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JAVA IO

流的概念和作用

学习Java IO，不得不提到的就是JavaIO流。

流是一组有顺序的，有起点和终点的字节集合，是对数据传输的总称或抽象。即数据在两设备间的传输称为流，流的本质是数据传输，根据数据传输特性将流抽象为各种类，方便更直观的进行数据操作。

IO流的分类

根据处理数据类型的不同分为：字符流和字节流

根据数据流向不同分为：输入流和输出流

字符流和字节流

字符流的由来：因为数据编码的不同，而有了对字符进行高效操作的流对象。本质其实就是基于字节流读取时，去查了指定的码表。字节流和字符流的区别：

（1）读写单位不同：字节流以字节（8bit）为单位，字符流以字符为单位，根据码表映射字符，一次可能读多个字节。

（2）处理对象不同：字节流能处理所有类型的数据（如图片、avi等），而字符流只能处理字符类型的数据。

（3）字节流在操作的时候本身是不会用到缓冲区的，是文件本身的直接操作的；而字符流在操作的时候下后是会用到缓冲区的，是通过缓冲区来操作文件，我们将在下面验证这一点。

结论：优先选用字节流。首先因为硬盘上的所有文件都是以字节的形式进行传输或者保存的，包括图片等内容。但是字符只是在内存中才会形成的，所以在开发中，字节流使用广泛。

输入流和输出流

对输入流只能进行读操作，对输出流只能进行写操作，程序中需要根据待传输数据的不同特性而使用不同的流。

Java IO流对象

1. 输入字节流InputStream

定义和结构说明：

从输入字节流的继承图可以看出：

InputStream 是所有的输入字节流的父类，它是一个抽象类。

ByteArrayInputStream、StringBufferInputStream、FileInputStream 是三种基本的介质流，它们分别从Byte 数组、StringBuffer、和本地文件中读取数据。

PipedInputStream 是从与其它线程共用的管道中读取数据，与Piped 相关的知识后续单独介绍。

ObjectInputStream 和所有FilterInputStream的子类都是装饰流（装饰器模式的主角）。

意思是FileInputStream类可以通过一个String路径名创建一个对象，FileInputStream(String name)。而DataInputStream必须装饰一个类才能返回一个对象，DataInputStream(InputStream in)。

实例操作演示：

【案例】读取文件内容

/**
 * 字节流
 * 读文件内容
 * */
import java.io.*;
class hello{
   public static void main(String[] args) throws IOException {
       String fileName="D:"+File.separator+"hello.txt";
       File f=new File(fileName);
       InputStream in=new FileInputStream(f);
       byte[] b=new byte[1024];
       in.read(b);
       in.close();
       System.out.println(new String(b));
    }
}

注意：该示例中由于b字节数组长度为1024，如果文件较小，则会有大量填充空格。我们可以利用in.read(b);的返回值来设计程序，如下案例：

【案例】读取文件内容

/**
 * 字节流
 * 读文件内容
 * */
import java.io.*;
class hello{
   public static void main(String[] args) throws IOException {
       String fileName="D:"+File.separator+"hello.txt";
       File f=new File(fileName);
       InputStream in=new FileInputStream(f);
       byte[] b=new byte[1024];
       int len=in.read(b);
       in.close();
       System.out.println("读入长度为："+len);
       System.out.println(new String(b,0,len));
    }
}

注意：观察上面的例子可以看出，我们预先申请了一个指定大小的空间，但是有时候这个空间可能太小，有时候可能太大，我们需要准确的大小，这样节省空间，那么我们可以这样做：

【案例】读取文件内容

/**
 * 字节流
 * 读文件内容,节省空间
 * */
import java.io.*;
class hello{
   public static void main(String[] args) throws IOException {
       String fileName="D:"+File.separator+"hello.txt";
       File f=new File(fileName);
       InputStream in=new FileInputStream(f);
       byte[] b=new byte[(int)f.length()];
       in.read(b);
       System.out.println("文件长度为："+f.length());
       in.close();
       System.out.println(new String(b));
    }
}

【案例】逐字节读

/**
 * 字节流
 * 读文件内容,节省空间
 * */
import java.io.*;
class hello{
   public static void main(String[] args) throws IOException {
       String fileName="D:"+File.separator+"hello.txt";
       File f=new File(fileName);
       InputStream in=new FileInputStream(f);
       byte[] b=new byte[(int)f.length()];
       for (int i = 0; i < b.length; i++) {
           b[i]=(byte)in.read();
       }
       in.close();
       System.out.println(new String(b));
    }
}

注意：上面的几个例子都是在知道文件的内容多大，然后才展开的，有时候我们不知道文件有多大，这种情况下，我们需要判断是否独到文件的末尾。

【案例】字节流读取文件

/**
 * 字节流
 *读文件
 * */
import java.io.*;
class hello{
   public static void main(String[] args) throws IOException {
       String fileName="D:"+File.separator+"hello.txt";
       File f=new File(fileName);
       InputStream in=new FileInputStream(f);
       byte[] b=new byte[1024];
       int count =0;
       int temp=0;
       while((temp=in.read())!=(-1)){
           b[count++]=(byte)temp;
       }
       in.close();
       System.out.println(new String(b));
    }
}

注意：当读到文件末尾的时候会返回-1.正常情况下是不会返回-1的。

FilterInputStream，装饰器

【案例】DataInputStream类, 其父类FilterInputStream，是一个装饰器。

数据输入流允许应用程序以与机器无关方式从底层输入流中读取基本 Java 数据类型。应用程序可以使用数据输出流写入稍后由数据输入流读取的数据。

import java.io.DataInputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
 
public class DataOutputStreamDemo{
   public static void main(String[] args) throws IOException{
       File file = new File("d:" + File.separator +"hello.txt");
       DataInputStream input = new DataInputStream(new FileInputStream(file));
       char[] ch = new char[10];
       int count = 0;
       char temp;
       while((temp = input.readChar()) != 'C'){//读取基本数据的接口
           ch[count++] = temp;
       }
       System.out.println(ch);
    }
}

BufferedInputStream：

BufferedInputStream 为另一个输入流添加一些功能，即缓冲输入以及支持mark 和 reset 方法的能力。在创建 BufferedInputStream 时，会创建一个内部缓冲区数组。在读取或跳过流中的字节时，可根据需要从包含的输入流再次填充该内部缓冲区，一次填充多个字节。mark 操作记录输入流中的某个点，reset 操作使得在从包含的输入流中获取新字节之前，再次读取自最后一次mark 操作后读取的所有字节。

也就是说创建了一块缓存区，防止每次读取就进行写操作了。

LineNumberInputStream：

可以跟踪输入流中的行号，调用getLineNumber（）和setLineNumber（int）

【案例】PushBackInputStream回退流操作

PushbackInputStream 为另一个输入流添加性能，即“推回 (push back)”或“取消读取 (unread)”一个字节的能力。在代码片段可以很方便地读取由特定字节值分隔的不定数量的数据字节时，这很有用；在读取终止字节后，代码片段可以“取消读取”该字节，这样，输入流上的下一个读取操作将会重新读取被推回的字节。例如，表示构成标识符字符的字节可能由表示操作符字符的字节终止；用于读取一个标识符的方法可以读取到遇到操作符为止，然后将该操作符推回以进行重读。

import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.PushbackInputStream;
 
/**
 * 回退流操作
 * */
public class PushBackInputStreamDemo{
    public static void main(String[] args) throwsIOException{
       String str = "hello,rollenholt";
       PushbackInputStream push = null;
       ByteArrayInputStream bat = null;
       bat = new ByteArrayInputStream(str.getBytes());
       push = new PushbackInputStream(bat);
       int temp = 0;
       while((temp = push.read()) != -1){
           if(temp == ','){
                push.unread(temp);
                temp = push.read();
                System.out.print("(回退" +(char) temp + ") ");
           }else{
                System.out.print((char) temp);
           }
       }
    }
}

2. 输出字节流OutputStream

定义和结构说明：

IO 中输出字节流的继承图可见上图，可以看出：

OutputStream 是所有的输出字节流的父类，它是一个抽象类。

ByteArrayOutputStream、FileOutputStream是两种基本的介质流，它们分别向Byte 数组、和本地文件中写入数据。

PipedOutputStream 是向与其它线程共用的管道中写入数据，

ObjectOutputStream 和所有FilterOutputStream的子类都是装饰流。具体例子跟InputStream是对应的。

实例操作演示：

【案例】向文件中写入字符串

/**
 * 字节流
 * 向文件中写入字符串
 * */
import java.io.*;
class hello{
   public static void main(String[] args) throws IOException {
       String fileName="D:"+File.separator+"hello.txt";
       File f=new File(fileName);
       OutputStream out =new FileOutputStream(f);
       String str="Hello World";
       byte[] b=str.getBytes();
       out.write(b);
       out.close();
    }
}

你也可以一个字节一个字节的写入文件：

【案例】逐字节写入文件

/**
 * 字节流
 * 向文件中一个字节一个字节的写入字符串
 * */
import java.io.*;
class hello{
   public static void main(String[] args) throws IOException {
       String fileName="D:"+File.separator+"hello.txt";
       File f=new File(fileName);
       OutputStream out =new FileOutputStream(f);
       String str="Hello World！！";
       byte[] b=str.getBytes();
       for (int i = 0; i < b.length; i++) {
           out.write(b[i]);
       }
       out.close();
    }
}

【案例】向文件中追加新内容

/**
 * 字节流
 * 向文件中追加新内容：
 * */
import java.io.*;
class hello{
   public static void main(String[] args) throws IOException {
       String fileName="D:"+File.separator+"hello.txt";
       File f=new File(fileName);
       OutputStream out =new FileOutputStream(f,true);//true表示追加模式，否则为覆盖
       String str="Rollen";
       //String str="\r\nRollen"; 可以换行
       byte[] b=str.getBytes();
       for (int i = 0; i < b.length; i++) {
           out.write(b[i]);
       }
       out.close();
    }
}

【案例】复制文件

/**
 * 文件的复制
 * */
import java.io.*;
class hello{
   public static void main(String[] args) throws IOException {
       if(args.length!=2){
           System.out.println("命令行参数输入有误，请检查");
           System.exit(1);
       }
       File file1=new File(args[0]);
       File file2=new File(args[1]);
        
       if(!file1.exists()){
           System.out.println("被复制的文件不存在");
           System.exit(1);
       }
       InputStream input=new FileInputStream(file1);
       OutputStream output=new FileOutputStream(file2);
       if((input!=null)&&(output!=null)){
           int temp=0;
           while((temp=input.read())!=(-1)){
                output.write(temp);
           }
       }
       input.close();
       output.close();
    }
}

【案例】使用内存操作流将一个大写字母转化为小写字母

/**
 * 使用内存操作流将一个大写字母转化为小写字母
 * */
import java.io.*;
class hello{
   public static void main(String[] args) throws IOException {
       String str="ROLLENHOLT";
       ByteArrayInputStream input=new ByteArrayInputStream(str.getBytes());
       ByteArrayOutputStream output=new ByteArrayOutputStream();
       int temp=0;
       while((temp=input.read())!=-1){
           char ch=(char)temp;
           output.write(Character.toLowerCase(ch));
       }
       String outStr=output.toString();
       input.close();
       output.close();
       System.out.println(outStr);
    }
}

管道流输入输出

【案例】验证管道流：进程间通信

/**
 * 验证管道流
 * */
import java.io.*;
 
/**
 * 消息发送类
 * */
class Send implements Runnable{
   private PipedOutputStream out=null;
   public Send() {
       out=new PipedOutputStream();
    }
   public PipedOutputStream getOut(){
       return this.out;
    }
   public void run(){
       String message="hello , Rollen";
       try{
           out.write(message.getBytes());
       }catch (Exception e) {
           e.printStackTrace();
       }try{
           out.close();
       }catch (Exception e) {
           e.printStackTrace();
       }
    }
}
 
/**
 * 接受消息类
 * */
class Recive implements Runnable{
   private PipedInputStream input=null;
   public Recive(){
       this.input=new PipedInputStream();
    }
   public PipedInputStream getInput(){
       return this.input;
    }
   public void run(){
       byte[] b=new byte[1000];
       int len=0;
       try{
           len=this.input.read(b);
       }catch (Exception e) {
           e.printStackTrace();
       }try{
           input.close();
       }catch (Exception e) {
           e.printStackTrace();
       }
       System.out.println("接受的内容为 "+(new String(b,0,len)));
    }
}
/**
 * 测试类
 * */
class hello{
   public static void main(String[] args) throws IOException {
       Send send=new Send();
       Recive recive=new Recive();
        try{
//管道连接
           send.getOut().connect(recive.getInput());
       }catch (Exception e) {
           e.printStackTrace();
       }
       new Thread(send).start();
       new Thread(recive).start();
    }
}

FilterOutPutStream类装饰器

【案例】DataOutputStream类示例，可以写入基本数据

import java.io.DataOutputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
public class DataOutputStreamDemo{
   public static void main(String[] args) throws IOException{
       File file = new File("d:" + File.separator +"hello.txt");
       char[] ch = { 'A', 'B', 'C' };
       DataOutputStream out = null;
       out = new DataOutputStream(new FileOutputStream(file));
       for(char temp : ch){
           out.writeChar(temp);
       }
       out.close();
    }
}

【案例】ZipOutputStream类

先看一下ZipOutputStream类的继承关系

java.lang.Object

java.io.OutputStream

java.io.FilterOutputStream

java.util.zip.DeflaterOutputStream

java.util.zip.ZipOutputStream

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.util.zip.ZipEntry;
import java.util.zip.ZipOutputStream;
 
public class ZipOutputStreamDemo1{
   public static void main(String[] args) throws IOException{
       File file = new File("d:" + File.separator +"hello.txt");
       File zipFile = new File("d:" + File.separator +"hello.zip");
       InputStream input = new FileInputStream(file);
       ZipOutputStream zipOut = new ZipOutputStream(new FileOutputStream(
                zipFile));
       zipOut.putNextEntry(new ZipEntry(file.getName()));
       // 设置注释
       zipOut.setComment("hello");
       int temp = 0;
       while((temp = input.read()) != -1){
           zipOut.write(temp);
       }
       input.close();
       zipOut.close();
    }
}

【案例】ZipOutputStream类压缩多个文件

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.util.zip.ZipEntry;
import java.util.zip.ZipOutputStream;
 
/**
 * 一次性压缩多个文件
 * */
public class ZipOutputStreamDemo2{
   public static void main(String[] args) throws IOException{
       // 要被压缩的文件夹
       File file = new File("d:" + File.separator +"temp");
       File zipFile = new File("d:" + File.separator + "zipFile.zip");
       InputStream input = null;
       ZipOutputStream zipOut = new ZipOutputStream(new FileOutputStream(
                zipFile));
       zipOut.setComment("hello");
       if(file.isDirectory()){
           File[] files = file.listFiles();
           for(int i = 0; i < files.length; ++i){
                input = newFileInputStream(files[i]);
                zipOut.putNextEntry(newZipEntry(file.getName()
                        + File.separator +files[i].getName()));
               int temp = 0;
                while((temp = input.read()) !=-1){
                    zipOut.write(temp);
                }
                input.close();
           }
       }
       zipOut.close();
    }
}

【案例】ZipFile类展示

import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.util.zip.ZipFile;
 
/**
 *ZipFile演示
 * */
public class ZipFileDemo{
   public static void main(String[] args) throws IOException{
       File file = new File("d:" + File.separator +"hello.zip");
       ZipFile zipFile = new ZipFile(file);
       System.out.println("压缩文件的名称为：" + zipFile.getName());
    }
}

【案例】解压缩文件（压缩文件中只有一个文件的情况）

import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.util.zip.ZipEntry;
import java.util.zip.ZipFile;
 
/**
 * 解压缩文件（压缩文件中只有一个文件的情况）
 * */
public class ZipFileDemo2{
   public static void main(String[] args) throws IOException{
       File file = new File("d:" + File.separator +"hello.zip");
       File outFile = new File("d:" + File.separator +"unZipFile.txt");
       ZipFile zipFile = new ZipFile(file);
       ZipEntry entry =zipFile.getEntry("hello.txt");
       InputStream input = zipFile.getInputStream(entry);
       OutputStream output = new FileOutputStream(outFile);
       int temp = 0;
       while((temp = input.read()) != -1){
           output.write(temp);
       }
       input.close();
       output.close();
    }
}

【案例】ZipInputStream类解压缩一个压缩文件中包含多个文件的情况

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.util.zip.ZipEntry;
import java.util.zip.ZipFile;
import java.util.zip.ZipInputStream;
 
/**
 * 解压缩一个压缩文件中包含多个文件的情况
 * */
public class ZipFileDemo3{
   public static void main(String[] args) throws IOException{
        File file = new File("d:" +File.separator + "zipFile.zip");
       File outFile = null;
       ZipFile zipFile = new ZipFile(file);
       ZipInputStream zipInput = new ZipInputStream(new FileInputStream(file));
       ZipEntry entry = null;
        InputStream input = null;
       OutputStream output = null;
       while((entry = zipInput.getNextEntry()) != null){
           System.out.println("解压缩" + entry.getName() + "文件");
           outFile = new File("d:" + File.separator + entry.getName());
           if(!outFile.getParentFile().exists()){
               outFile.getParentFile().mkdir();
           }
           if(!outFile.exists()){
                outFile.createNewFile();
           }
           input = zipFile.getInputStream(entry);
           output = new FileOutputStream(outFile);
           int temp = 0;
           while((temp = input.read()) != -1){
                output.write(temp);
           }
           input.close();
           output.close();
       }
    }
}

几个特殊的输入流类分析

LineNumberInputStream

主要完成从流中读取数据时，会得到相应的行号，至于什么时候分行、在哪里分行是由改类主动确定的，并不是在原始中有这样一个行号。在输出部分没有对应的部分，我们完全可以自己建立一个LineNumberOutputStream，在最初写入时会有一个基准的行号，以后每次遇到换行时会在下一行添加一个行号，看起来也是可以的。好像更不入流了。

PushbackInputStream

其功能是查看最后一个字节，不满意就放入缓冲区。主要用在编译器的语法、词法分析部分。输出部分的BufferedOutputStream 几乎实现相近的功能。

StringBufferInputStream

已经被Deprecated，本身就不应该出现在InputStream部分，主要因为String 应该属于字符流的范围。已经被废弃了，当然输出部分也没有必要需要它了！还允许它存在只是为了保持版本的向下兼容而已。

SequenceInputStream

可以认为是一个工具类，将两个或者多个输入流当成一个输入流依次读取。完全可以从IO 包中去除，还完全不影响IO 包的结构，却让其更“纯洁”――纯洁的Decorator 模式。

【案例】将两个文本文件合并为另外一个文本文件

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.io.SequenceInputStream;
 
/**
 * 将两个文本文件合并为另外一个文本文件
 * */
public class SequenceInputStreamDemo{
    public static voidmain(String[] args) throws IOException{
        File file1 = newFile("d:" + File.separator + "hello1.txt");
        File file2 = newFile("d:" + File.separator + "hello2.txt");
        File file3 = newFile("d:" + File.separator + "hello.txt");
        InputStream input1 =new FileInputStream(file1);
        InputStream input2 =new FileInputStream(file2);
        OutputStream output =new FileOutputStream(file3);
        // 合并流
        SequenceInputStreamsis = new SequenceInputStream(input1, input2);
        int temp = 0;
        while((temp =sis.read()) != -1){
           output.write(temp);
        }
        input1.close();
        input2.close();
        output.close();
        sis.close();
    }
}

PrintStream

也可以认为是一个辅助工具。主要可以向其他输出流，或者FileInputStream 写入数据，本身内部实现还是带缓冲的。本质上是对其它流的综合运用的一个工具而已。一样可以踢出IO 包！System.err和System.out 就是PrintStream 的实例！

【案例】使用PrintStream进行输出

/**
 * 使用PrintStream进行输出
 * */
import java.io.*;
 
class hello {
   public static void main(String[] args) throws IOException {
       PrintStream print = new PrintStream(new FileOutputStream(newFile("d:"
                + File.separator +"hello.txt")));
       print.println(true);
       print.println("Rollen");
       print.close();
    }
}

【案例】使用PrintStream进行格式化输出

/**
 * 使用PrintStream进行输出
 * 并进行格式化
 * */
import java.io.*;
class hello {
   public static void main(String[] args) throws IOException {
       PrintStream print = new PrintStream(new FileOutputStream(newFile("d:"
                + File.separator +"hello.txt")));
       String name="Rollen";
       int age=20;
       print.printf("姓名：%s. 年龄：%d.",name,age);
       print.close();
    }
}

【案例】使用OutputStream向屏幕上输出内容

/**
 * 使用OutputStream向屏幕上输出内容
 * */
import java.io.*;
class hello {
   public static void main(String[] args) throws IOException {
       OutputStream out=System.out;
       try{
           out.write("hello".getBytes());
       }catch (Exception e) {
           e.printStackTrace();
       }
       try{
           out.close();
       }catch (Exception e) {
           e.printStackTrace();
       }
    }
}

【案例】输入输出重定向

import java.io.File;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.PrintStream;
 
/**
 * 为System.out.println()重定向输出
 * */
public class systemDemo{
   public static void main(String[] args){
       // 此刻直接输出到屏幕
       System.out.println("hello");
       File file = new File("d:" + File.separator +"hello.txt");
       try{
           System.setOut(new PrintStream(new FileOutputStream(file)));
       }catch(FileNotFoundException e){
           e.printStackTrace();
       }
       System.out.println("这些内容在文件中才能看到哦！");
    }
}

【案例】使用System.err重定向

import java.io.File;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.PrintStream;
 
/**
 *System.err重定向这个例子也提示我们可以使用这种方法保存错误信息
 * */
public class systemErr{
   public static void main(String[] args){
       File file = new File("d:" + File.separator +"hello.txt");
       System.err.println("这些在控制台输出");
       try{
           System.setErr(new PrintStream(new FileOutputStream(file)));
       }catch(FileNotFoundException e){
           e.printStackTrace();
       }
       System.err.println("这些在文件中才能看到哦！");
    }
}

【案例】System.in重定向

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
/**
 *System.in重定向
 * */
public class systemIn{
   public static void main(String[] args){
       File file = new File("d:" + File.separator +"hello.txt");
       if(!file.exists()){
           return;
       }else{
           try{
                System.setIn(newFileInputStream(file));
           }catch(FileNotFoundException e){
                e.printStackTrace();
           }
           byte[] bytes = new byte[1024];
           int len = 0;
           try{
                len = System.in.read(bytes);
           }catch(IOException e){
                e.printStackTrace();
           }
           System.out.println("读入的内容为：" + new String(bytes, 0, len));
       }
    }
}

3.字符输入流Reader

定义和说明：

在上面的继承关系图中可以看出：

Reader 是所有的输入字符流的父类，它是一个抽象类。

CharReader、StringReader是两种基本的介质流，它们分别将Char 数组、String中读取数据。

PipedReader 是从与其它线程共用的管道中读取数据。

BufferedReader 很明显就是一个装饰器，它和其子类负责装饰其它Reader 对象。

FilterReader 是所有自定义具体装饰流的父类，其子类PushbackReader 对Reader 对象进行装饰，会增加一个行号。

InputStreamReader 是一个连接字节流和字符流的桥梁，它将字节流转变为字符流。FileReader可以说是一个达到此功能、常用的工具类，在其源代码中明显使用了将FileInputStream 转变为Reader 的方法。我们可以从这个类中得到一定的技巧。Reader 中各个类的用途和使用方法基本和InputStream 中的类使用一致。后面会有Reader 与InputStream 的对应关系。

实例操作演示：

FileReader的父类是InputStreamReader

【案例】从文件中读取内容

/**
 * 字符流
 * 从文件中读出内容
 * */
import java.io.*;
class hello{
   public static void main(String[] args) throws IOException {
       String fileName="D:"+File.separator+"hello.txt";
       File f=new File(fileName);
       char[] ch=new char[100];
       Reader read=new FileReader(f);
       int count=read.read(ch);
       read.close();
       System.out.println("读入的长度为："+count);
       System.out.println("内容为"+new String(ch,0,count));
    }
}

注意：当然最好采用循环读取的方式，因为我们有时候不知道文件到底有多大。

【案例】以循环方式从文件中读取内容

/**
 * 字符流
 * 从文件中读出内容
 * */
import java.io.*;
class hello{
   public static void main(String[] args) throws IOException {
       String fileName="D:"+File.separator+"hello.txt";
       File f=new File(fileName);
       char[] ch=new char[100];
       Reader read=new FileReader(f);
       int temp=0;
       int count=0;
       while((temp=read.read())!=(-1)){
           ch[count++]=(char)temp;
       }
       read.close();
       System.out.println("内容为"+new String(ch,0,count));
    }
}

BufferedReader其实是一个装饰类，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。（有缓存区，所以高效）

【案例】BufferedReader的小例子

注意：BufferedReader只能接受字符流的缓冲区，因为每一个中文需要占据两个字节，所以需要将System.in这个字节输入流变为字符输入流，采用：

BufferedReader buf = new BufferedReader(newInputStreamReader(System.in));

下面是一个实例：

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
 
/**
 * 使用缓冲区从键盘上读入内容
 * */
public class BufferedReaderDemo{
   public static void main(String[] args){
       BufferedReader buf = new BufferedReader(
                newInputStreamReader(System.in));
       String str = null;
       System.out.println("请输入内容");
       try{
           str = buf.readLine();
       }catch(IOException e){
           e.printStackTrace();
       }
       System.out.println("你输入的内容是：" + str);
    }
}

【案例】Scanner类实例

import java.util.Scanner;
/**
 *Scanner的小例子，从键盘读数据
 * */
public class ScannerDemo{
    publicstatic void main(String[] args){
       Scanner sca = new Scanner(System.in);
       // 读一个整数
       int temp = sca.nextInt();
       System.out.println(temp);
       //读取浮点数
       float flo=sca.nextFloat();
       System.out.println(flo);
        //读取字符
       //...等等的，都是一些太基础的，就不师范了。
    }
}

【案例】Scanner类从文件中读出内容

import java.io.File;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.util.Scanner;
 
/**
 *Scanner的小例子，从文件中读内容
 * */
public class ScannerDemo{
   public static void main(String[] args){
 
       File file = new File("d:" + File.separator +"hello.txt");
       Scanner sca = null;
       try{
           sca = new Scanner(file);
       }catch(FileNotFoundException e){
           e.printStackTrace();
       }
       String str = sca.next();
       System.out.println("从文件中读取的内容是：" + str);
    }
}

4.字符输出流Writer

定义和说明：

在上面的关系图中可以看出：

Writer 是所有的输出字符流的父类，它是一个抽象类。

CharArrayWriter、StringWriter 是两种基本的介质流，它们分别向Char 数组、String 中写入数据。

PipedWriter 是向与其它线程共用的管道中写入数据，

BufferedWriter 是一个装饰器为Writer 提供缓冲功能。

PrintWriter 和PrintStream 极其类似，功能和使用也非常相似。

OutputStreamWriter 是OutputStream 到Writer 转换的桥梁，它的子类FileWriter 其实就是一个实现此功能的具体类（具体可以研究一SourceCode）。功能和使用和OutputStream 极其类似，后面会有它们的对应图。

实例操作演示：

【案例】向文件中写入数据

/**
 * 字符流
 * 写入数据
 * */
import java.io.*;
class hello{
   public static void main(String[] args) throws IOException {
       String fileName="D:"+File.separator+"hello.txt";
       File f=new File(fileName);
       Writer out =new FileWriter(f);
       String str="hello";
       out.write(str);
       out.close();
    }
}

注意：这个例子上之前的例子没什么区别，只是你可以直接输入字符串，而不需要你将字符串转化为字节数组。当你如果想问文件中追加内容的时候，可以使用将上面的声明out的哪一行换为：

Writer out =new FileWriter(f,true);

这样，当你运行程序的时候，会发现文件内容变为：hellohello如果想在文件中换行的话，需要使用“\r\n”比如将str变为String str="\r\nhello";这样文件追加的str的内容就会换行了。

5.字符流与字节流转换

转换流的特点：

（1）其是字符流和字节流之间的桥梁

（2）可对读取到的字节数据经过指定编码转换成字符

（3）可对读取到的字符数据经过指定编码转换成字节

何时使用转换流？

当字节和字符之间有转换动作时；

流操作的数据需要编码或解码时。

具体的对象体现：

InputStreamReader:字节到字符的桥梁

OutputStreamWriter:字符到字节的桥梁

这两个流对象是字符体系中的成员，它们有转换作用，本身又是字符流，所以在构造的时候需要传入字节流对象进来。

字节流和字符流转换实例：

【案例】将字节输出流转化为字符输出流

/**
 * 将字节输出流转化为字符输出流
 * */
import java.io.*;
class hello{
   public static void main(String[] args) throws IOException {
       String fileName= "d:"+File.separator+"hello.txt";
       File file=new File(fileName);
       Writer out=new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(file));
       out.write("hello");
       out.close();
    }
}

【案例】将字节输入流转换为字符输入流

/**
 * 将字节输入流变为字符输入流
 * */
import java.io.*;
class hello{
   public static void main(String[] args) throws IOException {
       String fileName= "d:"+File.separator+"hello.txt";
       File file=new File(fileName);
       Reader read=new InputStreamReader(new FileInputStream(file));
       char[] b=new char[100];
       int len=read.read(b);
       System.out.println(new String(b,0,len));
       read.close();
    }
}

6.File类

File类是对文件系统中文件以及文件夹进行封装的对象，可以通过对象的思想来操作文件和文件夹。 File类保存文件或目录的各种元数据信息，包括文件名、文件长度、最后修改时间、是否可读、获取当前文件的路径名，判断指定文件是否存在、获得当前目录中的文件列表，创建、删除文件和目录等方法。

【案例】创建一个文件

import java.io.*;
class hello{
   public static void main(String[] args) {
       File f=new File("D:\\hello.txt");
       try{
           f.createNewFile();
       }catch (Exception e) {
           e.printStackTrace();
       }
    }
}

【案例2】File类的两个常量

import java.io.*;
class hello{
   public static void main(String[] args) {
       System.out.println(File.separator);
       System.out.println(File.pathSeparator);
    }
}

此处多说几句：有些同学可能认为，我直接在windows下使用\进行分割不行吗？当然是可以的。但是在linux下就不是\了。所以，要想使得我们的代码跨平台，更加健壮，所以，大家都采用这两个常量吧，其实也多写不了几行。

【案例3】File类中的常量改写案例1的代码：

import java.io.*;
class hello{
   public static void main(String[] args) {
       String fileName="D:"+File.separator+"hello.txt";
       File f=new File(fileName);
       try{
           f.createNewFile();
       }catch (Exception e) {
           e.printStackTrace();
       }
    }
}

【案例4】删除一个文件（或者文件夹）

import java.io.*;
class hello{
   public static void main(String[] args) {
       String fileName="D:"+File.separator+"hello.txt";
       File f=new File(fileName);
       if(f.exists()){
           f.delete();
       }else{
           System.out.println("文件不存在");
       }
        
    }
}

【案例5】创建一个文件夹

/**
 * 创建一个文件夹
 * */
import java.io.*;
class hello{
   public static void main(String[] args) {
       String fileName="D:"+File.separator+"hello";
       File f=new File(fileName);
       f.mkdir();
    }
}

【案例6】列出目录下的所有文件

/**
 * 使用list列出指定目录的全部文件
 * */
import java.io.*;
class hello{
   public static void main(String[] args) {
       String fileName="D:"+File.separator;
       File f=new File(fileName);
       String[] str=f.list();
       for (int i = 0; i < str.length; i++) {
           System.out.println(str[i]);
       }
    }
}

注意使用list返回的是String数组，。而且列出的不是完整路径，如果想列出完整路径的话，需要使用listFiles.它返回的是File的数组。

【案例7】列出指定目录的全部文件（包括隐藏文件）：

/**
 * 使用listFiles列出指定目录的全部文件
 * listFiles输出的是完整路径
 * */
import java.io.*;
class hello{
   public static void main(String[] args) {
       String fileName="D:"+File.separator;
       File f=new File(fileName);
       File[] str=f.listFiles();
       for (int i = 0; i < str.length; i++) {
           System.out.println(str[i]);
       }
    }
}

【案例8】判断一个指定的路径是否为目录

/**
 * 使用isDirectory判断一个指定的路径是否为目录
 * */
import java.io.*;
class hello{
   public static void main(String[] args) {
       String fileName="D:"+File.separator;
       File f=new File(fileName);
       if(f.isDirectory()){
           System.out.println("YES");
       }else{
           System.out.println("NO");
       }
    }
}

RandomAccessFile类

该对象并不是流体系中的一员，其封装了字节流，同时还封装了一个缓冲区（字符数组），通过内部的指针来操作字符数组中的数据。该对象特点：

该对象只能操作文件，所以构造函数接收两种类型的参数：a.字符串文件路径；b.File对象。

该对象既可以对文件进行读操作，也能进行写操作，在进行对象实例化时可指定操作模式(r,rw)

注意：该对象在实例化时，如果要操作的文件不存在，会自动创建；如果文件存在，写数据未指定位置，会从头开始写，即覆盖原有的内容。可以用于多线程下载或多个线程同时写数据到文件。

【案例】使用RandomAccessFile写入文件

//使用RandomAccessFile写入文件
import java.io.*;
class hello{
    public static void main(String[]args) throws IOException {
        StringfileName="D:"+File.separator+"hello.txt";
        File f=new File(fileName);
        RandomAccessFile demo=newRandomAccessFile(f,"rw");
       demo.writeBytes("asdsad");
        demo.writeInt(12);
        demo.writeBoolean(true);
        demo.writeChar('A');
        demo.writeFloat(1.21f);
        demo.writeDouble(12.123);
        demo.close();  
    }
}

Java IO流的高级概念

编码问题：

【案例】取得本地的默认编码

/**
 * 取得本地的默认编码
 * */
publicclass CharSetDemo{
    public static void main(String[] args){
        System.out.println("系统默认编码为："+ System.getProperty("file.encoding"));
    }
}

【案例】乱码的产生

import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
 
/**
 * 乱码的产生
 * */
public class CharSetDemo2{
    public static void main(String[] args) throws IOException{
        File file = new File("d:" + File.separator + "hello.txt");
        OutputStream out = new FileOutputStream(file);
        byte[] bytes = "你好".getBytes("ISO8859-1");
        out.write(bytes);
        out.close();
    }//输出结果为乱码，系统默认编码为GBK，而此处编码为ISO8859-1
}

对象的序列化

对象序列化就是把一个对象变为二进制数据流的一种方法。

一个类要想被序列化，就行必须实现java.io.Serializable接口。虽然这个接口中没有任何方法，就如同之前的cloneable接口一样。实现了这个接口之后，就表示这个类具有被序列化的能力。先让我们实现一个具有序列化能力的类吧：

【案例】实现具有序列化能力的类


import java.io.*;
/**
 * 实现具有序列化能力的类
 * */
public class SerializableDemo implements Serializable{
    public SerializableDemo(){
        
    }
    publicSerializableDemo(String name, int age){
        this.name=name;
        this.age=age;
    }
    @Override
    public String toString(){
        return "姓名："+name+"  年龄："+age;
    }
    private String name;
    private int age;
}

【案例】序列化一个对象 – ObjectOutputStream

import java.io.Serializable;
import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectOutputStream;
/**
 * 实现具有序列化能力的类
 * */
public class Person implements Serializable{
    public Person(){
     }
    public Person(String name,int age){
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    @Override
    public String toString(){
        return "姓名：" +name + "  年龄：" +age;
    }
    private String name;
    private int age;
}
/**
 * 示范ObjectOutputStream
 * */
public class ObjectOutputStreamDemo{
    public static voidmain(String[] args) throws IOException{
        File file = newFile("d:" + File.separator + "hello.txt");
        ObjectOutputStream oos= new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(
                file));
        oos.writeObject(newPerson("rollen", 20));
        oos.close();
    }
}

【案例】反序列化—ObjectInputStream

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.ObjectInputStream;
 
/**
 * ObjectInputStream示范
 * */
public class ObjectInputStreamDemo{
    public static voidmain(String[] args) throws Exception{
        File file = new File("d:" +File.separator + "hello.txt");
        ObjectInputStreaminput = new ObjectInputStream(new FileInputStream(
                file));
        Object obj =input.readObject();
        input.close();
        System.out.println(obj);
    }
}

注意：被Serializable接口声明的类的对象的属性都将被序列化，但是如果想自定义序列化的内容的时候，就需要实现Externalizable接口。

当一个类要使用Externalizable这个接口的时候，这个类中必须要有一个无参的构造函数，如果没有的话，在构造的时候会产生异常，这是因为在反序列话的时候会默认调用无参的构造函数。

现在我们来演示一下序列化和反序列话：

【案例】使用Externalizable来定制序列化和反序列化操作

package IO;
 
import java.io.Externalizable;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInput;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutput;
import java.io.ObjectOutputStream;
 
/**
 * 序列化和反序列化的操作
 * */
public class ExternalizableDemo{
    public static voidmain(String[] args) throws Exception{
        ser(); // 序列化
        dser(); // 反序列话
    }
 
    public static void ser()throws Exception{
        File file = newFile("d:" + File.separator + "hello.txt");
        ObjectOutputStream out= new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(
                file));
        out.writeObject(newPerson("rollen", 20));
        out.close();
    }
 
    public static void dser()throws Exception{
        File file = newFile("d:" + File.separator + "hello.txt");
        ObjectInputStreaminput = new ObjectInputStream(new FileInputStream(
                file));
        Object obj =input.readObject();
        input.close();
       System.out.println(obj);
    }
}
 
class Person implements Externalizable{
    public Person(){
 
    }
 
    public Person(String name,int age){
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
 
    @Override
    public String toString(){
        return "姓名：" +name + "  年龄：" +age;
    }
 
    // 复写这个方法，根据需要可以保存的属性或者具体内容，在序列化的时候使用
    @Override
    public voidwriteExternal(ObjectOutput out) throws IOException{
       out.writeObject(this.name);
        out.writeInt(age);
    }
 
    // 复写这个方法，根据需要读取内容 反序列话的时候需要
    @Override
    public voidreadExternal(ObjectInput in) throws IOException,
           ClassNotFoundException{
        this.name = (String)in.readObject();
        this.age =in.readInt();
    }
 
    private String name;
    private int age;
}

注意：Serializable接口实现的操作其实是吧一个对象中的全部属性进行序列化，当然也可以使用我们上使用是Externalizable接口以实现部分属性的序列化，但是这样的操作比较麻烦，

当我们使用Serializable接口实现序列化操作的时候，如果一个对象的某一个属性不想被序列化保存下来，那么我们可以使用transient关键字进行说明：

【案例】使用transient关键字定制序列化和反序列化操作

package IO;
 
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.io.Serializable;
 
/**
 * 序列化和反序列化的操作
 * */
public class serDemo{
    public static voidmain(String[] args) throws Exception{
        ser(); // 序列化
        dser(); // 反序列话
    }
 
    public static void ser()throws Exception{
        File file = newFile("d:" + File.separator + "hello.txt");
        ObjectOutputStream out= new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(
                file));
        out.writeObject(newPerson1("rollen", 20));
        out.close();
    }
 
    public static void dser()throws Exception{
        File file = newFile("d:" + File.separator + "hello.txt");
        ObjectInputStreaminput = new ObjectInputStream(new FileInputStream(
                file));
        Object obj =input.readObject();
        input.close();
       System.out.println(obj);
    }
}
 
class Person1 implements Serializable{
    public Person1(){
 
    }
 
    public Person1(Stringname, int age){
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
 
    @Override
    public String toString(){
        return "姓名：" +name + "  年龄：" +age;
    }
 
    // 注意这里
    private transient Stringname;
    private int age;
}

【运行结果】：

姓名：null 年龄：20

【案例】序列化一组对象

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.io.Serializable;
 
/**
 * 序列化一组对象
 * */
public class SerDemo1{
    public static voidmain(String[] args) throws Exception{
        Student[] stu = { newStudent("hello", 20), new Student("world", 30),
                newStudent("rollen", 40) };
        ser(stu);
        Object[] obj = dser();
        for(int i = 0; i <obj.length; name="" pre="" }<="" }="" name;="" private="" age;="" 年龄："="" "="" "姓名：="" tostring(){="" string="" @override="" this.age="age;" this.name="name;" age){="" int="" student(stringname,="" student(){="" serializable{="" implements="" obj;="" return="" input.close();="" input.readobject();="" obj="(Object[])" object[]="" fileinputstream(="" objectinputstream(new="" objectinputstreaminput="new" object[]dser()="" 反序列化="" out.close();="" out.writeobject(obj);="" file));="" fileoutputstream(="" objectoutputstream(new="" out="new" objectoutputstream="" "hello.txt");="" file.separator="" +="" file="" exception{="" throws="" obj)="" voidser(object[]="" static="" public="" 序列化="" system.out.println(s);="" obj[i];="" s="(Student)" student="" ++i){="">

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定义和结构说明：

实例操作演示：

管道流输入输出

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LineNumberInputStream

PushbackInputStream

SequenceInputStream

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3.字符输入流Reader

定义和说明：

实例操作演示：

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定义和说明：

实例操作演示：

5.字符流与字节流转换

转换流的特点：

何时使用转换流？

具体的对象体现：

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6.File类

RandomAccessFile类

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