【十八掌●基本功篇】第一掌：Java之IO

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一、 Java IO主要类结构图

二、 Java IO概述

1、流的概念

在两个程序节点间传输的数据是流。

2、字节流和字符流的区别

字节流处理的单位是字节，长度为8位；字符流处理的单位是字符，长度为2个字节的Unicode字符，长度为16位。
字节流可以处理任何格式的数据，比如字符串、图片、视频、音频数据，但是字符流只能处理字符串。
字符流最终还是以字节的方式存盘，可以理解为字符流是字节流的封装，处理字符串应该优先考虑使用字符流。

3、 Java IO类结构规划

如上图所示，Java IO里主要分为字节流、字符流，而字节流和字符流都分为输入流和输出流。
(1) 字节流的输入流相关类都派生于InputStream，InputStream是抽象类，在各种不同的应用场景，又派生出不同的子类，如果FileInputStream子类适用于来自于文件的输入。
(2) 字节流的输出流相关类也派生于一个OutputStream抽象父类，各个场景下也派生出什么子类，各个输出流子类与输入流子类是一一对应的。
(3) 同字节流类似，字符流的输入流相关类，也有一个根类Reader，Reader也是个一个抽象类。
(4) 字符流的输出类都继承于根类Writer，各个输出流子类也与输入流的子类一一对应。

三、字节流

1、 FileInputStream、FileOutputStream

(1) 应用场景

从文件中以二进制方式读取磁盘文件时使用，适合于对文件的简单的读写，当文件是非文本文件时，适合用FileInputStream、FileOutputStream，如果是文本文件，最好用字符流系列。

(2) 常用方法

read()	从此输入流中读取下一个数据字节。
read(byte[] b)	从此输入流中将byte.length个字节的数据读入到b字节数组中
read(byte[] b, int off, int len)	从此输入流中将len个字节数据读入b数组中，写入b数组的开始位置为off。
close()	关闭此输入流并释放此流相关的所有的系统资源。

(3) 代码示例

示例1：从文件中一个字节一个字节地读取数据，效率最低。
private static void FileInputStream1() throws FileNotFoundException {File file = new File("demo.data");FileInputStream fileInputStream = null;byte[] array = new byte[(int) file.length()];try {fileInputStream = new FileInputStream(file);int index = 0;int readval = fileInputStream.read();while (readval != -1) {array[index++] = (byte)readval;readval = fileInputStream.read();}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} finally {try {fileInputStream.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}System.out.println(new String(array));
}
示例2：以指定大小的字节数为单位，从文件中读取数据，可以批量读取，效率高，尤其在复制大文件时，比较适合，占内存较小。
private static void FileInputStream2() throws FileNotFoundException {File file = new File("demo.data");FileInputStream fileInputStream = null;byte[] tempByte = new byte[3];byte[] target=new byte[(int)file.length()];try {fileInputStream = new FileInputStream(file);int leng = fileInputStream.read(tempByte);int currindex=0;while (leng >0) {System.arraycopy(tempByte,0,target,currindex,leng);currindex=currindex+leng;leng = fileInputStream.read(tempByte);}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} finally {try {fileInputStream.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}System.out.println(new String(target));
}
示例3：以指定大小的字节数为单位，从文件中分批读取数据，适合操纵小文件。private static void FileInputStream3() throws FileNotFoundException {File file = new File("demo.data");FileInputStream fileInputStream = null;byte[] target = new byte[(int) file.length()];try {int currindex = 0;int len = 10;fileInputStream = new FileInputStream(file);int readleng = fileInputStream.read(target, currindex, len);while (readleng > 0) {currindex = currindex + readleng;int count = (target.length - currindex) < len ? (target.length - currindex) : len;readleng = fileInputStream.read(target, currindex, count);}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} finally {try {fileInputStream.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}System.out.println(new String(target));
}
实例四、复制文件private static void FileInputStream4() throws FileNotFoundException {File file = new File("demo.data");File targetfile=new File("demo2.data");FileInputStream fileInputStream = null;FileOutputStream fileOutputStream=null;byte[] tempByte = new byte[3];byte[] target = new byte[(int) file.length()];try {fileInputStream = new FileInputStream(file);fileOutputStream=new FileOutputStream(targetfile);int leng = fileInputStream.read(tempByte);int currindex = 0;while (leng > 0) {System.arraycopy(tempByte, 0, target, currindex, leng);fileOutputStream.write(tempByte);currindex = currindex + leng;leng = fileInputStream.read(tempByte);}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} finally {try {fileInputStream.close();fileOutputStream.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}System.out.println(new String(target));
}

2、 FilterInputStream、FilterOutputStream

(4) 应用场景

FilterInputStream 的作用是用来“封装其它的输入流，是抽象类，并为它们提供额外的功能”，是一个修饰类。
它的常用的子类有BufferedInputStream、DataInputStream、PushbakInputStream。

3、 BufferedInputStream、BufferedOutputStream

(5) 应用场景

在内存中提供了一个缓冲区，避免每次读取都进行实际的读操作，提高了效率。BufferedOutputStream是一个修饰后的OutputStream，它对数据流使用了缓冲技术，避免每次发送数据都要进行实际的写操作，可以调用flush()来清空缓冲区。

(6) 常用方法

flush()	清空缓存中的数据
write(int b)	将制定字节写入缓冲输出流
write(byte[] b,int off,int len)	将指定byte数组中的从off个开始的len个字节写入此缓冲输出流。

(7) 代码示例


示例：复制文件
public boolean CopyFileToSource(String sourceFilePath, String targetdir, String targetFileName) {boolean isok = false;File file = new File(sourceFilePath);if (!file.exists()) {return false;}file = new File(targetdir);if (!file.exists() && !file.isDirectory()) {file.mkdirs();}BufferedInputStream inputStream = null;BufferedOutputStream outputStream = null;try {inputStream = new BufferedInputStream(new FileInputStream(new File(sourceFilePath)));outputStream = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(new File(targetdir + "\\" + targetFileName)));byte[] temp = new byte[1024];int count = inputStream.read(temp);while (count > 0) {outputStream.write(temp);count = inputStream.read(temp);}isok = true;} catch (FileNotFoundException e) {e.printStackTrace();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} finally {try {inputStream.close();outputStream.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}return isok;
}

4、 DataInputStream、DataOutputStream

(8) 应用场景

可以将各种基本数据类型和String对象格式化输出到流中，应用程序以与机器无关的方式从底层输入流中读取基本Java数据类型，当读取数据时，不必关心这个数值应当是哪种字节编码。
按类型读取和写入数据。

(9) 常用方法

writeBoolean	写入一个Boolean值
writeByte	写入一个字节值
writeInt	写入一个Int值
writeUTF	以UTF-8编码写入一个字符串
readBoolean	读取一个Boolean值
readByte	读取一个字节值
readInt	读取一个Int值
readUTF	以UTF-8编码读取一个字符串

(10) 代码示例

public class DataInput {static List<Person> list = null;public static void main(String[] args) {try {setList();} catch (ParseException e) {e.printStackTrace();}WriteData();Person[] plist= ReadData();}private static void setList() throws ParseException {list = new ArrayList<Person>();Person person = null;SimpleDateFormat dateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");person = new Person();person.setId(1);person.setName("张三");person.setAge(18);person.setBrithday(dateFormat.parse("1970-06-28"));person.setIsjoin(true);person.setScore(89.5);list.add(person);person = new Person();person.setId(2);person.setName("李四");person.setAge(20);person.setBrithday(dateFormat.parse("1987-12-31"));person.setIsjoin(false);person.setScore(90.4);list.add(person);person = new Person();person.setId(3);person.setName("王五");person.setAge(22);person.setBrithday(dateFormat.parse("1984-08-04"));person.setIsjoin(true);person.setScore(75);list.add(person);}private static void WriteData() {DataOutputStream outputStream = null;try {outputStream = new DataOutputStream(new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("DataOutput.dat")));for (Person p :list) {outputStream.writeInt(p.getId());outputStream.writeUTF(p.getName());outputStream.writeInt(p.getAge());outputStream.writeBoolean(p.isjoin());outputStream.writeDouble(p.getScore());}outputStream.flush();} catch (FileNotFoundException e) {e.printStackTrace();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} finally {try {outputStream.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}private static Person[] ReadData() {DataInputStream datainput = null;try {datainput = new DataInputStream(new BufferedInputStream(new FileInputStream("DataOutput.dat")));list = new ArrayList<Person>();while(true){Person person=new Person();person.setId(datainput.readInt());person.setName(datainput.readUTF());person.setAge(datainput.readInt());person.setIsjoin(datainput.readBoolean());person.setScore(datainput.readDouble());list.add(person);}} catch (FileNotFoundException e) {e.printStackTrace();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} finally {try {datainput.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}return list.toArray(new Person[0]);}
}

5、 PrintStream

(11) 应用场景

用于产生格式化输出。
与DataOutputStream区别：
DataOutputStream处理数据的存储；PrintStream处理显示。

(12) 常用方法

print()	输出一个基本数据类型或者对象
printIn()	写入一个行分隔符
append	将制定字符添加到输出流
flush	刷新流的缓存

6、 PushbakInputStream

(13) 应用场景

具有“能弹出一个字节的缓冲区”，因此可以将读到的最后一个字符回退。
可以试探性地读取一个字节，看是否符合要求，然后再回退回去一个字节后，再读取字节。

7、 ObjectInputStream、ObjectOutStream

(14) 应用场景

是专门对于对象读写的，要求类已经实现了Serializable接口。

(15) 代码示例

public class ObjectInputDemo {static List<Person> list = null;public static void main(String[] args) {try {setList();} catch (ParseException e) {e.printStackTrace();}WriteData();Person[] pList= ReadData();}private static void setList() throws ParseException {list = new ArrayList<Person>();Person person = null;SimpleDateFormat dateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");person = new Person();person.setId(1);person.setName("张三");person.setAge(18);person.setBrithday(dateFormat.parse("1970-06-28"));person.setIsjoin(true);person.setScore(89.5);list.add(person);person = new Person();person.setId(2);person.setName("李四");person.setAge(20);person.setBrithday(dateFormat.parse("1987-12-31"));person.setIsjoin(false);person.setScore(90.4);list.add(person);person = new Person();person.setId(3);person.setName("王五");person.setAge(22);person.setBrithday(dateFormat.parse("1984-08-04"));person.setIsjoin(true);person.setScore(75);list.add(person);}private static void WriteData() {ObjectOutputStream outputStream = null;try {outputStream = new ObjectOutputStream(new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("data/object.dat")));for (Person p :list) {outputStream.writeObject(p);}
outputStream.flush();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} finally {try {outputStream.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}private static Person[] ReadData() {ObjectInputStream inputStream = null;try {inputStream = new ObjectInputStream(new BufferedInputStream(new FileInputStream("data/object.dat")));list = new ArrayList<Person>();while (true) {Person person = (Person) inputStream.readObject();list.add(person);}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} catch (ClassNotFoundException e) {e.printStackTrace();}return list.toArray(new Person[0]);}
}

8、 PipedInputStream、PipedOutStream

(16) 应用场景

两个进程间读写数据

四、字符流

11、 InputStreamReader、OutputStreamWriter

(17) 应用场景

这两个是最基础的读写字符流。

(18) 代码示例

实例一：复制文件
public boolean CopyFileToSource(String sourceFilePath, String targetdir, String targetFileName) {boolean isok = false;InputStreamReader reader=null;OutputStreamWriter writer=null;try {reader = new InputStreamReader(new BufferedInputStream(new FileInputStream(new File(sourceFilePath))), "GBK");writer = new OutputStreamWriter(new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(new File(targetdir + "\\" + targetFileName))));char[] temp = new char[3];int i = 0;while ((i = reader.read(temp)) != -1) {for (int j = 0; j < i; j++) {writer.write(temp[j]);}}} catch (UnsupportedEncodingException e) {e.printStackTrace();} catch (FileNotFoundException e) {e.printStackTrace();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}finally {try {reader.close();writer.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}return isok;
}

12、 FileReader、FileWriter

(1) 应用场景

顾名思义，对文件进行读写时用。

(2) 代码示例

private static void   CopyFile() throws IOException {FileReader reader=new FileReader("src/test/java/Demo.java");FileWriter writer=new FileWriter("target.java");char[] temp=new char[2000];int len;try {while ((len=reader.read(temp,0,temp.length))!=-1){writer.write(temp,0,len);}writer.flush();}catch (Exception ignored){}finally {reader.close();writer.close();}
}

13、 BufferedReader、BufferedWriter

(3) 应用场景

是包装流，为了提高效率。

(4) 代码示例

private static void CopyFile2() throws IOException {BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader("src/test/java/Demo.java"));BufferedWriter writer = new BufferedWriter(new FileWriter("target.java"));String temp;try {while ((temp = reader.readLine()) != null) {writer.write(temp);writer.newLine();}writer.flush();} catch (Exception ignored) {} finally {reader.close();writer.close();}
}

14、 PrinterWriter

(1) 应用场景

PrinterWriter用于输出打印对象的格式户形式。

(2) 代码示例

private static void WriterFile(String info) throws FileNotFoundException {PrintWriter writer=new PrintWriter("target2.java");try {writer.write(info);writer.write('\n');writer.println(info);writer.flush();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();} finally {writer.close();}
}

15、 StringReader、StringWriter

(1) 应用场景

对字符串串的处理

(2) 代码示例

private static void transform(String str)
{StringReader reader=new StringReader(str);StringWriter writer=new StringWriter();char[] temp=new char[1024];int len;try {while((len=reader.read(temp,0,temp.length))!=-1){writer.write(new String(temp));}writer.flush();System.out.println(writer.toString());writer.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}
}

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