IO流 - 字节输入输出流，文件的复制

IO流

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• I：input - 输入（读取），eg：把硬盘的内容读取到内存
• O: output - 输出（写入） eg：把内存中的东西写入硬盘保存
• 流：数字（字符/字节） 一般1个字符=2Byte，1Byte = 8bit

字节流可以读取任意文件：音乐/图片/...，

• 抛出文件不存在异常，这里统一throws扔给JVm处理，也可以try catch

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字节输出流 -所有字节输出的父类

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• java.io.OutputStream -字节输出流的顶级抽象父类，有以下几种抽象方法

  1. void close()
     关闭此输出流并释放与此流有关的所有系统资源。

  2. void flush()
     刷新此输出流并强制写出所有缓冲的输出字节。

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

  4. void write(byte[] b, int off, int len)
     将指定 byte 数组中从偏移量 off 开始的 len 个字节写入此输出流。

  5. abstract void write(int b)
     将指定的字节写入此输出流。

java.io.FileOutpuStream extends OutputStream

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• FileOutputStream: 文件字节输出流

  1. 作用：把把内存中的东西写入文件

  2. 构造方法：

     FileOutputStream(String name)
     创建一个向具有指定名称的文件中写入数据的输出文件流。

  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。

  1. FileOutputStream(File file, boolean append)
     append为追加写开关，true为追加写，false为创建一个新文件

  2. 构造方法的作用：

     1. 创建一个FileOutputStream对象
     2. 会根据构造方法中传递的文件/文件路径，创建一个空的文件
     3. 会把FileOutputStream对象指向创建好的文件

• 数据写入原理(内存->硬盘)

  1. java程序 - JVM虚拟机 - OS - OS调用写数据的方法 - 写入文件

• 字节输出流的使用步骤

  1. 创建FileOUtputStream对象，并传递写入数据的目的地
  2. 调用FileOutputStream对象中的方法，write方法写入文件中
  3. 流会占用内存，要释放资源

import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
public class IOApi {
    public static void main(String[] args) throws IOException {

        //构造方法中绑定要写入数据的目的地
        FileOutputStream output = new FileOutputStream("C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\java_code\\test.txt");

        output.write(65);   //十进制65 -> 二进制100 0001‬
        /*
        任意的文本编辑器，在打开文件时都会查询编码表，把字节表示转换
        字符表示

        若是0-127，则会查询ASCII表
        其他值：查询系统默认表（中文系统查询JDK编码表）
        即：上文写入A

        */

        //一次写多个字节

        output.close();
    }
}

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import java.io.File;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;

public class IOApi {
    public static void main(String[] args) throws IOException {

        //使用File生成写入数据目的地，相对路径(不使用File也可以）
        FileOutputStream output = new FileOutputStream(new File("b.txt"));

        output.write(49);  //写入三个字节显示为1
        output.write(48);  //写入三个字节显示为0
        output.write(48);  //写入三个字节显示为0

        output.close();
    }
}

• 连续写入多个字节，优化上述内容

  1. 如果写的第一个字节是正整数（0-127），那么显示时会查询ASCII码表
  2. 如果写的第一个是负数，那么第一个字节会和第二个字节显示中文字
     符，查询的是系统默认码表（GBK）

import java.io.File;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;

public class IOApi {
    public static void main(String[] args) throws IOException {

        //使用File生成写入数据目的地，相对路径(不使用File也可以）
        FileOutputStream output = new FileOutputStream(new File("b.txt"));

        byte[] bytes ={49,48,48};

        output.write(bytes);  //100

        byte[] bytes1 ={-56,78,48};
        output.write(bytes1);  //100萅0

        //public void write(byte[],int off,int len) :把字节数组的一部分写入到文件中
        //从偏移量off开始输出到此输出流，从指定的字节数组写入len字节

        output.write(bytes,1,2);  //100萅000

        //String,出现乱码,可能是上面字节与下面字符转换的字节配对
        //写在第一行没问题
        output.write("你好呀".getBytes());  //00萅000浣犲ソ鍛€
        
        output.close();
    }
}

• 数据的追加与换行

import java.io.File;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;

public class IOApi {
    public static void main(String[] args) throws IOException {

        //打开追加写开关，false创建新文件，覆盖源文件。
        FileOutputStream output = new FileOutputStream("b.txt",true);

        //String
        output.write("你好呀".getBytes());

        //Windows: \r\n
        //Linux:/n
        //Mac:/r
        output.write("\n好呀".getBytes());

        output.close();
    }
}

字节输入流 -所有字节输入的超类

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• java.io.InputStream extends Object 所有子类的部分共性方法：

  1. abstract int read()
     从输入流中读取数据的下一个字节。
  2. int read(byte[] b)
     从输入流中读取一定数量的字节，并将其存储在缓冲区数组 b 中。

  3. int read(byte[] b, int off, int len)
     将输入流中最多 len 个数据字节读入 byte 数组。

  4. void close()
     关闭此输入流并释放与该流关联的所有系统资源。

java.io.FileInputStream extends InputStream

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• 作用：将硬盘里的文件读取到内存中

• 构造方法：

  1. FileInputStream(File file)
     file:数据源
  2. FileInputStream(FileDescriptor fdObj)
     通过使用文件描述符 fdObj 创建一个 FileInputStream，该文件描述符表示到文件系统中某个实际文件的现有连接。
  3. FileInputStream(String name)
     name：文件路径

  • 构造方法的作用：

    1. 会创建一个FileInputSteam对象
    2. 会把FileInputStream对象指定的构造方法中要读取的文件

• 读取数据原理: java程序 - JVM - OS - 调用OS读取数据的方法 - 读取文件

• 字节输入流步骤

  1. 创建FileInputStream对象，构造方法中绑定要读取的数据源
  2. 使用FileInputStream的方法read，读取文件
  3. 释放资源

import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;

public class IOApi {
   public static void main(String[] args) throws IOException {

       //相对路径获取数据源
       FileInputStream input = new FileInputStream("b.txt");

       //使用read方法读取，一次读取一个字节，会返回一个Int值
       System.out.println(input.read());  //239 你
       //读取的第二个值
       System.out.println(input.read());  //187 好

       //当input.read返回 -1 时代表读取结束,说明读取到了结束标记
       while(input.read() != -1){
           System.out.println(input.read());
       } 
       

       //关闭输入数据流,释放资源
       input.close();
   }
} 

• 字节输入流一次读入多个字节

int read(byte[] b)从输入流中读取一定数量的字节，并将其存储在缓冲区
数组 b 中。
byte[] b:起到缓冲作用，长度一般定义为1024(1kB)或者1024的整数倍
int:返回值是一个有效字节数

import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.util.Arrays;

public class IOApi {
   public static void main(String[] args) throws IOException {

       //相对路径获取数据源
       FileInputStream input = new FileInputStream("b.txt");

       //连续读,给定一个字节数组，中文字符如果设置的数组不足够长，会有乱码
       //byte[] inp = new byte[10];出现中文乱码，读取不完全
       //数组作用：起到缓冲作用
       byte[] inp = new byte[20];
       
       //read(byte[] b)从输入流中读取一定数量的字节，并将其存储在缓冲区数组 b 中,字节数组 b 实际是一个不断重复覆盖的过程
       //input.read(inp)返回的是读取的有效字节的个数
       System.out.println(input.read(inp));  //19
       
       //使用数组工具类转换为码值
       //当数组长度为10时 [-17, -69, -65, -28, -67, -96, -27, -91, -67, -27]
       //当数组长度为20时 [-17, -69, -65, -28, -67, -96, -27, -91, -67, -27, -111, -128, 10, -27, -91, -67, -27, -111, -128, 0]
       System.out.println(Arrays.toString(inp));

       /*
       String类的构造方法转换
       String[byte[] bytes] : 把字节数组转换为字符串
       String(byte[] bytes,int offset,int length)把字符数组的一部分转换为字符串，
       offset：偏移位置，length：转换个数
        */
       
       //出现乱码，是因为给的byte[10]长度不够，换为byte[20]正常
       //长度为10 你好� ；长度为20 显示正常
       //主要是idea中用的UTF-8编码，一个中文需要读取三个字节
       System.out.println(new String(inp));

       /*********************************************
       为什么要用偏移量0，因为如果数组过大，容易浪费空间
       所以可以设置长度为input.read(inp)的返回值，也就是19，如下
       System.out.println(new String(inp,0,19));
       *********************************************/

       //关闭输入数据流,释放资源
       input.close();
   }
}

文件复制

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• 原理：一读，一写,凡是字节流文件都可以复制

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.util.Arrays;

public class IOApi {
    public static void main(String[] args) throws IOException {

        //读，相对路径获取数据源
        FileInputStream input = new FileInputStream("b.txt");
        byte[] inp = new byte[1024];
        //len为读取的有效字节位数
        int len = input.read(inp);

        //写，相对路径给出文件写入抽象位置
        FileOutputStream output = new FileOutputStream("b_copy.txt");
        //给出写入数据，从0开始到有效位置结束
        output.write(inp,0,len);



        //优化代码
        FileInputStream inputJpg = new FileInputStream("C:\\Users\\Administrator\\Pictures\\1.jpg");
        FileOutputStream outputJpg = new FileOutputStream("C:\\Users\\Administrator\\Pictures\\1_copy.jpg");
        //注，中文结束位会报错，陷入死循环，可复制图片,图片大，用字节数组处理快
        byte[] bytes= new byte[1024*1024];
        int lenJpg = 0;
        while((lenJpg = inputJpg.read(bytes)) != -1){
            outputJpg.write(bytes,0,lenJpg);
        }

        //先释放写的，写完一定读完了
        outputJpg.close();
        inputJpg.close();
    }
}

字节流读取中文文件

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• 一个中文：GBK编码占用两个字节 UTF-8：占用三个字节