12.IO流

1.字节流

1.1 IO流概述和分类【理解】

• IO流介绍
  • IO：输入/输出(Input/Output)
  • 流：是一种抽象概念,是对数据传输的总称.也就是说数据在设备间的传输称为流,流的本质是数据传输
  • IO流就是用来处理设备间数据传输问题的.常见的应用: 文件复制; 文件上传; 文件下载
• IO流的分类
  • 按照数据的流向
    • 输入流：读数据
    • 输出流：写数据
  • 按照数据类型来分
    • 字节流
      • 字节输入流
      • 字节输出流
    • 字符流
      • 字符输入流
      • 字符输出流
• IO流的使用场景
  • 如果操作的是纯文本文件,优先使用字符流
  • 如果操作的是图片、视频、音频等二进制文件,优先使用字节流
  • 如果不确定文件类型,优先使用字节流.字节流是万能的流

1.2字节流写数据【应用】

• 字节流抽象基类

  • InputStream：这个抽象类是表示字节输入流的所有类的超类
  • OutputStream：这个抽象类是表示字节输出流的所有类的超类
  • 子类名特点：子类名称都是以其父类名作为子类名的后缀

• 字节输出流

  • FileOutputStream(String name)：创建文件输出流以指定的名称写入文件

• 使用字节输出流写数据的步骤

  • 创建字节输出流对象(调用系统功能创建了文件,创建字节输出流对象,让字节输出流对象指向文件)
  • 调用字节输出流对象的写数据方法
  • 释放资源(关闭此文件输出流并释放与此流相关联的任何系统资源)

• 示例代码

  public class FileOutputStreamDemo01 {
      public static void main(String[] args) throws IOException {
          //创建字节输出流对象
        	/*
        		注意点:
        				1.如果文件不存在,会帮我们创建
        				2.如果文件存在,会把文件清空
        	*/
        	//FileOutputStream(String name)：创建文件输出流以指定的名称写入文件
          FileOutputStream fos = new FileOutputStream("myByteStream\\fos.txt");
  
          //void write(int b)：将指定的字节写入此文件输出流
          fos.write(97);
  //        fos.write(57);
  //        fos.write(55);
  
          //最后都要释放资源
          //void close()：关闭此文件输出流并释放与此流相关联的任何系统资源。
          fos.close();
      }
  }
  

1.3字节流写数据的三种方式【应用】

• 写数据的方法分类

  方法名	说明
  void write(int b)	将指定的字节写入此文件输出流 一次写一个字节数据
  void write(byte[] b)	将 b.length字节从指定的字节数组写入此文件输出流 一次写一个字节数组数据
  void write(byte[] b, int off, int len)	将 len字节从指定的字节数组开始，从偏移量off开始写入此文件输出流 一次写一个字节数组的部分数据

• 示例代码

  public class FileOutputStreamDemo02 {
      public static void main(String[] args) throws IOException {
          //FileOutputStream(String name)：创建文件输出流以指定的名称写入文件
          FileOutputStream fos = new FileOutputStream("myByteStream\\fos.txt");
          //FileOutputStream(File file)：创建文件输出流以写入由指定的 File对象表示的文件
  //        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File("myByteStream\\fos.txt"));
  
          //void write(int b)：将指定的字节写入此文件输出流
  //        fos.write(97);
  //        fos.write(98);
  //        fos.write(99);
  //        fos.write(100);
  //        fos.write(101);
  
  //        void write(byte[] b)：将 b.length字节从指定的字节数组写入此文件输出流
  //        byte[] bys = {97, 98, 99, 100, 101};
          //byte[] getBytes()：返回字符串对应的字节数组
          byte[] bys = "abcde".getBytes();
  //        fos.write(bys);
  
          //void write(byte[] b, int off, int len)：将 len字节从指定的字节数组开始，从偏移量off开始写入此文件输出流
  //        fos.write(bys,0,bys.length);
          fos.write(bys,1,3);
  
          //释放资源
          fos.close();
      }
  }
  

1.4字节流写数据的两个小问题【应用】

• 字节流写数据如何实现换行

  • windows:\r\n
  • linux:\n
  • mac:\r

• 字节流写数据如何实现追加写入

  • public FileOutputStream(String name,boolean append)
  • 创建文件输出流以指定的名称写入文件。如果第二个参数为true ，则字节将写入文件的末尾而不是开头

• 示例代码

  public class FileOutputStreamDemo03 {
      public static void main(String[] args) throws IOException {
          //创建字节输出流对象
  //        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("myByteStream\\fos.txt");
          FileOutputStream fos = new FileOutputStream("myByteStream\\fos.txt",true);
  
          //写数据
          for (int i = 0; i < 10; i++) {
              fos.write("hello".getBytes());
              fos.write("\r\n".getBytes());
          }
  
          //释放资源
          fos.close();
      }
  }
  

1.5字节流写数据加异常处理【应用】

• 异常处理格式

  • try-catch-finally

    try{
    	可能出现异常的代码;
    }catch(异常类名 变量名){
    	异常的处理代码;
    }finally{
    	执行所有清除操作;
    }
    

  • finally特点

    • 被finally控制的语句一定会执行，除非JVM退出

• 示例代码

  public class FileOutputStreamDemo04 {
      public static void main(String[] args) {
          //加入finally来实现释放资源
          FileOutputStream fos = null;
          try {
              fos = new FileOutputStream("myByteStream\\fos.txt");
              fos.write("hello".getBytes());
          } catch (IOException e) {
              e.printStackTrace();
          } finally {
              if(fos != null) {
                  try {
                      fos.close();
                  } catch (IOException e) {
                      e.printStackTrace();
                  }
              }
          }
      }
  }
  

1.6字节流读数据(一次读一个字节数据)【应用】

• 字节输入流

  • FileInputStream(String name)：通过打开与实际文件的连接来创建一个FileInputStream,该文件由文件系统中的路径名name命名

• 字节输入流读取数据的步骤

  • 创建字节输入流对象
  • 调用字节输入流对象的读数据方法
  • 释放资源

• 示例代码

  public class FileInputStreamDemo01 {
      public static void main(String[] args) throws IOException {
          //创建字节输入流对象
          //FileInputStream(String name)
          FileInputStream fis = new FileInputStream("myByteStream\\fos.txt");
  
          int by;
          /*
              fis.read()：读数据
              by=fis.read()：把读取到的数据赋值给by
              by != -1：判断读取到的数据是否是-1
           */
          while ((by=fis.read())!=-1) {
              System.out.print((char)by);
          }
  
          //释放资源
          fis.close();
      }
  }
  

1.7字节流复制文件【应用】

• 案例需求

  ​ 把“E:\itcast\窗里窗外.txt”复制到模块目录下的“窗里窗外.txt” (文件可以是任意文件)

• 实现步骤

  • 复制文本文件，其实就把文本文件的内容从一个文件中读取出来(数据源)，然后写入到另一个文件中(目的地)

  • 数据源：

    ​ E:\itcast\窗里窗外.txt — 读数据 — InputStream — FileInputStream

  • 目的地：

    ​ myByteStream\窗里窗外.txt — 写数据 — OutputStream — FileOutputStream

• 代码实现

  public class CopyTxtDemo {
      public static void main(String[] args) throws IOException {
          //根据数据源创建字节输入流对象
          FileInputStream fis = new FileInputStream("E:\\itcast\\窗里窗外.txt");
          //根据目的地创建字节输出流对象
          FileOutputStream fos = new FileOutputStream("myByteStream\\窗里窗外.txt");
  
          //读写数据，复制文本文件(一次读取一个字节，一次写入一个字节)
          int by;
          while ((by=fis.read())!=-1) {
              fos.write(by);
          }
  
          //释放资源
          fos.close();
          fis.close();
      }
  }
  

1.8字节流读数据(一次读一个字节数组数据)【应用】

• 一次读一个字节数组的方法

  • public int read(byte[] b)：从输入流读取最多b.length个字节的数据
  • 返回的是读入缓冲区的总字节数,也就是实际的读取字节个数

• 示例代码

  public class FileInputStreamDemo02 {
      public static void main(String[] args) throws IOException {
          //创建字节输入流对象
          FileInputStream fis = new FileInputStream("myByteStream\\fos.txt");
  
          byte[] bys = new byte[1024]; //1024及其整数倍
          int len;
        	//循环读取
          while ((len=fis.read(bys))!=-1) {
              System.out.print(new String(bys,0,len));
          }
  
          //释放资源
          fis.close();
      }
  }
  

1.9字节流复制文件【应用】

• 案例需求

  ​ 把“E:\itcast\mn.jpg”复制到模块目录下的“mn.jpg” (文件可以是任意文件去)

• 实现步骤

  • 根据数据源创建字节输入流对象
  • 根据目的地创建字节输出流对象
  • 读写数据，复制图片(一次读取一个字节数组，一次写入一个字节数组)
  • 释放资源

• 代码实现

  public class CopyJpgDemo {
      public static void main(String[] args) throws IOException {
          //根据数据源创建字节输入流对象
          FileInputStream fis = new FileInputStream("E:\\itcast\\mn.jpg");
          //根据目的地创建字节输出流对象
          FileOutputStream fos = new FileOutputStream("myByteStream\\mn.jpg");
  
          //读写数据，复制图片(一次读取一个字节数组，一次写入一个字节数组)
          byte[] bys = new byte[1024];
          int len;
          while ((len=fis.read(bys))!=-1) {
              fos.write(bys,0,len);
          }
  
          //释放资源
          fos.close();
          fis.close();
      }
  }
  

2.字节缓冲流

2.1字节缓冲流构造方法【应用】

• 字节缓冲流介绍

  • lBufferOutputStream：该类实现缓冲输出流.通过设置这样的输出流,应用程序可以向底层输出流写入字节,而不必为写入的每个字节导致底层系统的调用
  • lBufferedInputStream：创建BufferedInputStream将创建一个内部缓冲区数组.当从流中读取或跳过字节时,内部缓冲区将根据需要从所包含的输入流中重新填充,一次很多字节

• 构造方法：

  方法名	说明
  BufferedOutputStream(OutputStream out)	创建字节缓冲输出流对象
  BufferedInputStream(InputStream in)	创建字节缓冲输入流对象

• 示例代码

  public class BufferStreamDemo {
      public static void main(String[] args) throws IOException {
          //字节缓冲输出流：BufferedOutputStream(OutputStream out)
   
          BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new 				                                       FileOutputStream("myByteStream\\bos.txt"));
          //写数据
          bos.write("hello\r\n".getBytes());
          bos.write("world\r\n".getBytes());
          //释放资源
          bos.close();
      
  
          //字节缓冲输入流：BufferedInputStream(InputStream in)
          BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new                                                          FileInputStream("myByteStream\\bos.txt"));
  
          //一次读取一个字节数据
  //        int by;
  //        while ((by=bis.read())!=-1) {
  //            System.out.print((char)by);
  //        }
  
          //一次读取一个字节数组数据
          byte[] bys = new byte[1024];
          int len;
          while ((len=bis.read(bys))!=-1) {
              System.out.print(new String(bys,0,len));
          }
  
          //释放资源
          bis.close();
      }
  }
  

2.2字节缓冲流复制视频【应用】

• 案例需求

  把“E:\itcast\字节流复制图片.avi”复制到模块目录下的“字节流复制图片.avi”

• 实现步骤

  • 根据数据源创建字节输入流对象
  • 根据目的地创建字节输出流对象
  • 读写数据，复制视频
  • 释放资源

• 代码实现

  public class CopyAviDemo {
      public static void main(String[] args) throws IOException {
  
          //复制视频
  //        method1();
        	 method2();
  
      }
  
      //字节缓冲流一次读写一个字节数组
      public static void method2() throws IOException {
          BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("E:\\itcast\\字节流复制图片.avi"));
          BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("myByteStream\\字节流复制图片.avi"));
  
          byte[] bys = new byte[1024];
          int len;
          while ((len=bis.read(bys))!=-1) {
              bos.write(bys,0,len);
          }
  
          bos.close();
          bis.close();
      }
  
      //字节缓冲流一次读写一个字节
      public static void method1() throws IOException {
          BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("E:\\itcast\\字节流复制图片.avi"));
          BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("myByteStream\\字节流复制图片.avi"));
  
          int by;
          while ((by=bis.read())!=-1) {
              bos.write(by);
          }
  
          bos.close();
          bis.close();
      }
  
  }
  

3.字符流

3.1为什么会出现字符流【理解】

• 字符流的介绍

  由于字节流操作中文不是特别的方便，所以Java就提供字符流

  字符流 = 字节流 + 编码表

• 中文的字节存储方式

  用字节流复制文本文件时，文本文件也会有中文，但是没有问题，原因是最终底层操作会自动进行字节拼接成中文，如何识别是中文的呢？

  汉字在存储的时候，无论选择哪种编码存储，第一个字节都是负数

3.2编码表【理解】

• 什么是字符集

  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、图形符号、数字等

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

• 常见的字符集

  • ASCII字符集：

    lASCII：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位表示一个字符，共128字符。ASCII的扩展字符集使用8位表示一个字符，共256字符，方便支持欧洲常用字符。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、图形符号、数字等

  • GBXXX字符集：

    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

  • Unicode字符集：

    UTF-8编码：可以用来表示Unicode标准中任意字符，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。它使用一至四个字节为每个字符编码

    编码规则：

    128个US-ASCII字符，只需一个字节编码

    拉丁文等字符，需要二个字节编码

    大部分常用字（含中文），使用三个字节编码

    其他极少使用的Unicode辅助字符，使用四字节编码

3.3字符串中的编码解码问题【应用】

• 相关方法

  方法名	说明
  byte[] getBytes()	使用平台的默认字符集将该 String编码为一系列字节
  byte[] getBytes(String charsetName)	使用指定的字符集将该 String编码为一系列字节
  String(byte[] bytes)	使用平台的默认字符集解码指定的字节数组来创建字符串
  String(byte[] bytes, String charsetName)	通过指定的字符集解码指定的字节数组来创建字符串

• 代码演示

  public class StringDemo {
      public static void main(String[] args) throws UnsupportedEncodingException {
          //定义一个字符串
          String s = "中国";
  
          //byte[] bys = s.getBytes(); //[-28, -72, -83, -27, -101, -67]
          //byte[] bys = s.getBytes("UTF-8"); //[-28, -72, -83, -27, -101, -67]
          byte[] bys = s.getBytes("GBK"); //[-42, -48, -71, -6]
          System.out.println(Arrays.toString(bys));
  
          //String ss = new String(bys);
          //String ss = new String(bys,"UTF-8");
          String ss = new String(bys,"GBK");
          System.out.println(ss);
      }
  }