【Java学习笔记十】输入输出流

在Java.io包中提供了一系列用于处理输入/输出的流类。从功能上分为两类：输入流和输出流。从六结构上可分为：字节流（以字节为处理单位）和字符流（以字符为处理单位）。

字符是由字节组成。在Java中所有字符用Unicode编码，占两个字节。

如果将“中”以字节输出，则对方收到的内容为两个字节, 但是可能是乱码。
如果将“中”以字符输出，则对方收到的内容为“中”，也占两个字节。

字节流的输入流和输出流的基础类是InputStream和OutputStream这两个抽象类，具体的输入/输出操作则由这两个类的子类完成。

字符流的输入流和输出流的基础类是Reader和Writer这两个抽象类。

Java中还提供了一个特殊类RandomAccessFile，它允许对文件进行随机访问，使用该类的对象可以实现同时对文件进行输入（读文件）或输出（写文件）操作。

InputStream类中的常用方法
  • int available()获得从输入流中所能读取的字节的个数
  • void close()关闭输入流
  • int read()读取输入流中的下一个字节，返回该字节的ASCII值，范围在0～255之间；若流结束，则返回-1
  • int read(byte []a)从输入流中读取字节，并存储到字节数组a中。返回值为实际读取的字节数；若流结束，返回-1
  • int read(byte []a, int off, int length)从输入流中读取长度为length个字节的数据，并存储于数组a索引off位置开始处，并返回读取的字节数，若流结束，则返回-1
  • long skip(long a)从当前位置开始，跳过a个字节的数据
OutputStream类中的常用方法
  • int flush()刷空输出流，并输出所有被缓存的字节
  • void write(int a)将指定的字节a写入输出流。如果a的值大于255，则只输出它的低位字节所表示的值
  • void write(byte []a)把字节数组a中的字节数据全部写入输出流
  • void write(byte []a, int off, int length)把字节数组a中从索引off开始的length个字节写入输出流
  • void close() 关闭输出流
常用的文件处理
文件的顺序读写

一般操作步骤：

  1. 引入java.io包import java.io.*;
  2. 根据不同的数据源和输入输出任务，建立字节流和字符流对象
  3. 若需要对字节或字符流信息组织加工，在已建立字节流或字符流对象上哦固件数据流对象。
  4. 用输入/输出流对象的相应成员方法景行读写操作
  5. 关闭流对象

文件读写字节流类指的是FileInputStream类和FileOutputStream类，它们都重写或实现了其父类InputStream和OutputStream类的一些方法，以实现顺序访问本地文件。它们都是以字节为单位顺序读写一个已存在的文件。

FileInputStream类构造方法有

  • FileInputStream(String filename)用文件名filename创建输入流对象
FileInputStream fis = new FileInputStream("d:\\intest.dat");
  • FileInputStream(File file)用文件对象创建输入流对象，如：
  File file = new File("d:\\intest.dat");FileInputStream fis = new FileInputStream(file);

若输入流对象创建失败（如对应的文件不存在时），将会引发异常FileNotFoundException，在程序中需要对其捕获和处理。
从文件中读取信息。一般用read()成员方法进行读取信息操作。

创建文件输出字节流FileOutputStream对象。可以用文件名、文件对象建立文件输出字节流对象。创建输出字节流对象时，若指定的文件不存在，则会自动建立一个新文件，如果指定的文件已存在，则该文件的内容将被保留或删除。

FileOutputStream类的构造方法有：

  • FileOutputStream(String filename) 用文件名filename创建输出流对象
  • FileOutputStream(File file)用文件对象创建输出流对象

向文件中写入数据。一般用write()成员方法向文件中写入数据
无论是读文件还是写文件，操作完毕后，应该关闭输入流和输出流，以释放资源。关闭的方式有两种：显示关闭和隐式关闭。隐式关闭是利用Java系统的自动垃圾回收功能自动完成，但完成的时机不能确定。显示关闭使用close()方法，建议用显示方式主动关闭流。

例如：

//写文件
package fileio; 
import java.io.FileOutputStream; 
public class FileOutputTest1 
{ public static void main(String[] args) throws Exception { FileOutputStream fos = new FileOutputStream("c:\\info.txt"); //注意是双反斜杠String msg = "hello";fos.write(msg.getBytes()); //使用字符串的getBytes方法得到字节数组fos.close(); } 
} 

//读文件
package fileio; 
import java.io.File; 
import java.io.FileInputStream; 
public class FileInputTest1 
{ public static void main(String[] args) throws Exception { File file = new File("c:\\info.txt"); FileInputStream fis = new FileInputStream(file); byte[] data = new byte[(int)file.length()];fis.read(data); fis.close(); String msg = new String(new String(data)); System.out.println(msg); } 
}

例如：实现一个文件复制功能的程序：

import java.io.*;
public class CopyFile 
{public static void main(String[] args) {int dt;FileInputStream fis;FileOutputStream fos;try{ fis = new FileInputStream(args[0]);}catch(FileNotFoundException e){System.out.println("源文件未找到");return;}try{ fos = new FileOutputStream(args[1]);}catch(FileNotFoundException e){System.out.println("目标文件打开失败");return;}try{while((dt=fis.read())!=-1)//进行复制{fos.write(dt);}}catch(IOException e){System.out.println("文件读写出错");}finally{fis.close();fos.close();}}
}

文件字节流FileInputStream和FileOutputStream类只能提供纯字节或字节数组的输入/输出操作，如果要进行基于Java基本数据类型（如整数或浮点数等）的输入/输出，则要用到过滤流FilterInputStream类和FilterOutputStream类的各种子类。

过滤流对象必须与一个输入类或输出类联系起来，而不能直接使用文件名或文件对象来建立。

使用数据文件流DataInputStream类和DataOutputStream类读写文件

首先使用前面的方法建立文件字节流对象；然后基于文件字节流对象建立数据文件流对象；再用此对象的方法对文件进行基于基本数据类型数据的读写操作。

DataInputStream类的构造方法为

  • DataInputStream(InputStream in)通过输入流对象in创建输入数据文件流对象。
    DataOutputStream类的构造方法为
  • DataOutputStream(OutputStream out)创建输出数据文件流对象，并写数据到OutputStream对象out。

数据文件流对象不仅能读写数据流，还能读写各种Java语言的基本数据类型数据，如int、float、double等。

在这里插入图片描述
求100以内的所有素数，并把结果写入D盘的data.dat文件中，最后再以每行10个数的方式显示出data.dat文件的内容。

import java.io.*;
public class PrimeList 
{public static void main(String[] args) {int count = 0;  //用于统计素数数目try{       OutputStream fos= new FileOutputStream("d:\\data.dat");DataOutputStream dos = new DataOutputStream(fos);		for(int i=2; i<=100; i++){if(isPrime(i)){dos.writeInt(i); count++;}}fos.close();}catch(IOException e){System.out.println(e.toString());}try{InputStream fis = new FileInputStream("d:\\data.dat");DataInputStream dis = new DataInputStream(fis);for(int i=0; i<count; i++){if(i%10==0)System.out.println();//每行只显示10个数System.out.printf("%5d", dis.readInt());}fis.close();}catch(IOException e){System.out.println(e.toString());}}
使用BufferedInputStream和BufferedOutputStream类读写文件

这两个类称之为字节缓冲流。如果文件的读写数据量较多时，使用字节缓冲流类对象可以提高文件读写操作的效率。字节缓冲流对象会建立一个内部缓冲区，输入/输出数据首先会读写到缓冲区进行操作，当缓冲区满或关闭字节缓冲流时一次性输出到对应流，也可使用flush()方法主动将缓冲区数据输出到对应流，这样可以极大地减少磁盘读写次数，提高了文件操作效率。

BufferedInputStream类的构造方法

  • BufferedInputStream(InputStream in)创建缓冲输入流对象，保存in流对象，并创建一个内部缓冲区来保存输入数据。
  • BufferedInputStream(InputStream in, int size)创建缓冲输入流对象，保存in流对象，并创建一个指定大小为size个字节的内部缓冲区来保存输入数据。

BufferedOutputStream类的构造方法

  • BufferedOutputStream(OutputStream out)创建输出缓冲流对象，并创建一个默认大小为512个字节的内部缓冲区，写数据到参数所指定的输出流out对象。
  • BufferedOutputStream(OutputStream out, int size)创建输出缓冲流对象，并创建一个指定大小为size个字节的内部缓冲区，写数据到参数所指定的输出流out对象。

flush()方法用于在程序结束之前主动将缓冲区里的数据输出到对应的输入/输出流。可以通过输入/输出缓冲流对象进行显示调用。

BufferedInputStream类提供了与FileInputStream类同样的读文件操作方法，BufferedOutputStream类提供了与FileOutputStream类同样的写文件操作方法，唯一的区别是所有读写操作的数据首先进入到缓冲区，在必要时（缓冲区满、关闭流或调用flush()方法）才输出到对应的流中。

使用PrintStream类写文件

PrintStream类提供了把Java的任何类型数据转换为字符串类型数据输出的功能。输出时，经常使用的方法有print()、println()和printf()。

创建PrintStream类的对象时，需要在OutputStream类对象的基础上进行。PrintStream类的构造方法有：

  • PrintStream(OutputStream out)创建一个打印流对象。
  • PrintStream(OutputStream out, boolean autoFlush)创建一个打印流对象。

用java.io.PrintStream写文件，更加简便。 我们可以调用PrintStream类里面的函数来进行输出操作，其功能主要是各个print函数和println函数，使用方法和System.out类似。

package fileio; 
import java.io.FileOutputStream; 
import java.io.PrintStream; 
public class PrintStreamTest1 
{ public static void main(String[] args) throws Exception { PrintStream ps = new PrintStream(new FileOutputStream("c:\\info.txt")); String msg = "hello"; ps.println(msg); ps.close(); }
}
字符流
  • 使用Reader类和Writer类的子类对象可以处理以字符为单位的输入/输出操作。字符流中将所有的内容看成一个个字符（Character），占据2个字节，英文字符也不例外。在Java中，所有字符输入流的父类是：java.io. Reader，所有字符输出流的父类是：java.io.Writer。

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