Java语言基础-IO流（输入输出流） 字符流
IO（Input Output）流
Java对数据的操作时通过流的方式；
Java用于操作流的对象都在IO包中；
流按操作数据分为两种：字节流与字符流；
流按流向分为：输入流，输出流。
输入输出流是相对于内存设备而言；
将外设中的数据读取到内存中--输入；
将内存中的数据写入到外设中--输出。
字符流：就是用于读取文字字节数据的字节流与编码表相结合，封装成字符流。
（字节流读取文字字节数据后，不直接操作而是先查指定的编码表，获取对应的文字，再对这个文字进行操作。）
字节流的抽象基类（顶层父类）：
InputStream，OutputStream
字符流的抽象基类（顶层父类）：
Reader，Writer
这些体系的子类都以父类名作为后缀；
子类名的前缀就是该对象的功能。
需求：将一些文字存储到硬盘的文件中
如果要操作文字数据，建议优先考虑字符流；
而且要将数据从内存写到硬盘上，需要使用字符流中的输出流Writer。
硬盘的数据的基本体现是文件，希望找到一个可以操作文件的Writer。
private static final String LINE_SEPARATOR = System.getProperty("line.separator");//定义行分隔符常量
基本方法示例：
package cn.itcast.p2.io.filewriter;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
public class FileWriterDemo {
private static final String LINE_SEPARATOR = System.getProperty("line.separator");
/**
* @param args
* @throws IOException
*/
public static void main(String[] args) throws IOException {
/*
* 创建一个可以往文件中写入字符的字符输出流对象 。 往一个文件中写入文字数据，那么在创建对象时，就必须明确该文件
*
* 如果文件不存在，则会自动创建。 如果文件存在，则源文件被覆盖。
*
* 如果构造函数中加入true，可以实现对文件的续写
*/
FileWriter fw = new FileWriter("demo.txt",true);
/*
* 调用Writer对象中的write(String)方法，写入数据。 数据写入到了临时存储缓冲区中。
*/
// fw.write("abcde"+LINE_SEPARATOR+"hahaha");
fw.write("xixi");
/*
* 进行刷新，将数据直接写入到目的地
*/
// fw.flush();
/*
* 关闭资源。在关闭前，会调用fluse()方法刷新缓冲中的数据到目的地。
*/
fw.close();
}
}
FileWriter的IO异常处理示例：
package cn.itcast.p2.io.filewriter;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
public class IOExceptionDemo {
private static final String LINE_SEPARATOR = System
.getProperty("line.separator");
public static void main(String[] args) {
FileWriter fw = null;// 在try外进行定义，内部进行初始化
try {
fw = new FileWriter("k:\\demo.txt");
fw.write("abcde" + LINE_SEPARATOR + "hahaha");
} catch (IOException e) {
System.out.println(e.toString());
} finally {
if (fw != null)//如果fw创建文件失败时，关闭时会出现空指针异常
try {
fw.close();
} catch (IOException e) {
throw new RuntimeException("关闭失败");
}
}
}
}
需求：读取一个文本文件，将读取到的字符打印到控制台。
同上，找到了FileReader。
read()方法
public int read() throws IOException
读取单个字符。
返回：作为整数读取的字符，范围在 0 到 65535 之间 (0x00-0xffff)，如果已到达流的末尾，则返回 -1。※
package cn.itcast.p3.io.filereader;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;
public class FileReaderDemo {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 创建读取字符数据的流对象
/*
* 在创建读取流对象时，必须要明确被读取的文件。一定要确定该文件时存在的。
*
* 用一个读取流关联一个已存在文件
*/
FileReader fr = new FileReader("demo.txt");
// 用Reader中的read方法读取字符
int ch = 0;
while ((ch = fr.read()) != -1) {
System.out.println((char) ch);
}
fr.close();
}
}
public int read(char[] cbuf) throws IOException
将字符读入数组。
参数：cbuf - 目标缓冲区
返回：读取的字符数，如果已到达流的末尾，则返回 -1 ※
package cn.itcast.p3.io.filereader;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;
public class FileReaderDemo2 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
FileReader fr = new FileReader("demo.txt");
/*
* 使用read(char())读取文本文件数据 先创建字符数组
*/
char[] buf = new char[1024];//长度最好为1024的整数倍
int len=0;
while((len=fr.read(buf))!=-1){
System.out.println(new String(buf,0,len));
}
/*int num = fr.read(buf);// 将读到的字符存储到数组中
System.out.println(num + ":" + new String(buf));
int num1 = fr.read(buf);
System.out.println(num1 + ":" + new String(buf));
int num2 = fr.read(buf);
System.out.println(num2 + ":" + new String(buf));*/
/*
* abcde#
* 结果:
* 3:abc
* 2:dec
* -1:dec
* 第一次读：a b c (从a处开始，读取到3个字符，返回3)
* 第二次读：d e c (c是此一次读取的c，从d处开始，读取到2个字符，返回2)
* 第三次读：d e c (c是此一次读取的c，开始处即是流的末尾，未读取到字符，返回-1)
*/
fr.close();
}
}
将C盘的一个文本文件复制到D盘
分析：
复制的原理：
读取C盘文件中的数据，将这些数据写入到D盘中。
读&写。
方法一：
package cn.itcast.p3.io.charstream.test;
import java.io.FileReader;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
/*
* 需求：将C盘的一个文本文件复制到D盘
* 思路：
* 1.需要读取源；
* 2.将读到的源数据写入到目的地
* 3.操作文本数据，使用字符流
*/
public class CopyTextTest {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//1.读取一个已有的文本文件，用字符读取流和文件相关联
FileReader fr=new FileReader("IO流_2.txt");
//2.创建一个目的，用于存储读到的数据
FileWriter fw=new FileWriter("copytest_1.txt");
//3.频繁的读写操作
int ch=0;
while((ch=fr.read())!=-1){
fw.write((char)ch);
}
//4.关闭流资源
fw.close();
fr.close();
}
}
方法二（效率较高）：
package cn.itcast.p3.io.charstream.test;
import java.io.FileReader;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
public class CopyTextTest_2 {
private static final int BUFFER_SIZE = 1024;
/**
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {
FileReader fr = null;
FileWriter fw = null;
try {
fr = new FileReader("IO流_2.txt");
fw = new FileWriter("copytest_2.txt");
// 创建一个临时容器，用于缓存读取到的字符
char[] buf = new char[BUFFER_SIZE];//自定义缓冲区
// 定义一个变量，记录读取到的字符数（其实就是网数组里装的字符数）
int len = 0;
while ((len = fr.read(buf)) != -1) {//循环次数少，效率较高
fw.write(buf, 0, len);
}
} catch (Exception e) {
} finally {
if (fw != null)
try {
fw.close();
} catch (IOException e) {
// System.out.println("读写失败");
throw new RuntimeException("读写失败");
}
if (fr != null)
try {
fr.close();
} catch (IOException e) {
throw new RuntimeException("读写失败");
}
}
}
}
字符流的缓冲区（提高性能）
public class BufferedReader extends Reader
从字符输入流中读取文本，缓冲各个字符，从而实现字符、数组和行的高效读取。
public class BufferedWriter extends Writer
将文本写入字符输出流，缓冲各个字符，从而提供单个字符、数组和字符串的高效写入。
BufferedWriter示例：
package cn.itcast.p3.io.charstream.buffer;
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
public class BufferedWriterDemo {
private static final String LINE_SEPEARTOR = System
.getProperty("line.separator");
/**
* @param args
* @throws IOException
*/
public static void main(String[] args) throws IOException {
FileWriter fw = new FileWriter("buf.txt");
// 为了提高写入的效率，使用了字符流的缓冲区
// 创建了一个字符写入流的缓冲对象，并和指定要被换种的对象相关联
BufferedWriter bufw = new BufferedWriter(fw);
// 使用缓冲区的写入方法，将数据写入到缓冲区中
// bufw.write("abcde"+LINE_SEPEARTOR+"haha");
// bufw.write("abcde");
// bufw.newLine();
// bufw.write("heheh");
for (int i = 1; i <= 4; i++) {
bufw.write("abcde" + i);
bufw.newLine();//BufferedReader特有的方法newLine()
bufw.flush();
}
// 使用缓冲区的刷新方法将数据刷入目的地中
bufw.flush();
bufw.close();// 缓冲区关闭时，底层关闭的是缓冲的流对象
}
}
BufferedReader使用示例：
package cn.itcast.p3.io.charstream.buffer;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;
public class BufferedReaderDemo {
/**
* @param args
* @throws IOException
*/
public static void main(String[] args) throws IOException {
// demo();
FileReader fr = new FileReader("buf.txt");
BufferedReader bufr = new BufferedReader(fr);
String line = null;
while ((line = bufr.readLine()) != null) {//BufferedReader特有方法readLine()
System.out.println(line);
}
}
/**
* @throws FileNotFoundException
* @throws IOException
*/
private static void demo() throws FileNotFoundException, IOException {
FileReader fr = new FileReader("buf.txt");
char[] buf = new char[1024];
int len = 0;
while ((len = fr.read(buf)) != -1) {
System.out.println(new String(buf, 0, len));
}
fr.close();
}
}
※底层流对象的read方法读的是硬盘中的数据，缓冲区流对象的read读的是缓冲区中的数据。
readLine()方法的临时容器中存储的是一行的数据（这个容器可以使StringBuilder，以为最终返回的是字符串），不包含换行符。返回该行内容的字符串。
readLine()原理：使用了读取缓冲区的read方法，将读取到的字符进行缓冲并判断换行标记，将标记前的缓冲数据变成字符串返回。
缓冲区-复制文本文件示例：
package cn.itcast.p3.io.charstream.buffer.test;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.FileReader;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
public class CopyTextBufferTest {
/**
* @param args
* @throws IOException
*/
public static void main(String[] args) throws IOException {
FileReader fr=new FileReader("buf.txt");
BufferedReader bufr=new BufferedReader(fr);
FileWriter fw=new FileWriter("buf_copy.txt");
BufferedWriter bufw=new BufferedWriter(fw);
String line=null;
while((line=bufr.readLine())!=null){
bufw.write(line);
bufw.newLine();//不要忘记换行
}
bufw.close();
bufr.close();
/*
int ch=0;
while((ch=bufr.read())!=-1){
bufw.write(ch);
}
bufw.close();
bufr.close();
*/
}
}
自定义MyBufferedReader
package cn.itcast.p4.io.charstream.mybuffer;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;
/**
* 自定义的读取缓冲区，其实就是模拟一个BufferedReader
*
* 分析：
* 缓冲区中无非就是封装了一个数组，并对外提供了更多的方法对数组进行访问。
* 其实这些方法最终操作的都是数组的指针。
*
* 缓冲的原理：
* 从源中获取一批数据装入缓冲区中，然后从缓冲区中不断取出一个一个的数据。
* 当此次取完后，再从源中继续取一批数据进入缓冲区。
* 当源中的数据取光时，用-1作为结束标记。
* @author chenchong
*
*/
public class MyBufferedReader {
private FileReader r;
//定义一个数组作为缓冲区
private char[] buf=new char[1024];
//定义一个指针，用于操作数组中的元素，当操作到最后一个元素后，指针归零
private int pos=0;
//定义一个计数器，用于记录缓冲区中的数据个数，当该数据减到0，
//就从源中继续获取数据到缓冲区中
private int count=0;
public MyBufferedReader(FileReader r) {
this.r = r;
}
/**
* 该方法从缓冲区中一次取一个字符
* @return
* @throws IOException
*/
public int myRead() throws IOException {
if(count==0){
count=r.read(buf);//从源中获取数据
pos=0;
}
if(count<0)
return -1;
char ch=buf[pos++];
count--;
return ch;
/*//1.从源中取出一批数据到缓冲区中，要先做判断，
//只有计数器为0时才 需要从源中获取数据
if(count==0){
count=r.read(buf);
if(count<0)
return -1;
//每次获取数据到缓冲区后，角标归零
pos=0;
char ch=buf[pos];
pos++;
count--;
return ch;
}else if(count>0){
char ch=buf[pos];
pos++;
count--;
return ch;
}*/
}
public String myReadLine() throws IOException {
StringBuilder sb=new StringBuilder();
int ch=0;
while((ch=myRead())!=-1){
if(ch=='\r')
continue;
if(ch=='\n')
return sb.toString();
//将从缓冲区中读到的字符存储到缓存行数据的缓冲区中
sb.append((char)ch);
}
if(sb.length()!=0)
return sb.toString();
return null;
}
public void myClose() throws IOException {
r.close();
}
}
装饰设计模式
对一组对象的功能进行增强时，就可以使用该模式进行问题的解决。装饰和继承都能实现一样的特点：进行功能的扩展增强
区别：
举例：
所有线有一个继承体系，
Writer
|--TextWriter 用于操作文本
|--MediaWriter 用于操作媒体
想要对操作的动作进行效率的提高，
按照面向对象，可以通过继承对具体对象进行功能的扩展。
效率提高需要加入缓冲技术
Writer
|--TextWriter 用于操作文本
|--BufferTextWriter 加入了缓冲技术的操作文本的对象
|--MediaWriter 用于操作媒体
|--BufferMediaWriter 加入了缓冲技术的操作媒体的对象
但是这样做并不理想。
如果这个体系再次进行功能扩展，又多了流对象，这个流要提高效率，也要产生子类。
这时，就会发现只为提高功能进行的继承，导致继承体系越来越臃肿，不够灵活。
重新思考这个问题。
既然加入的都是同一种技术——缓冲，
前一种是让缓冲和具体的对象相结合。
考虑将缓冲进行单独的封装：哪个对象需要缓冲，就将哪个对象和缓冲关联。
class Buffer extends Writer{
Buffer(TestWriter w)
{}
Buffer(MediaWriter m)
{}
}
↓
class BufferWriter extends Writer{
BufferWriter(Writer w)
{}
}
Writer
|--TextWriter 用于操作文本
|--MediaWriter 用于操作媒体
|--BufferWriter 用于提高效率
发现装饰比继承更为灵活。
特点：装饰类和被装饰类都必须所属于同一个接口或父类。
LineNumberReader示例：
package cn.itcast.p6.io.charstream.linenumber;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;
import java.io.LineNumberReader;
public class LineNumberReaderDemo {
/**
* @param args
* @throws IOException
*/
public static void main(String[] args) throws IOException {
FileReader fr=new FileReader("IO流_2.txt");
LineNumberReader lnr=new LineNumberReader(fr);
String line=null;
lnr.setLineNumber(100);//设置行号从100开始
while((line=lnr.readLine())!=null){
System.out.println(line+":"+lnr.getLineNumber());
}
lnr.close();
}
}