Java输入输出流

转载自 http://blog.csdn.net/hguisu/article/details/7418161

2.数据流的基本概念

4 数据流分类：

流序列中的数据既可以是未经加工的原始二进制数据，也可以是经一定编码处理后符合某种格式规定的特定数据。因此Java中的流分为两种：
 1)  字节流：数据流中最小的数据单元是字节
 2)  字符流：数据流中最小的数据单元是字符， Java中的字符是Unicode编码，一个字符占用两个字节。

3. 标准I/O

      Java程序可通过命令行参数与外界进行简短的信息交换，同时，也规定了与标准输入、输出设备，如键盘、显示器进行信息交换的方式。而通过文件可以与外界进行任意数据形式的信息交换。

1. 命令行参数

 public class TestArgs {
     public static void main(String[] args) {
         for (int i = 0; i < args.length; i++) {
             System.out.println("args[" + i + "] is <" + args[i] + ">");
         }
     }
 }

运行命令：java Java C VB

运行结果：

args[0] is

args[1] is

args[2] is

2. 标准输入，输出数据流

java系统自带的标准数据流：java.lang.System:

 java.lang.System
 public final class System  extends Object{
    static  PrintStream  err;//标准错误流（输出）
    static  InputStream  in;//标准输入(键盘输入流)
    static  PrintStream  out;//标准输出流(显示器输出流)
 }

注意：
（1）System类不能创建对象，只能直接使用它的三个静态成员。
（2）每当main方法被执行时,就自动生成上述三个对象。

1) 标准输出流 System.out

   System.out向标准输出设备输出数据，其数据类型为PrintStream。方法：

      Void print( 参数)

      Void println( 参数)

2)标准输入流 System.in

    System.in读取标准输入设备数据（从标准输入获取数据，一般是键盘），其数 据类型为InputStream。方法：

        int read()   //返回ASCII码。若,返回值=-1，说明没有读取到任何字节读取工作结束。

         int read(byte[] b)// 读入多个字节到缓冲区b中返回值是读入的字节数

例如：

 import java.io.*;
 public class StandardInputOutput {
     public static void main(String args[]) {
         int b;
         try {
             System.out.println("please Input:");
             while ((b = System.in.read()) != -1) {
                 System.out.print((char) b);
             }
         } catch (IOException e) {
             System.out.println(e.toString());
         }
     }
 }

等待键盘输入，键盘输入什么，就打印出什么：

3)标准错误流

   System.err输出标准错误，其数据类型为PrintStream。可查阅API获得详细说明。

    标准输出通过System.out调用println方法输出参数并换行，而print方法输出参数但不换行。println或print方法都通 过重载实现了输出基本数据类型的多个方法，包括输出参数类型为boolean、char、int、long、float和double。同时，也重载实现 了输出参数类型为char[]、String和Object的方法。其中，print（Object）和println（Object）方法在运行时将调 用参数Object的toString方法。

 import java.io.BufferedReader;
 import java.io.IOException;
 import java.io.InputStreamReader;

 public class StandardInputOutput {
     public static void main(String args[]) {
         String s;
         // 创建缓冲区阅读器从键盘逐行读入数据
         InputStreamReader ir = new InputStreamReader(System.in);
         BufferedReader in = new BufferedReader(ir);
         System.out.println("Unix系统: ctrl-d 或 ctrl-c 退出"
                 + "\nWindows系统: ctrl-z 退出");
         try {
             // 读一行数据，并标准输出至显示器
             s = in.readLine();
             // readLine()方法运行时若发生I/O错误，将抛出IOException异常
             while (s != null) {
                 System.out.println("Read: " + s);
                 s = in.readLine();
             }
             // 关闭缓冲阅读器
             in.close();
         } catch (IOException e) { // Catch any IO exceptions.
             e.printStackTrace();
         }
     }
 }

6. Java.IO流类库

1. io流的四个基本类

      java.io包中包含了流式I/O所需要的所有类。在java.io包中有四个基本类：InputStream、OutputStream及Reader、Writer类，它们分别处理字节流和字符流：

基本数据流的I/O

输入/输出	字节流	字符流
输入流	Inputstream	Reader
输出流	OutputStream	Writer

IO框架：

    

 Java中其他多种多样变化的流均是由它们派生出来的:

      JDK1.4版本开始引入了新I/O类库，它位于java.nio包中，新I/O类库利用通道和缓冲区等来提高I/O操作的效率。

      在java.io包中， java.io.InputStream 表示字节输入流， java.io.OutputStream表示字节输出流，处于java.io包最顶层。这两个类均为抽象类，也就是说它们不能被实例化，必须生成子类之后才能实现一定的功能。

7. 字节流InputStream/OutputStream

 1. InputStream抽象类 

      InputStream 为字节输入流，它本身为一个抽象类，必须依靠其子类实现各种功能，此抽象类是表示字节输入流的所有类的超类。 继承自InputStream  的流都是向程序中输入数据的，且数据单位为字节（8bit）；

InputStream是输入字节数据用的类，所以InputStream类提供了3种重载的read方法.Inputstream类中的常用方法： 
　　（1） public abstract int read( )：读取一个byte的数据，返回值是高位补0的int类型值。若返回值=-1说明没有读取到任何字节读取工作结束。
　　（2） public int read(byte b[ ])：读取b.length个字节的数据放到b数组中。返回值是读取的字节数。该方法实际上是调用下一个方法实现的 
　　（3） public int read(byte b[ ], int off, int len)：从输入流中最多读取len个字节的数据，存放到偏移量为off的b数组中。 
　　（4） public int available( )：返回输入流中可以读取的字节数。注意：若输入阻塞，当前线程将被挂起，如果InputStream对象调用这个方法的话，它只会返回0，这个方法必须由继承InputStream类的子类对象调用才有用， 
　　（5） public long skip(long n)：忽略输入流中的n个字节，返回值是实际忽略的字节数, 跳过一些字节来读取 
　　（6） public int close( ) ：我们在使用完后，必须对我们打开的流进行关闭. 

         主要的子类：

        

         1） FileInputStream把一个文件作为InputStream，实现对文件的读取操作     
　　  2） ByteArrayInputStream：把内存中的一个缓冲区作为InputStream使用 
　　  3） StringBufferInputStream：把一个String对象作为InputStream 
　　  4） PipedInputStream：实现了pipe的概念，主要在线程中使用 
　　  5） SequenceInputStream：把多个InputStream合并为一个InputStream 

 2．OutputStream抽象类 

　　OutputStream提供了3个write方法来做数据的输出，这个是和InputStream是相对应的。 
　　1. public void write(byte b[ ])：将参数b中的字节写到输出流。 
　　2. public void write(byte b[ ], int off, int len) ：将参数b的从偏移量off开始的len个字节写到输出流。 
　　3. public abstract void write(int b) ：先将int转换为byte类型，把低字节写入到输出流中。 
　　4. public void flush( ) : 将数据缓冲区中数据全部输出，并清空缓冲区。 
　　5. public void close( ) : 关闭输出流并释放与流相关的系统资源。 

       主要的子类：

        

      1) ByteArrayOutputStream：把信息存入内存中的一个缓冲区中 
      2) FileOutputStream：把信息存入文件中 
      3) PipedOutputStream：实现了pipe的概念，主要在线程中使用 
      4) SequenceOutputStream：把多个OutStream合并为一个OutStream 

流结束的判断：方法read()的返回值为-1时；readLine()的返回值为null时。

3. 文件输入流： FileInputStream类

      FileInputStream可以使用read()方法一次读入一个字节，并以int类型返回，或者是使用read()方法时读入至一个byte数组，byte数组的元素有多少个，就读入多少个字节。在将整个文件读取完成或写入完毕的过程中，这么一个byte数组通常被当作缓冲区，因为这么一个byte数组通常扮演承接数据的中间角色。

作用：以文件作为数据输入源的数据流。或者说是打开文件，从文件读数据到内存的类。
使用方法(1)    
   File  fin=new File("d:/abc.txt"); 
  FileInputStream in=new FileInputStream( fin);

使用方法(2)
   FileInputStream  in=new  FileInputStream(“d: /abc.txt”);

程序举例：
将InputFromFile.java的程序的内容显示在显示器上

 import java.io.IOException;
 import java.io.FileInputStream;
 ;
 public class TestFile {
     public static void main(String args[]) throws IOException {
         try{
                FileInputStream rf=new   FileInputStream("InputFromFile.java");
                int n=512;   byte  buffer[]=new  byte[n];
                while((rf.read(buffer,0,n)!=-1)&&(n>0)){
                    System.out.println(new String(buffer) );
                 }
                 System.out.println();
                 rf.close();
         } catch(IOException  IOe){
               System.out.println(IOe.toString());
         }

     }

 }

4.文件输出流:FileOutputStream类

　  作用：用来处理以文件作为数据输出目的数据流；或者说是从内存区读数据入文件

      FileOutputStream类用来处理以文件作为数据输出目的数据流；一个表示文件名的字符串，也可以是File或FileDescriptor对象。 
　　创建一个文件流对象有两种方法： 
　　方式1： 
　　 File   f=new  File (“d:/myjava/write.txt ");
        FileOutputStream  out= new FileOutputStream (f);
　　方式2： 
　　FileOutputStream out=new FileOutputStream(“d:/myjava/write.txt "); 
　　方式3：构造函数将 FileDescriptor()对象作为其参数。 
　　FileDescriptor() fd=new FileDescriptor(); 
　　FileOutputStream f2=new FileOutputStream(fd); 
　　方式4：构造函数将文件名作为其第一参数，将布尔值作为第二参数。 
　　FileOutputStream f=new FileOutputStream("d:/abc.txt",true); 
　　注意： （1）文件中写数据时，若文件已经存在，则覆盖存在的文件；（2）的读/写操作结束时，应调用close方法关闭流。 

程序举例： 使用键盘输入一段文章，将文章保存在文件write.txt中

 import java.io.IOException;
 import java.io.FileOutputStream;
 public class TestFile {
     public static void main(String args[]) throws IOException {
         try {
             System.out.println("please Input from      Keyboard");
             int count, n = 512;
             byte buffer[] = new byte[n];
             count = System.in.read(buffer);
             FileOutputStream wf = new FileOutputStream("d:/myjava/write.txt");
             wf.write(buffer, 0, count);
             wf.close(); // 当流写操作结束时，调用close方法关闭流。
             System.out.println("Save to the write.txt");
         } catch (IOException IOe) {
             System.out.println("File Write Error!");
         }
     }

 }

5. FileInputStream流和FileOutputStream的应用

利用程序将文件file1.txt 拷贝到file2.txt中。

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

 public class TestFile {
     public static void main(String args[]) throws IOException {
         try {
             File inFile = new File("copy.java");
             File outFile = new File("copy2.java");
             FileInputStream finS = new FileInputStream(inFile);
             FileOutputStream foutS = new FileOutputStream(outFile);
             int c;
             while ((c = finS.read()) != -1) {
                 foutS.write(c);
             }
             finS.close();
             foutS.close();
         } catch (IOException e) {
             System.err.println("FileStreamsTest: " + e);
         }
     }

 }

6. 缓冲输入输出流 BufferedInputStream/ BufferedOutputStream

        

      

       计算机访问外部设备非常耗时。访问外存的频率越高，造成CPU闲置的概率就越大。为了减少访问外存的次数，应该在一次对外设的访问中，读写更多的数据。为此，除了程序和流节点间交换数据必需的读写机制外，还应该增加缓冲机制。缓冲流就是每一个数据流分配一个缓冲区，一个缓冲区就是一个临时存储数据的内存。这样可以减少访问硬盘的次数,提高传输效率。

BufferedInputStream:当向缓冲流写入数据时候，数据先写到缓冲区，待缓冲区写满后，系统一次性将数据发送给输出设备。

BufferedOutputStream :当从向缓冲流读取数据时候，系统先从缓冲区读出数据，待缓冲区为空时，系统再从输入设备读取数据到缓冲区。

1）将文件读入内存：

将BufferedInputStream与FileInputStream相接

  FileInputStream in=new  FileInputStream( “file1.txt ” );

  BufferedInputStream bin=new  BufferedInputStream( in); 

2）将内存写入文件：

将BufferedOutputStream与 FileOutputStream相接

FileOutputStreamout=new FileOutputStream(“file1.txt”);

BufferedOutputStream  bin=new BufferedInputStream(out);

3）键盘输入流读到内存

将 BufferedReader 与 标准的数据流 相接 

 InputStreamReader  sin=new InputStreamReader ( System.in) ；

BufferedReader bin=new             BufferedReader( sin);

 import java.io.*;

 public class ReadWriteToFile {
     public static void main(String args[]) throws IOException {
         InputStreamReader sin = new InputStreamReader(System.in);
         BufferedReader bin = new BufferedReader(sin);
         FileWriter out = new FileWriter("myfile.txt");
         BufferedWriter bout = new BufferedWriter(out);
         String s;
         while ((s = bin.readLine()).length() > 0) {
             bout.write(s, 0, s.length());
         }

     }
 }

程序说明：
从键盘读入字符，并写入到文件中 BufferedReader类的方法： String readLine()
作用：读一行字符串，以回车符为结束。
BufferedWriter类的方法： bout.write(String s,offset,len)
作用：从缓冲区将字符串s从offset开始，len长度的字符串写到某处。

8. 字符流Writer/Reader

        Java中字符是采用Unicode标准，一个字符是16位，即一个字符使用两个字节来表示。为此，JAVA中引入了处理字符的流。

1. Reader抽象类

    用于读取字符流的抽象类。子类必须实现的方法只有 read(char[], int, int) 和 close()。但是，多数子类将重写此处定义的一些方法，以提供更高的效率和/或其他功能。

       

        1) FileReader :与FileInputStream对应  
           主要用来读取字符文件，使用缺省的字符编码，有三种构造函数： 
　　    (1）将文件名作为字符串 ：FileReader f=new FileReader(“c:/temp.txt”); 
　　    (2）构造函数将File对象作为其参数。 
　　            File f=new file(“c:/temp.txt”); 
　　            FileReader f1=new FileReader(f); 
　　   (3)  构造函数将FileDescriptor对象作为参数 
　　          FileDescriptor() fd=new FileDescriptor() 
　　          FileReader f2=new FileReader(fd); 
               (1) 用指定字符数组作为参数：CharArrayReader(char[]) 
               (2) 将字符数组作为输入流:CharArrayReader(char[], int, int) 
　         读取字符串，构造函数如下： public StringReader(String s); 
        2) CharArrayReader：与ByteArrayInputStream对应  
　　3) StringReader : 与StringBufferInputStream对应 
　　4) InputStreamReader 
　　      从输入流读取字节，在将它们转换成字符:Public inputstreamReader(inputstream is); 
　　5) FilterReader: 允许过滤字符流 
　　      protected filterReader(Reader r); 
　　6) BufferReader :接受Reader对象作为参数，并对其添加字符缓冲器，使用readline()方法可以读取一行。 
　　   Public BufferReader(Reader r); 

      主要方法：

      (1)  public int read() throws IOException; //读取一个字符，返回值为读取的字符 

　　(2)  public int read(char cbuf[]) throws IOException; /*读取一系列字符到数组cbuf[]中，返回值为实际读取的字符的数量*/ 
　　(3)  public abstract int read(char cbuf[],int off,int len) throws IOException; 
　　/*读取len个字符，从数组cbuf[]的下标off处开始存放，返回值为实际读取的字符数量，该方法必须由子类实现*/ 

2. Writer抽象类

     写入字符流的抽象类。子类必须实现的方法仅有 write(char[], int, int)、flush() 和 close()。但是，多数子类将重写此处定义的一些方法，以提供更高的效率和/或其他功能。 其子类如下：

    

      1） FileWrite: 与FileOutputStream对应  
　　将字符类型数据写入文件，使用缺省字符编码和缓冲器大小。 
　　Public FileWrite(file f); 
　　2)  chararrayWrite:与ByteArrayOutputStream对应 ,将字符缓冲器用作输出。 
　　    Public CharArrayWrite(); 
　　3) PrintWrite:生成格式化输出 
　　    public PrintWriter(outputstream os); 
　　4) filterWriter:用于写入过滤字符流 
　　    protected FilterWriter(Writer w); 
　　5) PipedWriter：与PipedOutputStream对应   

      6) StringWriter：无与之对应的以字节为导向的stream  

      主要方法：

　　(1)  public void write(int c) throws IOException； //将整型值c的低16位写入输出流 
　　(2)  public void write(char cbuf[]) throws IOException； //将字符数组cbuf[]写入输出流 
　　(3)  public abstract void write(char cbuf[],int off,int len) throws IOException； //将字符数组cbuf[]中的从索引为off的位置处开始的len个字符写入输出流 
　　(4)  public void write(String str) throws IOException； //将字符串str中的字符写入输出流 
　　(5)  public void write(String str,int off,int len) throws IOException； //将字符串str 中从索引off开始处的len个字符写入输出流 
　　(6)  flush( ) //刷空输出流，并输出所有被缓存的字节。 
　　(7)close()    关闭流 public abstract void close() throws IOException

3 .InputStream与Reader差别 OutputStream与Writer差别

InputStream和OutputStream类处理的是字节流，数据流中的最小单位是字节(8个bit)
Reader与Writer处理的是字符流，在处理字符流时涉及了字符编码的转换问题

 import java.io.*;
 public class EncodeTest {
     private static void readBuff(byte [] buff) throws IOException {
        ByteArrayInputStream in =new ByteArrayInputStream(buff);
         int data;
         while((data=in.read())!=-1)   System.out.print(data+"  ");
         System.out.println();     in.close();     }

    public static void main(String args[]) throws IOException {
        System.out.println("内存中采用unicode字符编码：" );
        char   c='好';
        int lowBit=c&0xFF;     int highBit=(c&0xFF00)>>8;
        System.out.println(""+lowBit+"   "+highBit);
        String s="好";
        System.out.println("本地操作系统默认字符编码：");
        readBuff(s.getBytes());
        System.out.println("采用GBK字符编码：");
        readBuff(s.getBytes("GBK"));
        System.out.println("采用UTF-8字符编码：");
        readBuff(s.getBytes("UTF-8"));      }
 }

Reader类能够将输入流中采用其他编码类型的字符转换为Unicode字符，然后在内存中为其分配内存

Writer类能够将内存中的Unicode字符转换为其他编码类型的字符，再写到输出流中。

9. FileWriter类(字符输出流类)

构造方法：FileWriter fw = new FileWriter(String fileName);//创建字符输出流类对象和已存在的文件相关联。文件不存在的话，并创建。

               如： FileWriter fw = new FileWriter("C:\\1.txt");

                 FileWriter fw = new FileWriter(String fileName,boolean append);//创建字符输出流类对象和已存在的文件相关联,并设置该该流对文件的操作是否为续写。

               如：FileWriter fw = new FileWriter("C:\\1.txt",ture); //表示在fw对文件再次写入时，会在该文件的结尾续写，并不会覆盖掉。

主要方法： 

        void write(String str)   //写入字符串。当执行完此方法后，字符数据还并没有写入到目的文件中去。此时字符数据会保存在缓冲区中。此时在使用刷新方法就可以使数据保存到目的文件中去。

        viod flush()                //刷新该流中的缓冲。将缓冲区中的字符数据保存到目的文件中去。

        viod close()               //关闭此流。在关闭前会先刷新此流的缓冲区。在关闭后，再写入或者刷新的话，会抛IOException异常。

10. 如何选择IO流

    1）确定是数据源和数据目的（输入还是输出）

              源:输入流 InputStream Reader
              目的:输出流 OutputStream Writer

    2）明确操作的数据对象是否是纯文本

             是:字符流Reader，Writer
             否:字节流InputStream，OutputStream

    3）明确具体的设备。

             是硬盘文件：File++：

             读取：FileInputStream,, FileReader, 

              写入：FileOutputStream，FileWriter
             是内存用数组

                  byte[]：ByteArrayInputStream, ByteArrayOutputStream
                  是char[]：CharArrayReader, CharArrayWriter
             是String：StringBufferInputStream(已过时，因为其只能用于String的每个字符都是8位的字符串), StringReader, StringWriter
             是网络用Socket流

             是键盘：用System.in（是一个InputStream对象）读取，用System.out（是一个OutoutStream对象）打印

    3）是否需要转换流

            是，就使用转换流，从Stream转化为Reader，Writer：InputStreamReader，OutputStreamWriter 

    4）是否需要缓冲提高效率

       是就加上Buffered：BufferedInputStream, BufferedOuputStream, BuffereaReader, BufferedWriter
    5）是否需要格式化输出

例:将一个文本文件中数据存储到另一个文件中。
     1）数据源和数据目的：读取流，InputStream Reader  输出：OutputStream Writer
     2）是否纯文本：是！这时就可以选择Reader Writer。
     3）设备：是硬盘文件。Reader体系中可以操作文件的对象是 FileReader FileWriter。

            FileReader fr = new FileReader("a.txt");  

             FileWriter fw = new FileWriter("b.txt");  
     4）是否需要提高效率：是，加Buffer
             BufferedReader bfr = new BufferedReader(new FileReader("a.txt");  );  
             BufferedWriter bfw = new BufferedWriter(new FileWriter("b.txt");  );  

11. IOException异常类的子类

1.public class  EOFException ：
   非正常到达文件尾或输入流尾时，抛出这种类型的异常。
2.public class FileNotFoundException：
   当文件找不到时，抛出的异常。
3.public class InterruptedIOException：
   当I/O操作被中断时，抛出这种类型的异常。