java.io的缓冲流、转换流、序列化流

缓冲流、转换流、序列化流

缓冲流

概述

缓冲流，也叫高效流，是对4个基本的FileXxx流的增强，所以也是4个流，按照数据类型分类：

• 字节缓冲流：BufferedInputStream,BufferedOutputStrea
• 字符缓冲流：BufferedReader,BufferedWriter

缓冲流的基本原理，是在创建流对象时，会创建一个内置的默认大小的缓冲区数组，通过缓冲去读写，减少系统IO次数，从而提高读写的效率

缓冲流原理

字节缓冲流

构造方法

public BufferedInputStream(InputStream in):创建一个新的缓冲输入流

public BufferedOutputStream(OutputStream out):创建一个新的缓冲输入流

字节缓冲输入流

import java.io.BufferedOutputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;

/*
    java.io.BufferedOutputStream extends OutputStream
    BufferedOutputStream:字节缓冲输出流

    继承自父类的共性成员方法：
        - public void close(): 关闭此输出流并释放与此流相关联的任何系统资源
        - public void flush(): 刷新此输出流并强制任何缓冲的输出字节被写出。
        - public void write(byte[]b):将b.length字节从指定的字节数组写入此输出流。
        - public void write(byte[]b, int off, intlen):从指定的字节数组写入len字节，从偏移量off开始输出到此输出流。
        - public abstract void write(int b) :将指定的字节输出流

    构造方法：
        BufferedOutputStream(OutputStream out) 创建一个新的缓冲输出流，以将数据写入指定的底层输出流。
        BufferedOutputStream(OutputStream out, int size) 创建一个新的缓冲输出流，以将具有指定缓冲区大小的数据写入指定的底层输出流。
        参数：
            OutputStream out：字节输出流
                我们可以传递FileOutputStream，缓冲流会给FileOutputStream增加一个缓冲区，提高FileOutputStream的写入效率
            int size：指定缓冲流内部缓冲区的大小，不指定默认
    使用步骤(重点)：
        1.创建FileOutputStream对象，构造方法中绑定要输出的目的地
        2.创建BufferedOutputStream对象，构造方法中传递FileOutputStream对象，提高FileOutputStream对象效率
        3.使用BufferedOutputStream对象中的方法write，把数据写入到内部缓冲区中
        4.使用BufferedOutputStream对象中的方法flush，把内部缓冲去的数据，刷新到文件中
        5.释放资源(会先调用flush方法刷新数据，第4步可以省略)

 */
public class Demo01BufferedOutputStream {
     
    public static void main(String[] args) throws IOException {
     
        //1.创建FileOutputStream对象，构造方法中绑定要输出的目的地
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("D:\\IDEA2019（中文版)\\ZXL\\src\\com\\company\\pratise\\IOAndProperties\\a.txt");
        //2.创建BufferedOutputStream对象，构造方法中传递FileOutputStream对象，提高FileOutputStream对象效率
        BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(fos);
        //3.使用BufferedOutputStream对象中的方法write，把数据写入到内部缓冲区中
        bos.write("我把数据写入到内部缓冲区中".getBytes());
        //4.使用BufferedOutputStream对象中的方法flush，把内部缓冲去的数据，刷新到文件中
        bos.flush();
        //5.释放资源(会先调用flush方法刷新数据，第4步可以省略)
        bos.close();
    }
}

字节缓冲输出流

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

/*
    java.io.BufferedInputStream extends InputStream
    BufferedInputStream:字节缓冲输入流

    继承自父类的成员方法：
        abstract  int read() 从输入流中读取数据的下一个字节。
        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。
        void close() 关闭此输入流并释放与该流关联的所有系统资源。

    构造方法：
        BufferedInputStream(InputStream in) 创建一个 BufferedInputStream 并保存其参数，即输入流 in，以便将来使用。
        BufferedInputStream(InputStream in, int size) 创建具有指定缓冲区大小的 BufferedInputStream 并保存其参数，即输入流 in，以便将来使用。
        参数：
            InputStream in：字节输入流
                我们可以传递FileInputStream，缓冲流会出FileInputStream增加一个缓冲区，提高FileInputStream的读取效率
            int size：指定缓冲流内部缓冲区的大小，不指定默认

    使用步骤(重点)：
        1.创建FileInputStream对象，构造方法中绑定要读取的数据源
        2.创建BufferedInputStream对象，构造方法中传递FileInputStream对象，提高FileInputStream对象的读取效率
        3.使用BufferedInputStream对象中的方法read，读取文件
        4.释放资源
 */
public class Demo02BufferInputStream {
     
    public static void main(String[] args) throws IOException {
     
        //1.创建FileInputStream对象，构造方法中绑定要读取的数据源
        FileInputStream fis = new FileInputStream("D:\\IDEA2019（中文版)\\ZXL\\src\\com\\company\\pratise\\IO\\IO_BufferedStream\\a.txt");
        //2.创建BufferedInputStream对象，构造方法中传递FileInputStream对象，提高FileInputStream对象的读取效率
        BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(fis);
        //3.使用BufferedInputStream对象中的方法read，读取文件
        //int read() 从输入流中读取数据的下一个字节
        /*int len = 0;//记录每次读取到的字节
        while ((len = bis.read()) != -1) {
            System.out.println(len);
        }*/

        //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[] bytes = new byte[1024];//存储每次读取的数据
        int len = 0;//记录每次读取的有效字节数
        while ((len = bis.read(bytes)) != -1) {
     
            System.out.println(new String(bytes,0,len));
        }

        //释放资源
        bis.close();
    }
}

效率测试

import java.io.*;

/*
    文件复制练习：一读一写

    明确：
        数据源：c:\\1.jpg
        数据的目的地：d:\\1.jpg
    文件的复制步骤：
        1.创建字节缓冲输入流对象，构造方法中传递字节输入流
        2.创建字节缓冲输出流对象，构造方法中传递字节输出流
        3.使用字节缓冲输入流对象中的方法read，读取文件
        4.使用字节缓冲输出流对象中的方法write，把读取的数据写入到内部缓冲区
        5.释放资源（会先把缓冲切的数据，刷新到文件中）
 */
public class Demo02CopyFile {
     
    public static void main(String[] args) throws IOException {
     
        long s = System.currentTimeMillis();
        //1.创建字节缓冲输入流对象，构造方法中传递字节输入流
        BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("d:\\1.png"));
        //2.创建字节缓冲输出流对象，构造方法中传递字节输出流
        BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("f:\\1.png"));
        //3.使用字节缓冲输入流对象中的方法read，读取文件
        //一次读取一个字节写入一个字节的方法
        /*int len = 0;
        while((len = bis.read()) != -1){
            //4.使用字节缓冲输出流对象中的方法write，把读取的数据写入到内部缓冲区
            bos.write(len);//2毫秒
        }*/

        //使用数组缓冲读取多个字节，写入多个字节
        byte[] bytes = new byte[1024];
        int len = 0;
        while((len = bis.read(bytes)) != -1){
     
            //4.使用字节缓冲输出流对象中的方法write，把读取的数据写入到内部缓冲区
            bos.write(bytes,0,len);//1毫秒
        }

        //5.释放资源（会先把缓冲切的数据，刷新到文件中）
        bos.close();
        bis.close();


        long e = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("复制文件共耗时：" + (e-s) + "毫秒");
    }
}

字符缓冲流

构造方法

• public BUfferedReader(Reader in):创建一个新的缓冲输入流
• public BufferedWriter(Writer out):创建一个新的缓冲输出流

字符缓冲输出流

import java.io.BufferedWriter;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;

/*
    java.io.BufferedWriter extends Writer
    BufferedWriter：字符缓冲输出流

    继承自父类的共性成员方法：
        - void write(int c):写入单个字符。
        - void write(char[] cbuf)：写入字符数组
        - abstract void write(char[] cbuf, int off, int len)：写入字符数组的某一部分,off数组的开始索引,len写的字符个数。
        - void write(String str)：写入字符串
        - void write(String str, int off,int len)：写入字符串的某一部分,off字符串的开始索引,len写的字符个数。
        - void flush()：刷新该流的缓冲。
        - void close()：关闭此流，但要先刷新它

    构造方法：
        BufferedWriter(Writer out) 创建一个使用默认大小输出缓冲区的缓冲字符输出流。
        BufferedWriter(Writer out, int sz) 创建一个使用给定大小输出缓冲区的新缓冲字符输出流。
        参数：
            Writer out：字符输出流
                我们可以传递FileWriter，缓冲流会给FileWriter增加一个缓冲区，提高FileWriter的写入效率
            int sz：指定缓冲区的大小，不分默认大小

    特有的成员方法：
        void newLine() 写入一个行分隔符。会根据不同的操作系统，获取不同的行分隔符
        换行：换行符号
        windows：\r\n
        Linux：/n
        mac：/r
    使用步骤：
        1.创建字符缓冲输出流对象，构造方法中床底字符输出流
        2.调用字符缓冲输出流中的方法write，把数据写入到内存缓冲区
        3.调用字符缓冲输出流中的方法flush，把内存缓冲区中的数据，刷新到文件中
        4.释放资源

 */
public class Demo03BufferedWriter {
     
    public static void main(String[] args) throws IOException {
     
        //1.创建字符缓冲输出流对象，构造方法中床底字符输出流
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("D:\\IDEA2019（中文版)\\ZXL\\src\\com\\company\\pratise\\IO\\IO_BufferedStream\\c.txt"));
        //2.调用字符缓冲输出流中的方法write，把数据写入到内存缓冲区
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
     
            bw.write("黑美人");
            //bw.write("\r\n");
            bw.newLine();
        }
        //3.调用字符缓冲输出流中的方法flush，把内存缓冲区中的数据，刷新到文件中
        bw.flush();
        //4.释放资源
        bw.close();
    }
}

字符缓冲输入流

import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;

/*
    java.io.BufferedReader extends Reader

    继承自父类的共性成员方法：
        int read()  将字符读入数组
        int read(char[] cbuf) 一次读取多个字符，将字符读入数组
        void close() 关闭该流并释放与之关联的所有资源

    构造方法：
        BufferedReader(Reader in) 创建一个使用默认大小输入缓冲区的缓冲字符输入流。
        BufferedReader(Reader in, int sz) 创建一个使用指定大小输入缓冲区的缓冲字符输入流。
        参数：
            Reader in：字符输入流
                我们可以传递FileReader，缓冲流会给FileReader增加一个缓冲区，提高FileReader的读取效率
            int sz：指定缓冲区的大小，不分默认大小
    特有的成员方法：
        String readLine() 读取一个文本行。 读取一行数据
            行的终止符号：通过下列字符之一即可认为某行已终止：换行 ('\n')、回车 ('\r') 或回车后直接跟着换行(\r\n)
        返回值：
            包含该行内容的字符串，不包含任何行终止符，如果已到达流末尾，则返回 null
    使用步骤：
        1.创建字符缓冲输入流对象，构造方法中传递字符输入流
        2.使用字符缓冲输入流对象中的方法read/readLine读取文本
        3.释放资源
 */
public class Demo04BufferedReader {
     
    public static void main(String[] args) throws IOException {
     
        //1.创建字符缓冲输入流对象，构造方法中传递字符输入流
        BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("D:\\IDEA2019（中文版)\\ZXL\\src\\com\\company\\pratise\\IO\\IO_BufferedStream\\c.txt"));
        //2.使用字符缓冲输入流对象中的方法read/readLine读取文本
        String line;
        while((line = br.readLine()) != null){
     
            System.out.println(line);
        }

        //3.释放资源
        br.close();
    }
}

练习：文本排序

3.侍中侍郎郭攸之、费祎、董允等，此皆良实，志虑忠纯，是以先帝简拔以遗陛下。 愚以为宫中之事，事无大小，悉以咨之，然后施行，必得裨补阙漏，有所广益。
8.愿陛下托臣以讨贼兴复之效，不效，则治臣之罪，以告先帝之灵。若无兴德之言，则责攸之、祎、允等之慢，以彰其咎:陛下亦宜自谋，以咨诹善道察纳雅言，深追先帝遗诏，臣不胜受恩感激。
4.将军向宠，性行淑均，晓畅军事，试用之于昔日，先帝称之曰能，是以众议举宠为督。愚以为营中之事，悉以咨之，必能使行阵和睦，优劣得所。
2.宫中府中，俱为一体，陟罚臧否，不宜异同。若有作奸犯科及为忠善者，宜付有司论其刑赏，以昭陛下平明之理，不宜偏私，使内外异法也。
1.先帝创业未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此诚危急存亡之秋也。然侍卫之臣不懈于内，忠志之士忘身于外者，盖追先帝之殊遇，欲报之于陛下也。诚宜开张圣听，以光先帝遗德，恢弘志士之气，不宜妄自菲薄，引喻失义，以塞忠谏之路也。
9.今当远离，临表涕零，不知所言。
6.臣本布衣，躬耕于南阳，苟全性命于乱世，不求闻达于诸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉屈，三顾臣于草庐之中，咨臣以当世之事，由是感激，遂许先帝以驱驰。后值倾覆，受任于败军之际，奉命于危难之间，尔来二十有一年矣。
7.先帝知臣谨慎，故临崩寄臣以大事也。受命以来，夙夜忧叹，恐付托不效，以伤先帝之明，故五月渡泸，深入不毛。今南方已定，兵甲已足，当奖率三军，北定中原，庶竭驾钝，攘除奸凶，兴复汉室，还于旧都。此臣所以报先帝而忠陛下之职分也。至于斟酌损益，进尽忠言，则攸之、祎、允之任也。
5.亲贤臣，远小人，此先汉所以兴隆也:亲小人，远贤臣，此后汉所以倾颓也。先帝在时，每与臣论此事，未尝不叹息痛恨于桓、灵也。侍中、尚书、长史、参军，此悉贞良死节之臣，愿陛下亲之信之，则汉室之隆，可计日而待也。

代码实现

import java.io.*;
import java.util.HashMap;

/*
    练习：
        对文本的内容进行排序
        按照(1,2,3...)顺序排序
    分析：
        1.创建一个HashMap集合对象，key：存储每行文本的序号(1,2,3...);value：存储每行的文本
        2.创建字符缓冲输入流对象，构造方法中绑定字符输入流
        3.创建字符缓冲输出流对象，构造方法中绑定字符输出流
        4.使用字符缓冲输入流中的方法readLine，逐行读文本
        5.对读取到的文本进行切割，获取行中的序号和文本内容
        6.把切割好的序号和文本的内容存储到HashMap集合中(key序号是有序的，会自动排序1，2，3，4...)
        7.遍历HashMap集合，获取每一个键值对
        8.把每一个键值对，拼接为一个文本行
        9.把拼接好的文本，使用字符缓冲输出流中的方法write，写入到文件中
        10.释放资源
 */
public class Demo05Test {
     
    public static void main(String[] args) throws IOException {
     
        //1.创建一个HashMap集合对象，key：存储每行文本的序号(1,2,3...);value：存储每行的文本
        HashMap<String,String> map = new HashMap<>();
        //2.创建字符缓冲输入流对象，构造方法中绑定字符输入流
        BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("D:\\IDEA2019（中文版)\\ZXL\\src\\com\\company\\pratise\\IO\\IO_BufferedStream\\in.txt"));
        //3.创建字符缓冲输出流对象，构造方法中绑定字符输出流
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("D:\\IDEA2019（中文版)\\ZXL\\src\\com\\company\\pratise\\IO\\IO_BufferedStream\\out.txt"));
        //4.使用字符缓冲输入流中的方法readLine，逐行读文本
        String line;
        while((line = br.readLine()) != null){
     
            //5.对读取到的文本进行切割，获取行中的序号和文本内容
            String[] arr = line.split("\\.");
            //6.把切割好的序号和文本的内容存储到HashMap集合中(key序号是有序的，会自动排序1，2，3，4...)
            map.put(arr[0],arr[1]);
        }

        //7.遍历HashMap集合，获取每一个键值对
        for (String key : map.keySet()) {
     
            String value = map.get(key);
            //8.把每一个键值对，拼接为一个文本行
            line = key + "." + value;
            //9.把拼接好的文本，使用字符缓冲输出流中的方法write，写入到文件中
            bw.write(line);
            bw.newLine();//写换行
        }
        //10.释放资源
        bw.close();
        br.close();
    }
}

输出结果

1.先帝创业未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此诚危急存亡之秋也。然侍卫之臣不懈于内，忠志之士忘身于外者，盖追先帝之殊遇，欲报之于陛下也。诚宜开张圣听，以光先帝遗德，恢弘志士之气，不宜妄自菲薄，引喻失义，以塞忠谏之路也。
2.宫中府中，俱为一体，陟罚臧否，不宜异同。若有作奸犯科及为忠善者，宜付有司论其刑赏，以昭陛下平明之理，不宜偏私，使内外异法也。
3.侍中侍郎郭攸之、费祎、董允等，此皆良实，志虑忠纯，是以先帝简拔以遗陛下。 愚以为宫中之事，事无大小，悉以咨之，然后施行，必得裨补阙漏，有所广益。
4.将军向宠，性行淑均，晓畅军事，试用之于昔日，先帝称之曰能，是以众议举宠为督。愚以为营中之事，悉以咨之，必能使行阵和睦，优劣得所。
5.亲贤臣，远小人，此先汉所以兴隆也:亲小人，远贤臣，此后汉所以倾颓也。先帝在时，每与臣论此事，未尝不叹息痛恨于桓、灵也。侍中、尚书、长史、参军，此悉贞良死节之臣，愿陛下亲之信之，则汉室之隆，可计日而待也。
6.臣本布衣，躬耕于南阳，苟全性命于乱世，不求闻达于诸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉屈，三顾臣于草庐之中，咨臣以当世之事，由是感激，遂许先帝以驱驰。后值倾覆，受任于败军之际，奉命于危难之间，尔来二十有一年矣。
7.先帝知臣谨慎，故临崩寄臣以大事也。受命以来，夙夜忧叹，恐付托不效，以伤先帝之明，故五月渡泸，深入不毛。今南方已定，兵甲已足，当奖率三军，北定中原，庶竭驾钝，攘除奸凶，兴复汉室，还于旧都。此臣所以报先帝而忠陛下之职分也。至于斟酌损益，进尽忠言，则攸之、祎、允之任也。
8.愿陛下托臣以讨贼兴复之效，不效，则治臣之罪，以告先帝之灵。若无兴德之言，则责攸之、祎、允等之慢，以彰其咎:陛下亦宜自谋，以咨诹善道察纳雅言，深追先帝遗诏，臣不胜受恩感激。
9.今当远离，临表涕零，不知所言。

转换流

字符编码和字符集

字符编码

计算机中储存的信息都是用二进制数表示的，而我们在屏幕上看到的数字、英文、标点符号、汉字等字符是二进制数转换之后的结果。按照某种规则，将字符存储到计算机中，称为编码。反之，将存储在计算机中的二进制数按照某种规则解析显示出来，称为解码。比如说，按照A规则存储，同样按照A规则解析，那么就能显示正确的文本符号。反之，按照A规则存储，再按照B规则解析，就会导致乱码现象。
编码:字符(能看懂的)–>字节(看不懂的)
解码:字节(看不懂的)–>字符(能看懂的)

• 字符编码Character Encoding:就是一套自然语言的字符与二进制数之间的对应规则。
• 编码表:生活中文字和计算机中二进制的对应规则

字符集

• 字符集Charset:也叫编码表。是一个系统支持的所有字符的集合，包括各国家文字、标点符号、图形符、数字等

计算机要准确的存储和识别各种字符集符号，需要进行字符编码，一套字符集必然至少要有一套字符编码。常见字符集有ASCII字符集、CBK字符集、Unicode字符集等。

编码	字符集
ASCII编码	ASCII字符集
GBK编码	GBK字符集
UTF-8编码、UTF-16编码、UTF-32编码	Unicode字符集

• ASCII字符集：

  • ASCII (American Standard Code for Information Interchange，美国信息交换标准代码)是基于拉丁字母的一套电脑编码系统，用于显示现代英语，主要包括控制字符(回车键、退格、换行键等)和可显示字符(英文大小写字符、阿拉伯数字和西文符号)。
  • 基本的ASCII字符集，使用7位(bits)表示一个字符，共128字符。ASCII的扩展字符集使用8位(bits)表示一个字符，共256字符，方便支持欧洲常用字符。

• ISO-8859-1字符集:

  • 拉丁码表，别名Latin-1，用于显示欧洲使用的语言，包括荷兰、丹麦、德语、意大利语、西班牙语等。
  • ISO-8859-1使用单字节编码，兼容ASCIl编码。

• GBxxx字符集:

  • GB就是国标的意思，是为了显示中文而设计的一套字符集。
  • GB2312:简体中文码表。一个小于127的字符的意义与原来相同。但两个大于127的字符连在一起时，就表示一个汉字，这样大约可以组合了包含7000多个简体汉字，此外数学符号、罗马希腊的字母、日文的假名们都编进去了，连在ASCII里本来就有的数字标点字母都统统重新编了两个字节长的编码，这就是常说的"全角”字符，而原来在127号以下的那些就叫"半角”字符了。
  • GBK:最常用的中文码表。是在GB2312标准基础上的扩展规范，使用了双字节编码方案，共收录了21003个汉字，完全兼容GB2312标准，同时支持繁体汉字以及日韩汉字等。
  • GB18030:最新的中文码表。收录汉字70244个，采用多字节编码，每个字可以由1个、2个或4个字节组成支持中国国内少数民族的文字，同时支持警体汉字以及日韩汉字等

• Unicode字符集

  • Unicode编码系统为表达任意语言的任意字符而设计，是业界的一种标准，也称为统一码、标准万国码。
  • 它最多使用4个字节的数字来表达每个字母符号，或者文字。有三种编码方案，UTF-8、UTF-16和UTF32。最为常用的UTF-8编码。
  • UTF-8编码，可以用来表示Unicode标准中任何字符，它是电子邮件、网页及其他存储或传送文字的应用中，优先采用的编码。互联网工程工作小组(IETF)要求所有互联网协议都必须支持UTF-8编码。所以，我们开发Web应用，也要使用UTF-8编码。它使用一至四个字节为每个字符编码，编码规则:
    1. 128个US-ASCII字符，只需一个字节编码
    2. 拉丁文等字符重要一个字节编码
    3. 大部分常用字(含中文)，使用三个字节编码
    4. 其他极少使用的Unicode辅助字符，使用四字节编码。

编码引出的问题

在IDEA中，使用FileReader读取项目中的文本文件。由于IDEA的设置，都是默认的UTF-8编码，所以没有任何问题。但是，当读取Windows系统中创建的文本文件中，由于Windows系统的默认是GBK编码，就会出现乱码。

import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;

/*
    FileReader可以读取IDEA默认编码格式(UTF-8)的文件
    FileReader读取系统默认编码(中文GBK)会产生乱码
 */
public class Demo01FileReader {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        FileReader fr = new FileReader("D:\\IDEA2019（中文版)\\ZXL\\study\\src\\study\\java\\IO\\IO_ReverseStream\\我是GBK格式的文本.txt");
        int len = 0;
        while((len = fr.read()) != -1){
            System.out.println((char)len);
        }
        fr.close();
    }
}

OutputStreamWriter类

转换流java.io.OutputStreamWriter 是Writer的子类，是从字符流到字节流的桥梁。使用指定的字符集将字符编码为字节。它的字符集可以由名称指定，也可以接受平台的默认字符集。

构造方法

• OutputStreamwriter(OutputStreamin):创建一个使用默认字符集的字符流。
• OutputStreamwriter(OutputStream out, String charsetName):创建一个指定字符集的字符流。

import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStreamWriter;

/*
    java.io.OutputStreamWriter extends Writer
    OutputStreamWriter：是字符流通向字节流的桥梁：可使用指定的 charset 将要写入流中的字符编码成字节。(编码):把能看懂的编程看不懂

    继承自父类的共性成员方法：
        - void write(int c):写入单个字符。
        - void write(char[] cbuf)：写入字符数组
        - abstract void write(char[] cbuf, int off, int len)：写入字符数组的某一部分,off数组的开始索引,len写的字符个数。
        - void write(String str)：写入字符串
        - void write(String str, int off,int len)：写入字符串的某一部分,off字符串的开始索引,len写的字符个数。
        - void flush()：刷新该流的缓冲。
        - void close()：关闭此流，但要先刷新它

    构造方法：
        OutputStreamWriter(OutputStream out) 创建使用默认字符编码的 OutputStreamWriter。
        OutputStreamWriter(OutputStream out, String charsetName) 创建使用指定字符集的 OutputStreamWriter。
        参数：
            OutputStream out：字节输出流，可以用来写转换之后的字节到文件中
            String charsetName：指定的编码表名称，不区分大小写utf-8/UTF-8,GBK/gbk...，不默认使用UTF-8
        使用步骤：
            1.创建OutputStreamWriter对象，构造方法中传递字节输出流和指定编码表名称
            2.使用OutputStreamWriter对象中的方法write，把字符转换为字节存储缓冲区中(编码)
            3.使用OutputStreamWriter对象中的方法flush，把内容缓冲区中的字节刷新到文件中(使用字节流写字节的过程)
            4.释放资源
 */
public class Demo02OutputStreamWriter {
     
    public static void main(String[] args) throws IOException {
     
        //writer_utf_8();
        write_gbk();
    }

    /*
        使用转化流OutputStreamWriter写GBK格式的文件
     */
    private static void write_gbk() throws IOException {
     
        //1.创建OutputStreamWriter对象，构造方法中传递字节输出流和指定编码表名称
        OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("D:\\IDEA2019（中文版)\\ZXL\\study\\src\\study\\java\\IO\\IO_ReverseStream\\gbk.txt"),"GBK");
        //2.使用OutputStreamWriter对象中的方法write，把字符转换为字节存储缓冲区中(编码)
        osw.write("你好");
        //3.使用OutputStreamWriter对象中的方法flush，把内容缓冲区中的字节刷新到文件中(使用字节流写字节的过程)
        osw.flush();
        //4.释放资源
        osw.close();
    }

    /*
        使用转化流OutputStreamWriter写UTF-8格式的文件
     */
    private static void writer_utf_8() throws IOException {
     
        //1.创建OutputStreamWriter对象，构造方法中传递字节输出流和指定编码表名称
        OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("D:\\IDEA2019（中文版)\\ZXL\\study\\src\\study\\java\\IO\\IO_ReverseStream\\utf_8.txt"),"UTF-8");
        //2.使用OutputStreamWriter对象中的方法write，把字符转换为字节存储缓冲区中(编码)
        osw.write("你好");
        //3.使用OutputStreamWriter对象中的方法flush，把内容缓冲区中的字节刷新到文件中(使用字节流写字节的过程)
        osw.flush();
        //4.释放资源
        osw.close();
    }
}

InputStreamrReader类

转换流java.io.InputStreaReader，是Reader的子类，是从字节流到字符流的桥梁。它读取字节，并使用指定的支付及将其解码为字符。它的字符集可以由名称指定，也可以接受平台恶默认字符集。

构造方法

• InputStreamReader(InputStream in):创建一个使用默认字符集的字符流
• InputStreamReader(InputStream in, String charsetName):创建一个指定字符集的字符流

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

/*
    java.io.InputStreamReader extends Reader
    InputStreamReader:是字节流通向字符流的桥梁：它使用指定的 charset 读取字节并将其解码为字符。(解码)：把看不懂的变成看得懂

    继承自父类的共性成员方法：、
        int read()  将字符读入数组
        int read(char[] cbuf) 一次读取多个字符，将字符读入数组
        void close() 关闭该流并释放与之关联的所有资源
     构造方法：
        InputStreamReader(InputStream in) 创建一个使用默认字符集的 InputStreamReader。
        InputStreamReader(InputStream in, String charsetName) 创建使用指定字符集的 InputStreamReader。
        参数：
            InputStream in：字节输入流，用来读取文件中保存的字节
            String charsetName：指定的编码表名称，不区分大小写utf-8/UTF-8,GBK/gbk...，不默认使用UTF-8

     使用步骤：
        1.创建InputStreamReader对象，构造方法中传递字节输入流和指定的编码表名称
        2.使用InputStreamReader对象中的方法read读取文件
        3.释放资源
     注意事项：
        构造方法中指定的编码表名称要和文件的编码相同，否则会发生乱码
 */
public class Demo03InputStreamReader {
     
    public static void main(String[] args) throws IOException {
     
        //read_utf_8();
        read_gbk();
    }

    /*
        使用InputStreamReader读取gbk格式的文件
     */
    private static void read_gbk() throws IOException {
     
        //1.创建InputStreamReader对象，构造方法中传递字节输入流和指定的编码表名称
        InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream("D:\\IDEA2019（中文版)\\ZXL\\study\\src\\study\\java\\IO\\IO_ReverseStream\\gbk.txt"),"gbk");
        //InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream("D:\\IDEA2019（中文版)\\ZXL\\study\\src\\study\\java\\IO\\IO_ReverseStream\\gbk.txt"),"utf-8");//???
        //2.使用InputStreamReader对象中的方法read读取文件
        int len = 0;
        while((len = isr.read()) != -1){
     
            System.out.println((char)len);
        }
        //3.释放资源
        isr.close();
    }

    /*
        使用InputStreamReader读取utf-8格式的文件
     */
    private static void read_utf_8() throws IOException {
     
        //1.创建InputStreamReader对象，构造方法中传递字节输入流和指定的编码表名称
        InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream("D:\\IDEA2019（中文版)\\ZXL\\study\\src\\study\\java\\IO\\IO_ReverseStream\\utf_8.txt"),"utf-8");
        //2.使用InputStreamReader对象中的方法read读取文件
        int len = 0;
        while((len = isr.read()) != -1){
     
            System.out.println((char)len);
        }
        //3.释放资源
        isr.close();
    }
}

转换流原理图解

转换文件编码

将GBK编码的文本文件，转换为UTF-8编码的文件

案例分析

1. 指定GBK编码的转换流，读取文本文件
2. 使用UTF-8编码的转换流，写出文本文件

案例实现

import java.io.*;

/*
    练习：转换文件编码
        将GBK编码的文本文件，转换为UTF-8编码的文件

    分析:
        1.创建InputStreamReader对象，构造方法中传递字节输入流和指定的编码表名称GBK
        2.创建OutputStreamWriter对象，构造方法中传递字节输出流和指定的表码表名称UTF-8
        3.使用InputStreamReader对象方法read读取文件
        4.使用OutputStreamWriter对象中的方法write。把读取的数据写入到文件中
        5.释放资源
 */
public class Demo04Test {
     
    public static void main(String[] args) throws IOException {
     
        //1.创建InputStreamReader对象，构造方法中传递字节输入流和指定的编码表名称GBK
        InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream("D:\\IDEA2019（中文版)\\ZXL\\study\\src\\study\\java\\IO\\IO_ReverseStream\\我是GBK格式的文本.txt"),"GBK");
        //2.创建OutputStreamWriter对象，构造方法中传递字节输出流和指定的表码表名称UTF-8
        OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("D:\\IDEA2019（中文版)\\ZXL\\study\\src\\study\\java\\IO\\IO_ReverseStream\\我是utf-8格式的文本.txt"),"utf-8");
        //3.使用InputStreamReader对象方法read读取文件
        int len = 0;
        while((len = isr.read()) != -1){
     
            //4.使用OutputStreamWriter对象中的方法write。把读取的数据写入到文件中
            osw.write(len);
        }
        //5.释放资源
        osw.close();
        isr.close();
    }
}

序列化

概述

Java提供了一种对象序列化的机制。用一个字节序列可以表示一个对象，该字节序列包含该对象的数据、对象的类型和对象中存储的属性等信息。字节序列写出到文件之后，相当于文件中持久保存了一个对象的信息。

反之，该字节序列还可以从文件中读取回来，重构对象，对它进行反序列化。 对象的数据、对象的类型和对象中存储的数据信息，都可以用来在内存中创建对象。看图理解序列化:

ObjectOutputStream类

java.io.ObjectOutputStream类，将java对象的原始数据类型写到文件，实现对象的持久存储

构造方法

• public ObjectOutputStream(OutputStream out):创建一个指定的OutputStream的ObjectOutputStream。

序列化操作

Demo01ObjectOutputStream.java

import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectOutputStream;

/*
    java.io.ObjectOutputStream extends OutputStream
    ObjectOutputStream:对象的序列化流
    作用：把对象以流的方式写入到文件中保存

    构造方法：
        ObjectOutputStream(OutputStream out) 创建写入指定 OutputStream 的 ObjectOutputStream。
        参数：
            OutputStream out：字节输出流
    特有的成员方法：
        void writeObject(Object obj) 将指定的对象写入 ObjectOutputStream。

    使用步骤：
        1.创建ObjectOutputStream对象，构造方法中传递字节输出流
        2.使用ObjectOutputStream对象中的方法writeObject，把对象写入到文件中
        3.释放资源
 */
public class Demo01ObjectOutputStream {
     
    public static void main(String[] args) throws IOException {
     
        //1.创建ObjectOutputStream对象，构造方法中传递字节输出流
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("D:\\IDEA2019（中文版)\\ZXL\\study\\src\\study\\java\\IO\\IO_ObjectStream\\person.txt"));
        //2.使用ObjectOutputStream对象中的方法writeObject，把对象写入到文件中
        oos.writeObject(new Person("小美女",18));
        //3.释放资源
        oos.close();
    }
}

Person.java

import java.io.Serializable;

/*
    序列化和反序列化的时候会抛出NotSerializableException没有序列化异常
    类通过实现 java.io.Serializable 接口以启用其序列化功能。未实现此接口的类将无法使其任何状态序列化或反序列化。
    Serializable接口也叫标记型接口
        要进行序列化和反序列化的类必须实现Serializable接口，就会给类添加一个标记
        当我们进行序列化和反序列化的时候，就会检测类上是否有这个标记
            有：就可以序列化和反序列化
            没有：就会抛出NotSerializableException异常
    去市场买肉-->肉上有一个蓝色章(检测合格)-->放心购买-->买回来怎么吃随意
    
    static关键字：静态关键字
        静态优先于非静态加载爱内存中(静态优先于对象进入到内存中)
        被static修饰的成员变量不能被序列化，序列化的都是对象

    transient关键字：瞬态关键字
        被transient修饰成员变量，不能被序列化
 */
public class Person implements Serializable {
     
    private String name;
    //private transient int age;
    private int age;

    public Person() {
     
    }

    public Person(String name, int age) {
     
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
     
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }

    public String getName() {
     
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
     
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
     
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
     
        this.age = age;
    }
}

ObjectInputStream类

ObjectInputStream反序列化流，将之前使用ObjectOutputStream序列化的原始数据恢复为对象

构造方法

• public ObjectInputStream(InputStream In):创建一个指定的InputStream的ObjectInputStream。

反序列化操作1

如果能找到一个对象的class文件，我们可以进行反序列化操作，调用ObjectInputStream读取对象的方法：

• public final object readObject()：从ObjectInputStream读取一个对象

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

/*
    java.io.ObjectInputStream extends InputStream
    ObjectInputStream :对象的反序列化流
    作用：把文件中保存的对象，以流的方式读取出来使用

    构造方法：
        ObjectInputStream(InputStream in) 创建从指定 InputStream 读取的 ObjectInputStream。
        参数：
            InputStream in：字节输入流

    特有的成员方法：
        object readObject() 从ObjectInputStream读取对象

    使用步骤：
        1.创建ObjectInputStream对象，构造方法中传递字节输入流
        2.使用ObjectInputStream对象中的方法readObject读取保存对象的文件
        3.释放资源
        4.使用读取出来的对象(打印)

    readObject方法声明抛出了ClassNotFoundException(class文件找不到异常)
    当不存在对象的class文件时抛出此异常
    反序列化的前提：
        1.类必须实现Serializable
        2.必须存在类对应的class文件
 */
public class Demo02ObjectInputStream {
     
    public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
     
        //1.创建ObjectInputStream对象，构造方法中传递字节输入流
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("D:\\IDEA2019（中文版)\\ZXL\\study\\src\\study\\java\\IO\\IO_ObjectStream\\person.txt"));
        //2.使用ObjectInputStream对象中的方法readObject读取保存对象的文件
        Object o = ois.readObject();
        //3.释放资源
        ois.close();
        //4.使用读取出来的对象(打印)
        System.out.println(o);
        Person p = (Person)o;
        System.out.println(p.getName() + "=" + p.getAge());
    }
}

反序列化操作2

当JVM反序列化对象时，能找到class文件，但是class文件在序列化对象之后发生了修改，那么反序列化操作也会失败，抛出一个InvalidclassException异常。发生这个异常的原因如下:

• 该类的序列版本号与从流中读取的类描述符的版本号不匹配
• 该类包含未知数据类型
• 该类没有可访问的无参数构造方法

Serializable接口给需要序列化的类，提供了一个序列版本号。 serialVersionuID 该版本号的目的在于验证序列化的对象和对应类是否版本匹配。

序列号冲突异常的原理和解决方案

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-n9Mox8qO-1622979218306)(D:\朱相龙\java学习\笔记\图片\序列号冲突异常的原理和解决方案.png)]

练习：序列化集合

1. 将存有多个自定义对象的集合序列化操作，保存到list.txt文件中。
2. 反序列化list.txt，并遍历集合，打印对象信息

案例分析

1. 把若干学生对象，保存到集合中
2. 把集合序列化
3. 反序列化读取时，只需要读取一次，转换为集合类型
4. 遍历集合，可以打印所有的学生信息

案例实现

import java.io.*;
import java.util.ArrayList;

/*
    练习：序列化集合
        当我们想在文件中保存多个对象的时候
        可以把多个对象存储到一个集合中
        对集合进行序列化和反序列化

    分析：
        1.定义一个存储Person对象的ArrayList集合
        2.往ArrayList集合中存储Person对象
        3.创建一个序列化流ObjectOutputStream对象
        4.使用ObjectOutputStream对象中的方法writeObject，对集合进行序列化
        5.创建一个反序列化ObjectInputStream对象
        6.使用ObjectInputStream对象中的方法readObject读取文件中保存的集合
        7.把Object类型的集合转换为ArrayList类型
        8.遍历ArrayList集合
        9.释放资源
 */
public class Demo03Test {
     
    public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
     
        //1.定义一个存储Person对象的ArrayList集合
        ArrayList<Person> list = new ArrayList<>();
        //2.往ArrayList集合中存储Person对象
        list.add(new Person("张三",18));
        list.add(new Person("李四",19));
        list.add(new Person("王五",20));
        //3.创建一个序列化流ObjectOutputStream对象
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("D:\\IDEA2019（中文版)\\ZXL\\study\\src\\study\\java\\IO\\IO_ObjectStream\\list.txt"));
        //4.使用ObjectOutputStream对象中的方法writeObject，对集合进行序列化
        oos.writeObject(list);
        //5.创建一个反序列化ObjectInputStream对象
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("D:\\IDEA2019（中文版)\\ZXL\\study\\src\\study\\java\\IO\\IO_ObjectStream\\list.txt"));
        //6.使用ObjectInputStream对象中的方法readObject读取文件中保存的集合
        Object o = ois.readObject();
        //7.把Object类型的集合转换为ArrayList类型
        ArrayList<Person> list2 = (ArrayList<Person>)o;
        //8.遍历ArrayList集合
        for (Person p : list2) {
     
            System.out.println(p);
        }
        //9.释放资源
        ois.close();
        oos.close();
    }
}

打印流

概述

平时我们在控制台打印输出，是调用print和println方法完成的，这两个方法都来自于java.io.PrintStream类，该类能够方便地打印各种数据类型的值，是一种便捷的输出方法

PrintStream类

• public PrintStream(Strin fileName):使用指定的文件名创建一个新的打印流

Demo01PrintStream.java

import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.PrintStream;

/*
    java.io.PrintStream:
        PrintStream 为其他输出流添加了功能，使它们能够方便地打印各种数据值表示形式。
    PrintStream特点：
        1.只负责数据的输出，不负责数据的读写
        2.与其他输出流不同，PrintStream永远不会抛出IOException异常
        3.有特有的方法，print，println
            void print(任意类型的值)
            void println(任意类型的值并换行)
    构造方法：
        PrintStream(File file)：输出的目的地是一个文件
        PrintStream(OutputStream out)：输出的目的地是一个字节输出流
        PrintStream(String fileName)：输出的目的地是一个文件路径
    PrintStream extends OutputStream
    继承自父类的成员方法：
        - public void close(): 关闭此输出流并释放与此流相关联的任何系统资源
        - public void flush(): 刷新此输出流并强制任何缓冲的输出字节被写出。
        - public void write(byte[]b):将b.length字节从指定的字节数组写入此输出流。
        - public void write(byte[]b, int off, int len):从指定的字节数组写入len字节，从偏移量off开始输出到此输出流。
        - public abstract void write(int b) :将指定的字节输出流

    注意：
        1.如果使用继承自父类的write方法写数据，那么查看数据的时候会查询编码表 97->a
        2.如果使用自己特有的方法print/println方法写数据，写的数据原样输出 97->97
 */
public class Demo01PrintStream {
     
    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
     
        //创建一个打印流PrintStream对象，构造方法中绑定要输出的目的地
        PrintStream ps = new PrintStream("D:\\IDEA2019（中文版)\\ZXL\\study\\src\\study\\java\\IO\\IO_PrintStream\\print.txt");
        //如果使用继承自父类的write方法写数据，那么查看数据的时候会查询编码表 97->a
        ps.write(97);
        //如果使用自己特有的方法print/println方法写数据，写的数据原样输出 97->97
        ps.println(97);
        ps.println(8.8);
        ps.println('a');
        ps.println("HelloWorld");
        ps.println(true);
        //释放资源
        ps.close();
    }
}

Demo02PrintStream.java

import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.PrintStream;

/*
    可以改变输出语句的目的地(打印流的流向)
    输出语句，默认在控制台输出
    使用System.setOut方法改变输出语句的目的地改为参数中传递的打印流的目的地
        static void setOut(PrintStream out) 重新分配“标准”输出流
 */
public class Demo02PrintStream {
     
    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
     
        System.out.println("我是在控制台输出");

        PrintStream ps = new PrintStream("D:\\IDEA2019（中文版)\\ZXL\\study\\src\\study\\java\\IO\\IO_PrintStream\\目的地是打印流.txt");
        System.out.println(ps);//把输出语句的目的地改变为打印流的目的地
        System.out.println("我在打印流的目的地中输出");
        ps.close();
    }
}