'); // 写出第3个字符
          
        //关闭资源时,与FileOutputStream不同。如果不关闭,数据只是保存到缓冲区,并未保存到文件。
        // fw.close();
    }
}

输出结果:

abC

【注意】关闭资源时,与FileOutputStream不同。如果不关闭,数据只是保存到缓冲区,并未保存到文件。

关闭close和刷新flush

因为内存缓冲区的原因,如果不关闭输出流,无法写出字符到文件中。但是关闭的流对象,是无法继续写出数据的。如果我们既想写出数据,又想继续使用流,就需要flush方法了。

flush:刷新缓冲区,流对象可以继续使用。

close:先刷新缓冲区,然后通知系统释放资源。流对象不可以再被使用了。

flush还是比较有趣的:

代码语言:javascript
复制
public class FlushDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //源   也就是输入流【读取流】 读取a.txt文件
        FileReader fr=new FileReader("a.txt");  //必须要存在a.txt文件,否则报FileNotFoundException异常
        //目的地  也就是输出流
        FileWriter fw=new FileWriter("b.txt");  //系统会自动创建b.txt,因为它是输出流!
        int len;
        while((len=fr.read())!=-1){
           fw.write(len);
        }
   注意这里是没有使用close关闭流,开发中不能这样做,但是为了更好的体会flush的作用
    }
}

运行效果是怎么样的呢?答案是b.txt文件中依旧是空的,是的并没有任何东西,为啥呢?【注意】关闭资源时,与FileOutputStream不同。如果不关闭,数据只是保存到缓冲区,并未保存到文件。

所以,我们在以上的代码中再添加下面三句代码,就完美了,b.txt文件就能复制到源文件的数据了。

fr.close();

fw.flush();

fw.close();

flush()这个函数是清空的意思,用于清空缓冲区的数据流,进行流的操作时,数据先被读到内存中,然后再用数据写到文件中,那么当你数据读完时,我们如果这时调用close()方法关闭读写流,这时就可能造成数据丢失,为什么呢?因为,读入数据完成时不代表写入数据完成,一部分数据可能会留在缓存区中,这个时候flush()方法就格外重要了。

接下来close使用代码如下:

代码语言:javascript
复制
public class FWWrite {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象
        FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt");
        // 写出数据,通过flush
        fw.write('刷'); // 写出第1个字符
        fw.flush();
        fw.write('新'); // 继续写出第2个字符,写出成功
        fw.flush();
      
          // 写出数据,通过close
        fw.write('关'); // 写出第1个字符
        fw.close();
        fw.write('闭'); // 继续写出第2个字符,【报错】java.io.IOException: Stream closed
        fw.close();
    }
}

即便是flush方法写出了数据,操作的最后还是要调用close方法,释放系统资源。

FileWriter的续写和换行

续写和换行:操作类似于FileOutput Stream操作,看代码:

代码语言:javascript
复制
public class FWWrite {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象,可以续写数据
        FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt",true);     
          // 写出字符串
        fw.write("哥敢");
          // 写出换行
          fw.write("\r\n");
          // 写出字符串
          fw.write("摸屎");
          // 关闭资源
        fw.close();
    }
}

输出结果:

哥敢

摸屎

FileReader和FileWriter类完成文本文件复制

看代码:

代码语言:javascript
复制
import java.io.FileReader;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
public class CopyFile {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //创建输入流对象
        FileReader fr=new FileReader("F:\\新建文件夹\\aa.txt");//文件不存在会抛出java.io.FileNotFoundException
        //创建输出流对象
        FileWriter fw=new FileWriter("C:\\copyaa.txt");
        /*创建输出流做的工作:
         *      1、调用系统资源创建了一个文件
         *      2、创建输出流对象
         *      3、把输出流对象指向文件        
         * */
        //文本文件复制,一次读一个字符
        copyMethod1(fr, fw);
        //文本文件复制,一次读一个字符数组
        copyMethod2(fr, fw);
        
        fr.close();
        fw.close();
    }
    public static void copyMethod1(FileReader fr, FileWriter fw) throws IOException {
        int ch;
        while((ch=fr.read())!=-1) {//读数据
            fw.write(ch);//写数据
        }
        fw.flush();
    }
    public static void copyMethod2(FileReader fr, FileWriter fw) throws IOException {
        char chs[]=new char[1024];
        int len=0;
        while((len=fr.read(chs))!=-1) {//读数据
            fw.write(chs,0,len);//写数据
        }
        fw.flush();
    }
}

CopyFile

最后再次强调:

字符流,只能操作文本文件,不能操作图片,视频等非文本文件。当我们单纯读或者写文本文件时 使用字符流 其他情况使用字节流

IO异常的处理

我们子啊学习的过程中可能习惯把异常抛出,而实际开发中并不能这样处理,见识使用try...catch...finally 代码块,处理异常部分,格式代码如下:

代码语言:javascript
复制
public class HandleException1 {
    public static void main(String[] args) {
          // 声明变量
        FileWriter fw = null;
        try {
            //创建流对象
            fw = new FileWriter("fw.txt");
            // 写出数据
            fw.write("哥敢摸si"); //哥敢摸si
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                if (fw != null) {
                    fw.close();
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

前面主要写了一些基本的操作作为IO流的入门。从这里开始将要见识一些更强大的流。比如能高效读写的缓冲流,能够转换编码的转换流,能够持久化存储对象的序列化流等等,而这些强大的流都是在基本的流对象基础之上而来的!这些强大的流将伴随着我们今后的开发!

1、缓冲流【掌握】

1.1 简要概述

首先我们来认识认识i一下缓冲流,也叫高效流,是对4个FileXxx流的“增强流”。

缓冲流的基本原理:

1、使用了底层流对象从具体设备上获取数据,并将数据存储到缓冲区的数组内。

2、通过缓冲区的read()方法从缓冲区获取具体的字符数据,这样就提高了效率。

3、如果用read方法读取字符数据,并存储到另一个容器中,直到读取到了换行符时,将另一个容器临时存储的数据转成字符串返回,就形成了readLine()功能。

也即是说在创建对象时,会创建一个内置的默认大小的缓冲区数组,通过缓冲区读写,减少系统IO次数,从而提高读写的效率。

缓冲书写格式为BufferedXxx,按照数据类型分类:

  • 字节缓冲流:BufferedInputStream,BufferedOutputStream
  • 字符缓冲流:BufferedReader,BufferedWriter

1.2 字节缓冲流

构造方法:

  • public BufferedInputStream(InputStream in) :创建一个新的缓冲输入流,注意参数类型为InputStream。
  • public BufferedOutputStream(OutputStream out):创建一个新的缓冲输出流,注意参数类型为OutputStream

构造举例代码如下:

代码语言:javascript
复制
//构造方式一:创建字节缓冲输入流【但是开发中一般常用下面的格式申明】
FileInputStream fps = new FileInputStream(b.txt);
BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(fps)
//构造方式一:创建字节缓冲输入流
BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("b.txt"));
///构造方式二:创建字节缓冲输出流
BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("b.txt"));

感受缓冲流的高效

缓冲流的读写方法与基本的流是一致的,我们通过复制370MB的大文件,测试一下它的效率。

1.基本流,代码如下:

代码语言:javascript
复制
public class BufferedDemo {
    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
        // 记录开始时间
          long start = System.currentTimeMillis();
        // 创建流对象
        try (
            FileInputStream fis = new FileInputStream("py.exe");//exe文件够大
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream("copyPy.exe")
        ){
            // 读写数据
            int b;
            while ((b = fis.read()) != -1) {
                fos.write(b);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        // 记录结束时间
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("普通流复制时间:"+(end - start)+" 毫秒");
    }
}

不好意思十分钟过去了还在玩命复制中...

2.缓冲流,代码如下:

代码语言:javascript
复制
public class BufferedDemo {
    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
        // 记录开始时间
          long start = System.currentTimeMillis();
        // 创建流对象
        try (
         BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("py.exe"));
         BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("copyPy.exe"));
        ){
        // 读写数据
            int b;
            while ((b = bis.read()) != -1) {
                bos.write(b);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        // 记录结束时间
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("缓冲流复制时间:"+(end - start)+" 毫秒");
    }
}

缓冲流复制时间:8016 毫秒

想要更快可以使用数组的方式,代码如下:

代码语言:javascript
复制
public class BufferedDemo {
    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
          // 记录开始时间
        long start = System.currentTimeMillis();
        // 创建流对象
        try (
         BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("py.exe"));
         BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("copyPy.exe"));
        ){
              // 读写数据
            int len;
            byte[] bytes = new byte[8*1024];
            while ((len = bis.read(bytes)) != -1) {
                bos.write(bytes, 0 , len);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        // 记录结束时间
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("缓冲流使用数组复制时间:"+(end - start)+" 毫秒");
    }
}

缓冲流使用数组复制时间:521 毫秒

1.3 字符缓冲流

构造方法

相同的来看其构造,其格式以及原理和字节缓冲流是一样的!

  • public BufferedReader(Reader in) :创建一个新的缓冲输入流,注意参数类型为Reader
  • public BufferedWriter(Writer out):创建一个新的缓冲输出流,注意参数类型为Writer

构造举例,代码如下:

代码语言:javascript
复制
// 创建字符缓冲输入流
BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("b.txt"));
// 创建字符缓冲输出流
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("b.txt"));

字符缓冲流特有方法

字符缓冲流的基本方法与普通字符流调用方式一致,这里不再阐述,我们先来看字符缓冲流具备的特有方法。

  • BufferedReader:public String readLine(): 读一行数据。 读取到最后返回null
  • BufferedWriter:public void newLine(): 换行,由系统属性定义符号

readLine方法演示代码如下:

代码语言:javascript
复制
public class BufferedReaderDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
           // 创建流对象
        BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("a.txt"));
        // 定义字符串,保存读取的一行文字
        String line  = null;
          // 循环读取,读取到最后返回null
        while ((line = br.readLine())!=null) {
            System.out.print(line);
            System.out.println("------");
        }
        // 释放资源
        br.close();
    }
}

newLine方法演示代码如下:

代码语言:javascript
复制
public class BufferedWriterDemo throws IOException {
  public static void main(String[] args) throws IOException  {
        // 创建流对象
      BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("b.txt"));
        // 写出数据
      bw.write("哥");
        // 写出换行
      bw.newLine();
      bw.write("敢");
      bw.newLine();
      bw.write("摸屎");
      bw.newLine();
      bw.write("你敢吗?");
      bw.newLine();
      // 释放资源
      bw.close();
  }
}

输出效果:

摸屎

你敢吗?

1.4 字符缓冲流练习

6.你说你的程序叫简单,我说我的代码叫诗篇

1.一想到你我就哦豁豁豁豁豁豁豁豁豁豁…哦nima个头啊,完全不理人家受得了受不了

8.Just 简单你和我 ,Just 简单程序员

3.约了地点却忘了见面 ,懂得寂寞才明白浩瀚

5.沉默是最大的发言权

2.总是喜欢坐在电脑前, 总是喜欢工作到很晚

7.向左走 又向右走,我们转了好多的弯

4.你从来就不问我,你还是不是那个程序员

练习就是如何使用缓冲流的技术把上面的文段归顺序,都变过好了(就是前面的1到8的编号)

分析:首先用字符输入缓冲流创建个源,里面放没有排序过的文字,之后用字符输出缓冲流创建个目标接收,排序的过程就要字节写方法了,可以从每条文段的共同点“.”符号下手。

代码实现

代码语言:javascript
复制
public class BufferedTest {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 创建map集合,保存文本数据,键为序号,值为文字
        HashMap<String, String> lineMap = new HashMap<>();
        // 创建流对象  源
        BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("a.txt"));
        //目标
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("b.txt"));
        // 读取数据
        String line  = null;
        while ((line = br.readLine())!=null) {
            // 解析文本
            String[] split = line.split("\\.");
            // 保存到集合
            lineMap.put(split[0],split[1]);
        }
        // 释放资源
        br.close();
        // 遍历map集合
        for (int i = 1; i <= lineMap.size(); i++) {
            String key = String.valueOf(i);
            // 获取map中文本
            String value = lineMap.get(key);
              // 写出拼接文本
            bw.write(key+"."+value);
              // 写出换行
            bw.newLine();
        }
        // 释放资源
        bw.close();
    }
}

运行效果

1.一想到你我就哦豁豁豁豁豁豁豁豁豁豁…哦nima个头啊,完全不理人家受得了受不了

2.总是喜欢坐在电脑前, 总是喜欢工作到很晚

3.约了地点却忘了见面 ,懂得寂寞才明白浩瀚

4.你从来就不问我,你还是不是那个程序员

5.沉默是最大的发言权

6.你说你的程序叫简单,我说我的代码叫诗篇

7.向左走 又向右走,我们转了好多的弯

8.Just 简单你和我 ,Just 简单程序员

2、转换流【掌握】

何谓转换流?为何由来?暂时带着问题我们先来了解一下字符编码和字符集。

2.1 字符编码与解码

众所周知,计算机中储存的信息都是用二进制数表示的,而我们在屏幕上看到的数字、英文、标点符号、汉字等字符是二进制数转换之后的结果。按照某种规则,将字符存储到计算机中,称为编码 。反之,将存储在计算机中的二进制数按照某种规则解析显示出来,称为解码 。比如说,按照A规则存储,同样按照A规则解析,那么就能显示正确的文本符号。反之,按照A规则存储,再按照B规则解析,就会导致乱码现象。

简单一点的说就是:

编码:字符(能看懂的)->字节(看不懂的)

解码:字符(看不懂的)->字节(能看懂的)

代码解释则是

String(byte[] bytes, String charsetName):通过指定的字符集解码字节数组

byte[] getBytes(String charsetName):使用指定的字符集合把字符串编码为字节数组

编码:把看得懂的变成看不懂的

String -- byte[]

解码:把看不懂的变成看得懂的

byte[] -- String

字符编码Character Encoding: 就是一套自然语言的字符与二进制数之间的对应规则。

而编码表则是生活中文字和计算机中二进制的对应规则

字符集

  • 字符集 Charset:也叫编码表。是一个系统支持的所有字符的集合,包括各国家文字、标点符号、图形符号、数字等。

计算机要准确的存储和识别各种字符集符号,需要进行字符编码,一套字符集必然至少有一套字符编码。常见字符集有ASCII字符集、GBK字符集、Unicode字符集等。

可见,当指定了编码,它所对应的字符集自然就指定了,所以编码才是我们最终要关心的。

  • ASCII字符集:
    • ASCII是基于拉丁字母的一套电脑编码系统,用于显示现代英语,主要包括控制字符(回车键、退格、换行键等)和可显示字符(英文大小写字符、阿拉伯数字和西文符号)。
    • 基本的ASCII字符集,使用7位(bits)表示一个字符,共128字符。ASCII的扩展字符集使用8位(bits)表示一个字符,共256字符,方便支持欧洲常用字符。
  • ISO-8859-1字符集:
    • 拉丁码表,别名Latin-1,用于显示欧洲使用的语言,包括荷兰、丹麦、德语、意大利语、西班牙语等。
    • SO-8859-1使用单字节编码,兼容ASCII编码。
  • GBxxx字符集:
    • GB就是国标的意思,是为了显示中文而设计的一套字符集。
    • GB2312:简体中文码表。一个小于127的字符的意义与原来相同。但两个大于127的字符连在一起时,就表示一个汉字,这样大约可以组合了包含7000多个简体汉字,此外数学符号、罗马希腊的字母、日文的假名们都编进去了,连在ASCII里本来就有的数字、标点、字母都统统重新编了两个字节长的编码,这就是常说的"全角"字符,而原来在127号以下的那些就叫"半角"字符了。
    • GBK:最常用的中文码表。是在GB2312标准基础上的扩展规范,使用了双字节编码方案,共收录了21003个汉字,完全兼容GB2312标准,同时支持繁体汉字以及日韩汉字等。
    • GB18030:最新的中文码表。收录汉字70244个,采用多字节编码,每个字可以由1个、2个或4个字节组成。支持中国国内少数民族的文字,同时支持繁体汉字以及日韩汉字等。
  • Unicode字符集:
    • Unicode编码系统为表达任意语言的任意字符而设计,是业界的一种标准,也称为统一码、标准万国码。
    • 它最多使用4个字节的数字来表达每个字母、符号,或者文字。有三种编码方案,UTF-8、UTF-16和UTF-32。最为常用的UTF-8编码。
    • UTF-8编码,可以用来表示Unicode标准中任何字符,它是电子邮件、网页及其他存储或传送文字的应用中,优先采用的编码。互联网工程工作小组(IETF)要求所有互联网协议都必须支持UTF-8编码。所以,我们开发Web应用,也要使用UTF-8编码。它使用一至四个字节为每个字符编码,编码规则:

1. 128个US-ASCII字符,只需一个字节编码。

2. 拉丁文等字符,需要二个字节编码。

3. 大部分常用字(含中文),使用三个字节编码。

4. 其他极少使用的Unicode辅助字符,使用四字节编码。

2.2 编码问题导致乱码

在java开发工具IDEA中,使用FileReader 读取项目中的文本文件。由于IDEA的设置,都是默认的UTF-8编码,所以没有任何问题。但是,当读取Windows系统中创建的文本文件时,由于Windows系统的默认是GBK编码,就会出现乱码。

代码语言:javascript
复制
public class ReaderDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        FileReader fileReader = new FileReader("C:\\a.txt");
        int read;
        while ((read = fileReader.read()) != -1) {
            System.out.print((char)read);
        }
        fileReader.close();
    }
}

输出结果:���

那么如何读取GBK编码的文件呢?这个时候就得讲讲转换流了!

从另一角度来讲:字符流=字节流+编码表

2.3 InputStreamReader类——(字节流到字符流的桥梁)

转换流java.io.InputStreamReader,是Reader的子类,从字面意思可以看出它是从字节流到字符流的桥梁。它读取字节,并使用指定的字符集将其解码为字符。它的字符集可以由名称指定,也可以接受平台的默认字符集。

构造方法

InputStreamReader(InputStream in): 创建一个使用默认字符集的字符流。

InputStreamReader(InputStream in, String charsetName): 创建一个指定字符集的字符流。

构造代码如下:

代码语言:javascript
复制
InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream("in.txt"));
InputStreamReader isr2 = new InputStreamReader(new FileInputStream("in.txt") , "GBK");

使用转换流解决编码问题

代码语言:javascript
复制
public class ReaderDemo2 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
          // 定义文件路径,文件为gbk编码
        String FileName = "C:\\A.txt";
          // 创建流对象,默认UTF8编码
        InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream(FileName));
          // 创建流对象,指定GBK编码
        InputStreamReader isr2 = new InputStreamReader(new FileInputStream(FileName) , "GBK");
        // 定义变量,保存字符
        int read;
          // 使用默认编码字符流读取,乱码
        while ((read = isr.read()) != -1) {
            System.out.print((char)read); // �����ʺ      
        }
        isr.close();
      
          // 使用指定编码字符流读取,正常解析
        while ((read = isr2.read()) != -1) {
            System.out.print((char)read);// 哥敢摸屎
        }
        isr2.close();
    }
}

2.4 OutputStreamWriter类——(字符流到字节流的桥梁)

转换流java.io.OutputStreamWriter ,是Writer的子类,字面看容易混淆会误以为是转为字符流,其实不然,OutputStreamWriter为从字符流到字节流的桥梁。使用指定的字符集将字符编码为字节。它的字符集可以由名称指定,也可以接受平台的默认字符集。

构造方法

OutputStreamWriter(OutputStream in): 创建一个使用默认字符集的字符流。

OutputStreamWriter(OutputStream in, String charsetName): 创建一个指定字符集的字符流。

构造举例,代码如下;

代码语言:javascript
复制
OutputStreamWriter isr = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("a.txt"));
OutputStreamWriter isr2 = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("b.txt") , "GBK");

指定编码构造代码

代码语言:javascript
复制
public class OutputDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
          // 定义文件路径
        String FileName = "C:\\s.txt";
          // 创建流对象,默认UTF8编码
        OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(FileName));
        // 写出数据
          osw.write("哥敢"); // 保存为6个字节
        osw.close();
          
        // 定义文件路径
        String FileName2 = "D:\\A.txt";
         // 创建流对象,指定GBK编码
        OutputStreamWriter osw2 = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(FileName2),"GBK");
        // 写出数据
          osw2.write("摸屎");// 保存为4个字节
        osw2.close();
    }
}

为了达到最高效率,可以考虑在BufferedReader内包装InputStreamReader

代码语言:javascript
复制
BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

3、序列化流【理解】

(1)可以把对象写入文本文件或者在网络中传输

(2)如何实现序列化呢?

让被序列化的对象所属类实现序列化接口。

该接口是一个标记接口。没有功能需要实现。

(3)注意问题:

把数据写到文件后,在去修改类会产生一个问题。

如何解决该问题呢?

在类文件中,给出一个固定的序列化id值。

而且,这样也可以解决黄色警告线问题

(4)面试题:

什么时候序列化?

如何实现序列化?

什么是反序列化?

3.1 何谓序列化

Java 提供了一种对象序列化的机制。用一个字节序列可以表示一个对象,该字节序列包含该对象的数据、对象的类型和对象中存储的属性等信息。字节序列写出到文件之后,相当于文件中持久保存了一个对象的信息。

反之,该字节序列还可以从文件中读取回来,重构对象,对它进行反序列化。对象的数据、对象的类型和对象中存储的数据信息,都可以用来在内存中创建对象。看图理解序列化:

3.2 ObjectOutputStream类

java.io.ObjectOutputStream 类,将Java对象的原始数据类型写出到文件,实现对象的持久存储。

构造方法

public ObjectOutputStream(OutputStream out):创建一个指定OutputStream的ObjectOutputStream。

构造代码如下:

FileOutputStream fileOut = new FileOutputStream("aa.txt");

ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(fileOut);

序列化操作

  1. 一个对象要想序列化,必须满足两个条件:

该类必须实现java.io.Serializable 接口,Serializable 是一个标记接口,不实现此接口的类将不会使任何状态序列化或反序列化,会抛出NotSerializableException 。

该类的所有属性必须是可序列化的。如果有一个属性不需要可序列化的,则该属性必须注明是瞬态的,使用transient 关键字修饰。

代码语言:javascript
复制
public class Employee implements java.io.Serializable {
    public String name;
    public String address;
    public transient int age; // transient瞬态修饰成员,不会被序列化
    public void addressCheck() {
          System.out.println("Address  check : " + name + " -- " + address);
    }
}
  1. 写出对象方法

public final void writeObject (Object obj) : 将指定的对象写出。

代码语言:javascript
复制
public class SerializeDemo{
       public static void main(String [] args)   {
        Employee e = new Employee();
        e.name = "zhangsan";
        e.address = "beiqinglu";
        e.age = 20; 
        try {
              // 创建序列化流对象
          ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("employee.txt"));
            // 写出对象
            out.writeObject(e);
            // 释放资源
            out.close();
            fileOut.close();
            System.out.println("Serialized data is saved"); // 姓名,地址被序列化,年龄没有被序列化。
        } catch(IOException i)   {
            i.printStackTrace();
        }
    }
}

输出结果:

Serialized data is saved

3.3 ObjectInputStream类

ObjectInputStream反序列化流,将之前使用ObjectOutputStream序列化的原始数据恢复为对象。

构造方法

public ObjectInputStream(InputStream in):创建一个指定InputStream的ObjectInputStream。

反序列化操作1

如果能找到一个对象的class文件,我们可以进行反序列化操作,调用ObjectInputStream读取对象的方法:

  • public final Object readObject () : 读取一个对象。
代码语言:javascript
复制
public class DeserializeDemo {
   public static void main(String [] args)   {
        Employee e = null;
        try {        
             // 创建反序列化流
             FileInputStream fileIn = new FileInputStream("employee.txt");
             ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(fileIn);
             // 读取一个对象
             e = (Employee) in.readObject();
             // 释放资源
             in.close();
             fileIn.close();
        }catch(IOException i) {
             // 捕获其他异常
             i.printStackTrace();
             return;
        }catch(ClassNotFoundException c)  {
            // 捕获类找不到异常
             System.out.println("Employee class not found");
             c.printStackTrace();
             return;
        }
        // 无异常,直接打印输出
        System.out.println("Name: " + e.name);    // zhangsan
        System.out.println("Address: " + e.address); // beiqinglu
        System.out.println("age: " + e.age); // 0
    }
}

对于JVM可以反序列化对象,它必须是能够找到class文件的类。如果找不到该类的class文件,则抛出一个 ClassNotFoundException 异常。

反序列化操作2

另外,当JVM反序列化对象时,能找到class文件,但是class文件在序列化对象之后发生了修改,那么反序列化操作也会失败,抛出一个InvalidClassException异常。发生这个异常的原因如下:

1、该类的序列版本号与从流中读取的类描述符的版本号不匹配

2、该类包含未知数据类型

2、该类没有可访问的无参数构造方法

Serializable 接口给需要序列化的类,提供了一个序列版本号。serialVersionUID 该版本号的目的在于验证序列化的对象和对应类是否版本匹配。

代码语言:javascript
复制
public class Employee implements java.io.Serializable {
     // 加入序列版本号
     private static final long serialVersionUID = 1L;
     public String name;
     public String address;
     // 添加新的属性 ,重新编译, 可以反序列化,该属性赋为默认值.
     public int eid; 
     public void addressCheck() {
         System.out.println("Address  check : " + name + " -- " + address);
     }
}

3.4 序列化集合练习

  1. 将存有多个自定义对象的集合序列化操作,保存到list.txt文件中。
  2. 反序列化list.txt ,并遍历集合,打印对象信息。

案例分析

  1. 把若干学生对象 ,保存到集合中。
  2. 把集合序列化。
  3. 反序列化读取时,只需要读取一次,转换为集合类型。
  4. 遍历集合,可以打印所有的学生信息

案例代码实现

代码语言:javascript
复制
public class SerTest {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 创建 学生对象
        Student student = new Student("老王", "laow");
        Student student2 = new Student("老张", "laoz");
        Student student3 = new Student("老李", "laol");
        ArrayList<Student> arrayList = new ArrayList<>();
        arrayList.add(student);
        arrayList.add(student2);
        arrayList.add(student3);
        // 序列化操作
        // serializ(arrayList);
        
        // 反序列化  
        ObjectInputStream ois  = new ObjectInputStream(new FileInputStream("list.txt"));
        // 读取对象,强转为ArrayList类型
        ArrayList<Student> list  = (ArrayList<Student>)ois.readObject();
        
          for (int i = 0; i < list.size(); i++ ){
              Student s = list.get(i);
            System.out.println(s.getName()+"--"+ s.getPwd());
          }
    }
    private static void serializ(ArrayList<Student> arrayList) throws Exception {
        // 创建 序列化流 
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("list.txt"));
        // 写出对象
        oos.writeObject(arrayList);
        // 释放资源
        oos.close();
    }
}

4、打印流【掌握】

4.1 何谓打印流

平时我们在控制台打印输出,是调用print方法和println方法完成的,各位用了这么久的输出语句肯定没想过这两个方法都来自于java.io.PrintStream类吧,哈哈。该类能够方便地打印各种数据类型的值,是一种便捷的输出方式。

打印流分类:

字节打印流PrintStream,字符打印流PrintWriter

打印流特点:

A:只操作目的地,不操作数据源

B:可以操作任意类型的数据

C:如果启用了自动刷新,在调用println()方法的时候,能够换行并刷新

D:可以直接操作文件

PrintStream是OutputStream的子类,PrintWriter是Writer的子类,两者处于对等的位置上,所以它们的API是非常相似的。二者区别无非一个是字节打印流,一个是字符打印流。

4.2 字节输出打印流PrintSream复制文本文件

代码语言:javascript
复制
import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;
import java.io.PrintStream;
public class PrintStreamDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        BufferedReader br=new BufferedReader(new FileReader("copy.txt"));
        PrintStream ps=new PrintStream("printcopy.txt");
        String line;
        while((line=br.readLine())!=null) {
            ps.println(line);
        }
        br.close();
        ps.close();
    }
}

4.3 字符输出打印流PrintWriter复制文本文件

代码语言:javascript
复制
import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileReader;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;
/**
* 使用打印流复制文本文件
*/
public class PrintWriterDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        BufferedReader br=new BufferedReader(new FileReader("aa.txt"));
        PrintWriter pw=new PrintWriter("printcopyaa.txt");
        String line;
        while((line=br.readLine())!=null) {
            pw.println(line);
        }
        br.close();
        pw.close();
    }
}

5、Properties属性类

首先Properties类并不在IO包下,之所以和IO一起讲,是因为properties类经常和io流联合一起使用。

(1)是一个集合类,Hashtable的子类

(2)特有功能

A:public Object setProperty(String key,String value)

B:public String getProperty(String key)

C:public Set stringPropertyNames()

(3)和IO流结合的方法

把键值对形式的文本文件内容加载到集合中

public void load(Reader reader)

public void load(InputStream inStream)

把集合中的数据存储到文本文件中

public void store(Writer writer,String comments)

public void store(OutputStream out,String comments)

5.1 Properties概述

java.util.Properties 继承于Hashtable ,来表示一个持久的属性集。它使用键值结构存储数据,每个键及其对应值都是一个字符串。该类也被许多Java类使用,比如获取系统属性时,System.getProperties 方法就是返回一个Properties对象。

5.2 Properties类

构造方法

public Properties() :创建一个空的属性列表。

基本的存储方法

  • public Object setProperty(String key, String value) :保存一对属性。
  • public String getProperty(String key) :使用此属性列表中指定的键搜索属性值。
  • public Set<String> stringPropertyNames() :所有键的名称的集合。
代码语言:javascript
复制
public class ProDemo {
    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
        // 创建属性集对象
        Properties properties = new Properties();
        // 添加键值对元素
        properties.setProperty("filename", "a.txt");
        properties.setProperty("length", "209385038");
        properties.setProperty("location", "D:\\a.txt");
        // 打印属性集对象
        System.out.println(properties);
        // 通过键,获取属性值
        System.out.println(properties.getProperty("filename"));
        System.out.println(properties.getProperty("length"));
        System.out.println(properties.getProperty("location"));
        // 遍历属性集,获取所有键的集合
        Set<String> strings = properties.stringPropertyNames();
        // 打印键值对
        for (String key : strings ) {
              System.out.println(key+" -- "+properties.getProperty(key));
        }
    }
}

输出结果:

{filename=a.txt, length=209385038, location=D:\a.txt}

a.txt

209385038

D:\a.txt

filename -- a.txt

length -- 209385038

location -- D:\a.txt

与流相关的方法

public void load(InputStream inStream):从字节输入流中读取键值对。

参数中使用了字节输入流,通过流对象,可以关联到某文件上,这样就能够加载文本中的数据了。现在文本数据格式如下:

1 | filename=Properties.txt

2 | length=123

3 | location=C:\Properties.txt

加载代码演示:

代码语言:javascript
复制
public class ProDemo {
    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
        // 创建属性集对象
        Properties pro = new Properties();
        // 加载文本中信息到属性集
        pro.load(new FileInputStream("Properties.txt"));
        // 遍历集合并打印
        Set<String> strings = pro.stringPropertyNames();
        for (String key : strings ) {
              System.out.println(key+" -- "+pro.getProperty(key));
        }
     }
}

输出结果:

filename -- Properties.txt

length -- 123

location -- C:\Properties.txt

文本中的数据,必须是键值对形式,可以使用空格、等号、冒号等符号分隔。

本文参与 腾讯云自媒体同步曝光计划,分享自微信公众号。
原始发表:2021-12-04,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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