Java基础之IO流

Java基础之IO流

  • 1. java.io.File类的使用
  • 2. IO原理及流的分类
  • 3. 文件流
  • 4. 缓冲流
  • 5. 转换流
  • 6. 对象流
  • 7. 随机存取流
  • 8.标准输入输出流
  • 9. 字符编码

1. java.io.File类的使用

java.io.File类:文件和目录路径名的抽象表示形式,与平台无关
File 能新建、删除、重命名文件和目录,但 File 不能访问文件内容本身。如果需要访问文件内容本身,则需要使用输入/输出流。
File对象可以作为参数传递给流的构造函数

  1. File类的常见构造方法:

    public File(String pathname)
    以pathname为路径创建File对象,可以是绝对路径或者相对路径,如果pathname是相对路径,则默认的当前路径在系统属性user.dir中存储。
    public File(String parent,String child)
    以parent为父路径,child为子路径创建File对象。

    File的静态属性String separator存储了当前系统的路径分隔符。

    在UNIX中,此字段为‘/’,在Windows中,为‘\’

访问文件名:

getName()
getPath()
getAbsoluteFile()
getAbsolutePath()
getParent()
renameTo(File newName)

文件检测:

exists()
canWrite()
canRead()
isFile()
isDirectory()

获取常规文件信息:

lastModified()
length()

文件操作相关:

createNewFile()
delete()

目录操作相关:

mkDir()
mkDirs()
list()
listFiles()

2. IO原理及流的分类

  1. Java IO原理

     IO流用来处理设备之间的数据传输。
     
     Java程序中,对于数据的输入/输出操作以”流(stream)” 的方式进行。
     
     java.io包下提供了各种“流”类和接口,用以获取不同种类的数据,并通过标准的方法输入或输出数据。
    
  2. 流的分类

     按操作数据单位不同分为:字节流(8 bit),字符流(16 bit)  
     按数据流的流向不同分为:输入流,输出流
     按流的角色的不同分为:节点流,处理流
    

Java基础之IO流_第1张图片

  1. IO 流体系
    Java基础之IO流_第2张图片

  2. InputStream 和 Reader

     InputStream 和 Reader 是所有输入流的基类。
     InputStream(典型实现:FileInputStream)
     int read()
     int read(byte[] b)
     int read(byte[] b, int off, int len)
     Reader(典型实现:FileReader)
     int read()
     int read(char [] c)
     int read(char [] c, int off, int len)
     程序中打开的文件 IO 资源不属于内存里的资源,垃圾回收机制无法回收该资源,所以应该显式关闭文件 IO 资源。
    
  3. OutputStream 和 Writer

     OutputStream 和 Writer 也非常相似:
     void write(int b/int c);
     void write(byte[] b/char[] cbuf);
     void write(byte[] b/char[] buff, int off, int len);
     void flush();
     void close(); 需要先刷新,再关闭此流
     因为字符流直接以字符作为操作单位,所以 Writer 可以用字符串来替换字符数组,即以 String 对象作为参数
     void write(String str);
     void write(String str, int off, int len);
    

3. 文件流

3.1. 读取文件
1.建立一个流对象,将已存在的一个文件加载进流。

FileReader fr = new FileReader(“Test.txt”);

2.创建一个临时存放数据的数组。

char[] ch = new char[1024];

3.调用流对象的读取方法将流中的数据读入到数组中。

fr.read(ch);

3.2.写入文件

.创建流对象,建立数据存放文件

FileWriter fw = new FileWriter(“Test.txt”);

2.调用流对象的写入方法,将数据写入流

fw.write(“text”);

3.关闭流资源,并将流中的数据清空到文件中。

fw.close();

注意:
定义文件路径时,注意:可以用“/”或者“\”。
在写入一个文件时,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。

4. 缓冲流

为了提高数据读写的速度,Java API提供了带缓冲功能的流类,在使用这些流类时,会创建一个内部缓冲区数组
根据数据操作单位可以把缓冲流分为:

BufferedInputStream 和 BufferedOutputStream
BufferedReader 和 BufferedWriter

缓冲流要“套接”在相应的节点流之上,对读写的数据提供了缓冲的功能,提高了读写的效率,同时增加了一些新的方法
对于输出的缓冲流,写出的数据会先在内存中缓存,使用flush()将会使内存中的数据立刻写出

例:

BufferedReader br = null;
BufferedWriter bw = null;		
try {
		//step1:创建缓冲流对象:它是过滤流,是对节点流的包装
		br = new  BufferedReader(new FileReader("d:\\IOTest\\source.txt"));
		bw = new BufferedWriter(new FileWriter("d:\\IOTest\\dest.txt"));
		String str = null;
		while ((str = br.readLine()) != null) { //一次读取字符文本文件的一行字符
		bw.write(str); //一次写入一行字符串
		bw.newLine();  //写入行分隔符
		} bw.flush();  //step2:刷新缓冲区
	} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
		// step3: 关闭IO流对象
try {
		if (bw != null) {
		bw.close();  //关闭过滤流时,会自动关闭它所包装的底层节点流
	}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
try {
		if (br != null) {
		br.close();
	}  } catch (IOException e) {
	e.printStackTrace();
}  
}

5. 转换流

转换流提供了在字节流和字符流之间的转换
Java API提供了两个转换流:

InputStreamReader和OutputStreamWriter

字节流中的数据都是字符时,转成字符流操作更高效。

  1. InputStreamReader
    用于将字节流中读取到的字节按指定字符集解码成字符。需要和InputStream“套接”。
    构造方法:

     public InputStreamReader(InputStream in)
     public InputSreamReader(InputStream in,String charsetName)
     如: Reader isr = new 
                          InputStreamReader(System.in,”ISO5334_1”);
    
  2. OutputStreamWriter
    用于将要写入到字节流中的字符按指定字符集编码成字节。需要和OutputStream“套接”。
    构造方法:

     public OutputStreamWriter(OutputStream out)
     public OutputSreamWriter(OutputStream out,String   
                                                                                               charsetName)
    

6. 对象流

ObjectInputStream和OjbectOutputSteam
用于存储和读取对象的处理流。它的强大之处就是可以把Java中的对象写入到数据源中,也能把对象从数据源中还原回来。

序列化(Serialize):用ObjectOutputStream类将一个Java对象写入IO流中
反序列化(Deserialize):用ObjectInputStream类从IO流中恢复该Java对象
ObjectOutputStream和ObjectInputStream不能序列化static和transient修饰的成员变量
  1. 对象的序列化
    对象序列化机制允许把内存中的Java对象转换成平台无关的二进制流,从而允许把这种二进制流持久地保存在磁盘上,或通过网络将这种二进制流传输到另一个网络节点。当其它程序获取了这种二进制流,就可以恢复成原来的Java对象。

    序列化的好处在于可将任何实现了Serializable接口的对象转化为字节数据,使其在保存和传输时可被还原。

    序列化是 RMI(Remote Method Invoke – 远程方法调用)过程的参数和返回值都必须实现的机制,而 RMI 是 JavaEE 的基础。因此序列化机制是 JavaEE 平台的基础。

    如果需要让某个对象支持序列化机制,则必须让其类是可序列化的,为了让某个类是可序列化的,该类必须实现如下两个接口之一:

     Serializable
     Externalizable
    

凡是实现Serializable接口的类都有一个表示序列化版本标识符的静态变量:

private static final long serialVersionUID;
serialVersionUID用来表明类的不同版本间的兼容性
如果类没有显示定义这个静态变量,它的值是Java运行时环境根据类的内部细节自动生成的。若类的源代码作了修改,serialVersionUID 可能发生变化。故建议,显示声明

显示定义serialVersionUID的用途

希望类的不同版本对序列化兼容,因此需确保类的不同版本具有相同的serialVersionUID
不希望类的不同版本对序列化兼容,因此需确保类的不同版本具有不同的serialVersionUID
  1. 使用对象流序列化对象
    若某个类实现了 Serializable 接口,该类的对象就是可序列化的:

     创建一个 ObjectOutputStream
     调用 ObjectOutputStream 对象的 writeObject(对象) 方法输出可序列化对象。注意写出一次,操作flush()
    

反序列化

创建一个 ObjectInputStream
调用 readObject() 方法读取流中的对象

**强调:**如果某个类的字段不是基本数据类型或 String 类型,而是另一个引用类型,那么这个引用类型必须是可序列化的,否则拥有该类型的 Field 的类也不能序列化

例:

//序列化:将对象写入到磁盘或者进行网络传输。
//要求对象必须实现序列化
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("test3.txt"));
Person p = new Person(“小明”,18,“建设街");
oos.writeObject(p);
oos.flush();
oos.close();
//反序列化:将磁盘中的对象数据源读出。
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("test3.txt"));
Person p1 = (Person)ois.readObject();
System.out.println(p1.toString());
ois.close();

7. 随机存取流

  1. RandomAccessFile 类
    RandomAccessFile 类支持 “随机访问” 的方式,程序可以直接跳到文件的任意地方来读、写文件

     支持只访问文件的部分内容
     可以向已存在的文件后追加内容
    

RandomAccessFile 对象包含一个记录指针,用以标示当前读写处的位置。RandomAccessFile 类对象可以自由移动记录指针:

long getFilePointer():获取文件记录指针的当前位置
void seek(long pos):将文件记录指针定位到 pos 位置

构造器

public RandomAccessFile(File file, String mode) 
public RandomAccessFile(String name, String mode)

创建 RandomAccessFile 类实例需要指定一个 mode 参数,该参数指定 RandomAccessFile 的访问模式:

r: 以只读方式打开
rw:打开以便读取和写入
rwd:打开以便读取和写入;同步文件内容的更新
rws:打开以便读取和写入;同步文件内容和元数据的更新

例:

//读取文件内容
RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(“test.txt”, “rw”);	raf.seek(5);
	byte [] b = new byte[1024];

	int off = 0;
	int len = 5;
	raf.read(b, off, len);
		
	String str = new String(b, 0, len);
	System.out.println(str);
		
	raf.close();

//写入文件内容
RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile("test.txt", "rw");
	raf.seek(5);
		
	//先读出来
	String temp = raf.readLine();
		
	raf.seek(5);
	raf.write("xyz".getBytes());
	raf.write(temp.getBytes());
		
	raf.close();

8.标准输入输出流

System.in和System.out分别代表了系统标准的输入和输出设备
默认输入设备是键盘,输出设备是显示器
System.in的类型是InputStream
System.out的类型是PrintStream,其是OutputStream的子类FilterOutputStream 的子类
通过System类的setIn,setOut方法对默认设备进行改变。

public static void setIn(InputStream in)
public static void setOut(PrintStream out)

9. 字符编码

编码表的由来:

计算机只能识别二进制数据,早期由来是电信号。为了方便应用计算机,让它可以识别各个国家的文字。就将各个国家的文字用数字来表示,并一一对应,形成一张表。这就是编码表。

常见的编码表:

ASCII:美国标准信息交换码。
用一个字节的7位可以表示。
ISO8859-1:拉丁码表。欧洲码表
用一个字节的8位表示。
GB2312:中国的中文编码表。
GBK:中国的中文编码表升级,融合了更多的中文文字符号。
Unicode:国际标准码,融合了多种文字。
所有文字都用两个字节来表示,Java语言使用的就是unicode
UTF-8:最多用三个字节来表示一个字符。

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