尚硅谷java学习笔记——10.java IO流

java.io.File 类

1、凡是与输入、输出相关的类、接口等都定义在java.io 包下
2、File是一个类，可以有构造器创建其对象。此对象对应着一个文件（.txt .avi .doc .ppt .mp3）或文件目录
3、File类对象是与平台无关的。
4、File中的方法，仅涉及到如何创建、删除、重命名等。对于内容，必须用IO流完成。
5、File类的对象常作为io流的具体类的构造器的形参。
6、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‘\’

File类下的方法
访问文件名：
getName()
getPath()
getAbsoluteFile()
getAbsolutePath()
getParent()
renameTo(File newName) 重命名为//file1.renameTo(file2):file1重命名为file2.要求：file1文件一定存在，file2一定不存在

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() 创建一个文件目录。只有在上层文件目录存在的情况下，才能返回true
mkDirs() 创建一个文件目录。若上层文件目录不存在，一并创建
list()
listFiles()

Java IO原理

什么是标准的I/O流？
在java语言中，用stdin表示键盘，用stdout表示监视器。他们均被封装在System类的类变量in 和out中，对应于系统调用System.in和System.out。这样的两个流加上System.err统称为标准流，它们是在System类中声明的3个类变量：
public static InputStream in
publicstaticPrintStream out
public static PrintStream err

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

节点流可以从一个特定的数据源读写数据
处理流是“连接”在已存在的流（节点流或处理流）之上，通过对数据的处理为程序提供更为强大的读写功能。

IO 流体系

只有 FileInputStream、FileReader、FileOutputStream、FileWriter 是节点流，下面的都是处理流

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。

主要流介绍

字节流 FileInputStream、FileOutputStream

//按字节读文件，当执行到文件结尾时，返回-1
public void testFileInputStream1() throws IOException{
        File file=new File("Hello.txt");
        FileInputStream fis=new FileInputStream(file);
//      int b=fis.read();//读取文件的一个字节，当执行到文件结尾时，返回-1
//      while(b!=-1){
//          System.out.println((char)b);
//          b=fis.read();
//      }
        int b;
        while((b=fis.read())!=-1){
            System.out.println((char)b);
        }
        fis.close();
    }

//按字节流实现文件复制的方法
public void copyFile(String src,String dest){
                //1、提供读入和写出的文件
                File file1=new File(src);
                File file2=new File(dest);
                //2、提供相应的流
                FileInputStream fis=null;
                FileOutputStream fos=null;
                try{
                    fis=new FileInputStream(file1);
                    fos=new FileOutputStream(file2);
                    //3、实现文件的复制操作
                    byte[] b=new byte[20];//一次送20个字节，大小会影响效率
                    int len;
                    while((len=fis.read(b))!=-1){
                        fos.write(b, 0, len);
                        //fos.write(b);  fos.write(b,0,b.length);  两种错误的写法
                    }
                }catch(Exception e){
                    e.printStackTrace();
                }finally{
                    if(fos!=null){
                        try {
                            fos.close();
                        } catch (IOException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                    if(fis!=null){
                        try {
                            fis.close();
                        } catch (IOException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                }
    }

字符流：FileReader和FileWriter

//使用FileReader 和 FileWriter 可以实现文本文件的复制
    //对于非文本文件（视频文件，音频文件，图片文件），只能使用字节流
public void testFileReaderWriter(){
        //1.输入流对应的文件一定要存在
        FileReader fr=null;
        FileWriter fw=null;
        try{
            File src=new File("Hello.txt");
            File dest=new File("Hello1.txt");
            fr=new FileReader(src);
            fw=new FileWriter(dest);
            char[] c=new char[24];//一次送的字符数，大小会影响效率
            int len;
            while((len=fr.read(c))!=-1){
                fw.write(c,0,len);
            }
        }catch(Exception e){
            e.printStackTrace();
        }finally{
            if(fw!=null){
                try {
                    fw.close();
                } catch (IOException e) {
                    // TODO Auto-generated catch block
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if(fr!=null){
                try {
                    fr.close();
                } catch (IOException e) {
                    // TODO Auto-generated catch block
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

缓冲流->属于处理流->能提高效率
字节缓冲流 BufferedInputStream、BufferedOutputStream
字符缓冲流 BufferedReader、BufferedWriter

// 使用BufferedInputStream和BufferedOutputStream实现非文本文件的复制
    @Test
    public void testCopyFile() {
        // 1.提供读入、写出的文件
        File file1 = new File("1.png");
        File file2 = new File("2.png");
        BufferedInputStream bis = null;
        BufferedOutputStream bos = null;  
        try {
            // 2.先创建相应的节点流，FileInputStream、FileOutputStream
            FileInputStream fis = new FileInputStream(file1);
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file2);
            // 3.将创建的节点流的对象作为形参传递给缓冲流的构造器中
            bis = new BufferedInputStream(fis);
            bos = new BufferedOutputStream(fos);
            // 4.具体的实现文件复制的操作
            byte[] b = new byte[1024];
            int len;
            while ((len = bis.read(b)) != -1) {
                bos.write(b, 0, len);
                bos.flush();
            }
        } catch (IOException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        } finally {
            // 5、关闭相应的流
            if (bos != null) {
                try {
                    bos.close();
                } catch (IOException e) {
                    // TODO Auto-generated catch block
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if (bis != null) {
                try {
                    bis.close();
                } catch (IOException e) {
                    // TODO Auto-generated catch block
                    e.printStackTrace();
                }
            }

        }
    }

//使用BufferedReader和BufferedWriter 实现文本文件复制
    public void testBufferedReader(){
        BufferedReader br=null;
        BufferedWriter bw=null;
        try {
            File file=new File("Hello.txt");
            File file1=new File("Hello5.txt");
            FileReader fr=new FileReader(file);
            FileWriter fw=new FileWriter(file1);
            br = new BufferedReader(fr);
            bw=new BufferedWriter(fw);
//          char[] c=new char[1024];
//          int len;
//          while((len=br.read(c))!=-1){
//              String str=new String(c,0,len);
//              System.out.println(str);
//          }
            String str=null;
            while((str=br.readLine())!=null){
                System.out.println(str);
                bw.write(str);
                bw.newLine();
                bw.flush();
            }
        }catch (IOException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }finally{
            if(bw!=null){
                try {
                    bw.close();
                } catch (IOException e) {
                    // TODO Auto-generated catch block
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if(br!=null){
                try {
                    br.close();
                } catch (IOException e) {
                    // TODO Auto-generated catch block
                    e.printStackTrace();
                }
            }

        }

    }

如何实现字符流与字节流之间的转化？
转换流：InputStreamReader OutputStreamWriter
编码：写入的字符-》字节流 即将String写入到OutputStream : OutputStreamWriter(OutputStream out,String CharSetName);
解码：一个流中的字节-》字符 ：InputStreamReader(InputStream in,String CharsetName);

参数都是字节流，编码是将字符写入到里面，解码是从里面读入数据再转换为字符

转换流的编码应用
可以将字符按指定编码格式存储。
可以对文本数据按指定编码格式来解读。
指定编码表的动作由构造器完成。

虽然Java支持字节流和字符流，但有时需要在字节流和字符流两者之间转换。InputStreamReader和OutputStreamWriter，这两个为类是字节流和字符流之间相互转换的类。

　　InputSreamReader用于将一个字节流中的字节解码成字符：

　　有两个构造方法：

　　　　InputStreamReader(InputStream in);

　　　　功能：用默认字符集创建一个InputStreamReader对象

　　　　InputStreamReader(InputStream in,String CharsetName);

　　　　功能：接收已指定字符集名的字符串，并用该字符创建对象

　　OutputStreamWriter用于将写入的字符编码成字节后写入一个字节流。

　　同样有两个构造方法：

　　　　OutputStreamWriter(OutputStream out);

　　　　功能：用默认字符集创建一个OutputStreamWriter对象；

　　　　OutputStreamWriter(OutputStream out,String CharSetName);

　　　　功能：接收已指定字符集名的字符串，并用该字符集创建OutputStreamWrite对象

为了避免频繁的转换字节流和字符流，对以上两个类进行了封装。

　　BufferedWriter类封装了OutputStreamWriter类；

　　BufferedReader类封装了InputStreamReader类；

　　封装格式：

　　BufferedWriter out=new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(System.out));

　　BufferedReader in= new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in);

　　利用下面的语句，可以从控制台读取一行字符串：

　　BufferedReader in=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

　　String line=in.readLine();

public void test1(){
        //解码
        File file=new File("Hello.txt");
        BufferedReader br=null;
        BufferedWriter bw=null;
        try {
            FileInputStream fis=new FileInputStream(file);
            InputStreamReader isr=new InputStreamReader(fis,"GBK");
            br = new BufferedReader(isr);

            //编码
            File file1=new File("Hello6.txt");
            FileOutputStream fos=new FileOutputStream(file1);
            OutputStreamWriter osw= new OutputStreamWriter(fos,"GBK");
            bw = new BufferedWriter(osw);
            String str=null;
            while((str=br.readLine())!=null){
                bw.write(str);
                bw.newLine();
                bw.flush();
            }
        } catch (IOException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }finally{
            if(bw!=null){
                try {
                    bw.close();
                } catch (IOException e) {
                    // TODO Auto-generated catch block
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if(br!=null){
                try {
                    br.close();
                } catch (IOException e) {
                    // TODO Auto-generated catch block
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }

    }

标准的输入输出流
标准的输出流：System.out
标准的输入流；System.in

//从键盘输入字符串，转化为大写，直到输入e或exit退出
public void test2(){
        BufferedReader br=null;
        try {
            InputStream is=System.in;
            InputStreamReader isr=new InputStreamReader(is);
            br = new BufferedReader(isr);
            String str;
            while(true){
                System.out.println("请输入字符串");
                str=br.readLine();
                if(str.equalsIgnoreCase("e")||str.equalsIgnoreCase("exit")){
                    break;
                }
                String str1=str.toUpperCase();
                System.out.println(str1);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally{
            if(br!=null){
                try {
                    br.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

打印流
PrintStream(字节打印流)和PrintWriter(字符打印流)
提供了一系列重载的print和println方法，用于多种数据类型的输出
PrintStream和PrintWriter的输出不会抛出异常
PrintStream和PrintWriter有自动flush功能
System.out返回的是PrintStream的实例

//打印流：字节流 PrintStream  字符流PrintWriter
    @Test
    public void printStreamWriter(){
        FileOutputStream fos=null;
        try {
            fos=new FileOutputStream(new File("print.txt"));
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        //创建打印输出流，设置为自动刷新模式（写入换行符或字节'\n'时都会刷新输出缓冲区）
        PrintStream ps=new PrintStream(fos,true);
        if(ps!=null){
            System.setOut(ps);//改变输出方式，默认是控制台
        }
        for(int i=0;i<=255;i++){//制造内容，输出ASCII字符
            System.out.print((char)i);
            if(i%50==0){//每50个数据一行
                System.out.println();//换行
            }
        }
        ps.close();
    }

数据流
为了方便地操作Java语言的基本数据类型的数据，可以使用数据流。

//数据流：用来处理基本数据类型、String、字节数组的数据:DataInputStream和DataOutputStream
    @Test
    public void testData(){
        DataOutputStream dos=null;
        try {
            FileOutputStream fos=new FileOutputStream("data.txt");
            dos = new DataOutputStream(fos);
            dos.writeUTF("我爱你");
            dos.writeBoolean(true);
            dos.writeLong(454646656);
        } catch (IOException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }finally{
            if(dos!=null){
                try {
                    dos.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

    @Test
    public void testData1(){
        DataInputStream dis=null;
        try {
            dis=new DataInputStream(new FileInputStream(new File("data.txt")));
//          byte[] b=new byte[20];
//          int len;
//          while((len=dis.read(b))!=-1){
//              System.out.println(new String(b,0,len));
//          }
            String str=dis.readUTF();
            System.out.println(str);
            boolean b=dis.readBoolean();
            System.out.println(b);
            long l=dis.readLong();
            System.out.println(l);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally{
            if(dis!=null){
                try {
                    dis.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

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。

对象序列化(Serialize)：允许把内存中的Java对象转换成平台无关的二进制字节流，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

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

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

public class TestObjextInputOutputStream {

    //对象的反序列化过程：将硬盘中的文件通过ObjectiveInputStream转换为相应的对象
    @Test
    public void testObjextInputStream(){
        ObjectInputStream ois=null;
        try {
            ois=new ObjectInputStream(new FileInputStream("person.txt"));
            Person p1=(Person) ois.readObject();
            System.out.println(p1);
            Person p2=(Person) ois.readObject();
            System.out.println(p2);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally{
            if(ois!=null){
                try {
                    ois.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

    //对象的序列化过程，将内存中的对象通过ObjectOutputStream转换为二进制流，存储在硬盘文件中
    @Test
    public void testObjectOutputStream(){

        Person p1=new Person("小明",23);
        Person p2=new Person("红米",21);
        ObjectOutputStream oos=null;
        try {
            oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("person.txt"));
            oos.writeObject(p1);
            oos.flush();
            oos.writeObject(p2);
            oos.flush();
        } catch (IOException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }finally{
            if(oos!=null){
                try {
                    oos.close();
                } catch (IOException e) {
                    // TODO Auto-generated catch block
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

/*要实现序列化的类：
  1.要求此类是可序列化的,实现Serializable接口
  2.要求类的属性同样要实现Serializable接口
  3.提供一个版本号：private static final long serialVersionUID=45646;
  4.使用static或transient修饰的属性，不可实现序列化 
*/
class Person implements Serializable{
    private static final long serialVersionUID=45646;
    String name;
    Integer age;
    public Person(String name,Integer age){
        this.name=name;
        this.age=age;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public Integer getAge() {
        return age;
    }
    public void setAge(Integer age) {
        this.age = age;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Person [name=" + name + ", age=" + age + "]";
    }

}

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)

• 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

    //进行文件的读、写
    @Test
    public void test1(){
        RandomAccessFile raf1=null;
        RandomAccessFile raf2=null;
        try {
            raf1=new RandomAccessFile(new File("hello.txt"), "r");
            raf2=new RandomAccessFile(new File("hello1.txt"), "rw");
            byte[] b=new byte[20];
            int len;
            while((len=raf1.read(b))!=-1){
                raf2.write(b, 0, len);
            }
        } catch (IOException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }finally{
            if(raf2!=null){
                try {
                    raf2.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if(raf1!=null){
                try {
                    raf1.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

    //覆盖相应位置后面的字符
    @Test
    public void test2(){
        RandomAccessFile raf=null;
        try {
            raf=new RandomAccessFile(new File("hello1.txt"), "rw");
            raf.seek(3);//找到3的位置
            raf.write("xy".getBytes());//在覆盖相应字节数

        } catch (IOException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }finally{
            if(raf!=null){
                try {
                    raf.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }

    }
    //实现插入的效果，在d字符后面插入"xy"
    @Test
    public void test3(){
        RandomAccessFile raf=null;
        try {
            raf=new RandomAccessFile(new File("hello1.txt"), "rw");
            raf.seek(4);//找到d的位置
            String str=raf.readLine();
//          long l=raf.getFilePointer();
//          System.out.println(l);
            raf.seek(4);
            raf.write("xy".getBytes());//在覆盖相应字节数
            raf.write(str.getBytes());

        } catch (IOException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }finally{
            if(raf!=null){
                try {
                    raf.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }