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java — IO流

• Java

简介

键盘、内存、硬盘、外接设备等与电脑进行交互的数据
这种数据的传输，可以看做是一种数据的流动，按照流动的方向，以内存为基准，分为 输入input 和 输出output ，即流向内存是输入流，流出内存的输出流。
Java中I/O操作主要是指使用java.io包下的内容，进行输入、输出操作。输入也叫做读取数据，输出也叫做作写出数据。

分类

根据数据的流向分为：输入流和输出流。

  • 输入流 ：把数据从其他设备上读取到内存中的流。
  • 输出流 ：把数据从内存 中写出到其他设备上的流。

根据数据的类型分为：字节流和字符流。

  • 字节流 ：以字节为单位，读写数据的流。
  • 字符流 ：以字符为单位，读写数据的流。

IO流顶层父类

类 含义
java.io.OutputStream 字节输出流顶层父类，抽象类，定义了写出数据方法write()。
java.io.InputStream 字节输入流顶层父类，抽象类，定义了读取数据方法read()。
java.io.Writer 字符输出流顶层父类，抽象类，定义了写出数据方法write()。
java.io.Reader 字符输入流顶层父类，抽象类，定义了读取数据方法read()。

字节流

一切文件数据(文本、图片、视频等)在存储时，都是以二进制数字的形式保存，都一个一个的字节，那么传输时一样如此。所以，字节流可以传输任意文件数据。在操作流的时候，我们要时刻明确，无论使用什么样的流对象，底层传输的始终为二进制数据。

提示：8个二进制位为1个字节，0000 0000 是1个字节。

字节输出流OutputStream

java.io.OutputStream 抽象类是表示字节输出流的所有类的超类，将指定的字节信息写出到目的地。它定义了字节输出流的基本共性功能方法。

  • 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 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：close方法，当完成流的操作时，必须调用此方法，释放系统资源。

FileOutputStream类

OutputStream有很多子类，我们从最简单的一个子类开始。

java.io.FileOutputStream 类是文件输出流，用于将数据写出到文件。

构造方法

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

当你创建一个流对象时，必须传入一个文件路径。该路径下，如果没有这个文件，会创建该文件。如果有这个文件，会清空这个文件的数据。

public class FileOutputStreamConstructor  {
    public static void main(String[] args) throws IOException{
   	 	// 使用File对象创建流对象
        File file = new File("a.txt");
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file);
      
        // 使用文件名称创建流对象
        //FileOutputStream fos = new FileOutputStream("b.txt");
    }
}

写出字节数据

  • 写出字节：write(int b) 方法，每次可以写出一个字节数据，代码使用演示：
public static void main(String[] args) throws IOException {
    // 使用文件名称创建流对象
    FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos.txt");     
    // 写出数据
    fos.write(97); // 写出第1个字节
    fos.write(98); // 写出第2个字节
    fos.write(99); // 写出第3个字节
    // 关闭资源
    fos.close();
}

注意：

  1. 虽然参数为int类型四个字节，但是只会保留一个字节的信息写出。
  2. 写出的整数被直接写在目的文件中。
  3. 流操作完毕后，必须释放系统资源，调用close方法，千万记得。
  • 写出字节数组：write(byte[] b)，每次可以写出数组中的数据，代码使用演示：
public static void main(String[] args) throws IOException {
    // 使用文件名称创建流对象
    FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos.txt");     
    // 字符串转换为字节数组
    byte[] b = "abcdef".getBytes();
    // 写出字节数组数据
    fos.write(b);
    // 关闭资源
    fos.close();
}
  • 写出指定长度字节数组：write(byte[] b, int off, int len) ,每次写出从off索引开始，len表示写出的个字节个数。
public static void main(String[] args) throws IOException {
    // 使用文件名称创建流对象
    FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos.txt");     
    // 字符串转换为字节数组
    byte[] b = "abcde".getBytes();
    // 写出从索引2开始，2个字节。索引2是c，两个字节，也就是cd。
    fos.write(b,2,2);
    // 关闭资源
    fos.close();
}

数据追加续写

经过以上的演示，每次程序运行，创建输出流对象，都会清空目标文件中的数据。如何保留目标文件中数据，还能继续添加新数据呢？

  • public FileOutputStream(File file, boolean append)： 创建文件输出流以写入由指定的 File对象表示的文件。
  • public FileOutputStream(String name, boolean append)： 创建文件输出流以指定的名称写入文件。

这两个构造方法，参数中都需要传入一个boolean类型的值，true 表示追加数据，false 表示清空原有数据。这样创建的输出流对象，就可以指定是否追加续写了，代码使用演示：

 public static void main(String[] args) throws IOException {
     // 使用文件名称创建流对象
     FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos.txt"，true);     
     // 字符串转换为字节数组
     byte[] b = "abcde".getBytes();
     // 写出从索引2开始，2个字节。索引2是c，两个字节，也就是cd。
     fos.write(b); 
     // 关闭资源
     fos.close();
 }

IO中write方法

  • 我调用write方法写出数据的时候，JDK源代码中最终调用的方法是writeBytes()方法。
  • private native void writeBytes(byte b[], int off, int len, boolean append)throws IOException
    • 方法是本地方法是和操作系统交互的方法。
    • 操作系统本身就具有IO功能，因此JVM是调用操作系统中的功能实现数据的读写！

字节输入流InputStream

java.io.InputStream 抽象类是表示字节输入流的所有类的超类，可以读取字节信息到内存中。它定义了字节输入流的基本共性功能方法。

  • public void close() ：关闭此输入流并释放与此流相关联的任何系统资源。
  • public abstract int read()： 从输入流读取数据的下一个字节。
  • public int read(byte[] b)： 从输入流中读取一些字节数，并将它们存储到字节数组 b中 。

2.6 FileInputStream类

java.io.FileInputStream 类是文件输入流，从文件中读取字节。

构造方法

  • FileInputStream(File file)： 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 File对象 file命名。
  • 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。

当你创建一个流对象时，必须传入一个文件路径。该路径下，如果没有该文件,会抛出FileNotFoundException

public class FileInputStreamConstructor {
    public static void main(String[] args) throws IOException{
   	 	// 使用File对象创建流对象
        File file = new File("a.txt");
        FileInputStream fos = new FileInputStream(file);
      
        // 使用文件名称创建流对象
        FileInputStream fos = new FileInputStream("b.txt");
    }
}

读取字节数据

  • 读取字节：read方法，每次可以读取一个字节的数据，提升为int类型，读取到文件末尾，返回-1，代码使用演示：
public static void main(String[] args) throws IOException{
    // 使用文件名称创建流对象
    FileInputStream fis = new FileInputStream("read.txt");
    // 读取数据，返回一个字节
    int read = fis.read();
    System.out.println((char) read);
    read = fis.read();
    System.out.println((char) read);
    read = fis.read();
    System.out.println((char) read);
    read = fis.read();
    System.out.println((char) read);
    read = fis.read();
    System.out.println((char) read);
    // 读取到末尾,返回-1
    read = fis.read();
    System.out.println( read);
    // 关闭资源
    fis.close();
}

注意：如果文件中存在-1，我们在读取文件时也不会直接读取到-1，因为-1是两个字节，即-和1。每个文件都会被操作系统赋予一个结束的标识，JVM调用操作系统功能实现文件读取的，因此操作系统读取到文件结束标识后，会将表示返回到JVM中，而JVM接收到文件结束标识后，返回read()方法-1。

使用循环改进：

public static void main(String[] args) throws IOException{
    // 使用文件名称创建流对象
    FileInputStream fis = new FileInputStream("read.txt");
    // 定义变量，保存数据
    int b = 0 ;
    // 循环读取
    while ((b = fis.read())!=-1) {
    	System.out.println((char)b);
    }
    // 关闭资源
    fis.close();
}

使用字节数组读取

read(byte[] b)，每次读取b的长度个字节到数组中，返回读取到的有效字节个数，读取到末尾时，返回-1 ，代码使用演示：

public static void main(String[] args) throws IOException{
    // 使用文件名称创建流对象.
    FileInputStream fis = new FileInputStream("read.txt"); // 文件中为abcde
    // 定义变量，作为有效个数
    int len ；
    // 定义字节数组，作为装字节数据的容器   
    byte[] b = new byte[2];
    // 循环读取
    while (( len= fis.read(b))!=-1) {
    // 每次读取后,把数组变成字符串打印
    	System.out.println(new String(b));
    }
    // 关闭资源
    fis.close();
}

错误数据d，是由于最后一次读取时，只读取一个字节e，数组中，上次读取的数据没有被完全替换，所以要通过len ，获取有效的字节，代码使用演示：

public static void main(String[] args) throws IOException{
    // 使用文件名称创建流对象.
    FileInputStream fis = new FileInputStream("read.txt"); // 文件中为abcde
    // 定义变量，作为有效个数
    int len ；
    // 定义字节数组，作为装字节数据的容器   
    byte[] b = new byte[2];
    // 循环读取
    while (( len= fis.read(b))!=-1) {
    // 每次读取后,把数组的有效字节部分，变成字符串打印
    	System.out.println(new String(b，0，len));//  len 每次读取的有效字节个数
    }
    // 关闭资源
    fis.close();
}

异常处理

在字节流的案例中，我们一直使用的是throws抛出异常。如果出现异常的话，程序将不会执行close()方法，因此异常需要使用try catch进行处理。

  • try外声明变量，try内建立对象。
    • 目的是提升变量的作用域。
  • finally中进行资源释放。
    • 进行流对象非空判断。
    • 如果有多个流对象，单独进行释放
public static void main(String[] args){
	FileOutputStream fos = null;
    try{
    	fos.write(100);
    }catch(IOException ex){
    	ex.PrintStackTrace();
    }finally{
        if(fos!=null)
            try{
                fos.close();
            }catch(IOException ex){
                ex.PrintStackTrace();
            }
    }
}

文件复制

 public static void main(String[] args) throws IOException {
     // 1.创建流对象
     // 1.1 指定数据源
     FileInputStream fis = new FileInputStream("D:\\test.jpg");
     // 1.2 指定目的地
     FileOutputStream fos = new FileOutputStream("test_copy.jpg");

     // 2.读写数据
     // 2.1 定义数组
     byte[] b = new byte[1024];
     // 2.2 定义长度
     int len;
     // 2.3 循环读取
     while ((len = fis.read(b))!=-1) {
         // 2.4 写出数据
         fos.write(b, 0 , len);
     }

     // 3.关闭资源
     fos.close();
     fis.close();
}

字符流

当使用字节流读取文本文件时，可能会有一个小问题。就是遇到中文字符时，可能不会显示完整的字符，那是因为一个中文字符可能占用多个字节存储。所以Java提供一些字符流类，以字符为单位读写数据，专门用于处理文本文件。

字符输入流Reader

java.io.Reader抽象类是表示用于读取字符流的所有类的超类，可以读取字符信息到内存中。它定义了字符输入流的基本共性功能方法。

  • public void close() ：关闭此流并释放与此流相关联的任何系统资源。
  • public int read()： 从输入流读取一个字符。
  • public int read(char[] cbuf)： 从输入流中读取一些字符，并将它们存储到字符数组 cbuf中 。

FileReader类

java.io.FileReader 类是读取字符文件的便利类。构造时使用系统默认的字符编码和默认字节缓冲区。

小贴士：

  1. 字符编码：字节与字符的对应规则。Windows系统的中文编码默认是GBK编码表。

    idea中UTF-8

  2. 字节缓冲区：一个字节数组，用来临时存储字节数据。

构造方法

  • FileReader(File file)： 创建一个新的 FileReader ，给定要读取的File对象。
  • FileReader(String fileName)： 创建一个新的 FileReader ，给定要读取的文件的名称。

当你创建一个流对象时，必须传入一个文件路径。类似于FileInputStream 。

  • 构造举例，代码如下：
public class FileReaderConstructor throws IOException{
    public static void main(String[] args) {
   	 	// 使用File对象创建流对象
        File file = new File("a.txt");
        FileReader fr = new FileReader(file);

        // 使用文件名称创建流对象
        FileReader fr = new FileReader("b.txt");
    }
}

读取字符数据

  1. 读取字符：read方法，每次可以读取一个字符的数据，提升为int类型，读取到文件末尾，返回-1，循环读取，代码使用演示：
public class FRRead {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
      	// 使用文件名称创建流对象
       	FileReader fr = new FileReader("read.txt");
      	// 定义变量，保存数据
        int b ；
        // 循环读取
        while ((b = fr.read())!=-1) {
            System.out.println((char)b);
        }
		// 关闭资源
        fr.close();
    }
}

小贴士：虽然读取了一个字符，但是会自动提升为int类型。

  1. 使用字符数组读取：read(char[] cbuf)，每次读取b的长度个字符到数组中，返回读取到的有效字符个数，读取到末尾时，返回-1 ，代码使用演示：
public class FRRead {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
      	// 使用文件名称创建流对象
       	FileReader fr = new FileReader("read.txt");
      	// 定义变量，保存有效字符个数
        int len ；
        // 定义字符数组，作为装字符数据的容器
         char[] cbuf = new char[2];
        // 循环读取
        while ((len = fr.read(cbuf))!=-1) {
            System.out.println(new String(cbuf));
        }
		// 关闭资源
        fr.close();
    }
}

获取有效的字符改进，代码使用演示：

public class FISRead {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
      	// 使用文件名称创建流对象
       	FileReader fr = new FileReader("read.txt");
      	// 定义变量，保存有效字符个数
        int len ；
        // 定义字符数组，作为装字符数据的容器
        char[] cbuf = new char[2];
        // 循环读取
        while ((len = fr.read(cbuf))!=-1) {
            System.out.println(new String(cbuf,0,len));
        }
    	// 关闭资源
        fr.close();
    }
}

字符输出流Writer

java.io.Writer 抽象类是表示用于写出字符流的所有类的超类，将指定的字符信息写出到目的地。它定义了字节输出流的基本共性功能方法。

  • public abstract 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 abstract void flush() ：刷新此输出流并强制任何缓冲的输出字符被写出。
  • public void write(int c) ：写出一个字符。
  • public void write(char[] cbuf)：将 b.length字符从指定的字符数组写出此输出流。
  • public abstract void write(char[] b, int off, int len) ：从指定的字符数组写出 len字符，从偏移量 off开始输出到此输出流。
  • public void write(String str) ：写出一个字符串。

FileWriter类

java.io.FileWriter 类是写出字符到文件的便利类。构造时使用系统默认的字符编码和默认字节缓冲区。

构造方法

  • FileWriter(File file)： 创建一个新的 FileWriter，给定要读取的File对象。
  • FileWriter(String fileName)： 创建一个新的 FileWriter，给定要读取的文件的名称。

当你创建一个流对象时，必须传入一个文件路径，类似于FileOutputStream。

  • 构造举例，代码如下：
public class FileWriterConstructor {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
   	 	// 使用File对象创建流对象
        File file = new File("a.txt");
        FileWriter fw = new FileWriter(file);
      
        // 使用文件名称创建流对象
        FileWriter fw = new FileWriter("b.txt");
    }
}

基本写出数据

写出字符：write(int b) 方法，每次可以写出一个字符数据，代码使用演示：

public class FWWrite {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象
        FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt");     
      	// 写出数据
      	fw.write(97); // 写出第1个字符
      	fw.write('b'); // 写出第2个字符
      	fw.write('C'); // 写出第3个字符
      	fw.write(30000); // 写出第4个字符，中文编码表中30000对应一个汉字。
      
      	/*
        【注意】关闭资源时,与FileOutputStream不同。
      	 如果不关闭,数据只是保存到缓冲区，并未保存到文件。
        */
        // fw.close();
    }
}
输出结果：
abC田

小贴士：

  1. 虽然参数为int类型四个字节，但是只会保留一个字符的信息写出。
  2. 未调用close方法，数据只是保存到了缓冲区，并未写出到文件中。

关闭和刷新

因为内置缓冲区的原因，如果不关闭输出流，无法写出字符到文件中。但是关闭的流对象，是无法继续写出数据的。如果我们既想写出数据，又想继续使用流，就需要flush 方法了。

  • flush ：刷新缓冲区，流对象可以继续使用。
  • close ：关闭流，释放系统资源。关闭前会刷新缓冲区。

代码使用演示：

public class FWWrite {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象
        FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt");
        // 写出数据，通过flush
        fw.write('刷'); // 写出第1个字符
        fw.flush();
        fw.write('新'); // 继续写出第2个字符，写出成功
        fw.flush();
      
      	// 写出数据，通过close
        fw.write('关'); // 写出第1个字符
        fw.close();
        fw.write('闭'); // 继续写出第2个字符,【报错】java.io.IOException: Stream closed
        fw.close();
    }
}

小贴士：即便是flush方法写出了数据，操作的最后还是要调用close方法，释放系统资源。

写出其他数据

  1. 写出字符数组 ：write(char[] cbuf) 和 write(char[] cbuf, int off, int len) ，每次可以写出字符数组中的数据，用法类似FileOutputStream，代码使用演示：
public class FWWrite {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象
        FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt");

      	// 字符串转换为字节数组
      	char[] chars = "刺客伍六七".toCharArray();

      	// 写出字符数组
      	fw.write(chars); // 刺客伍六七


        fw.write(b,2,2);

      	// 关闭资源
        fos.close();
    }
}
  1. 写出字符串：write(String str) 和 write(String str, int off, int len) ，每次可以写出字符串中的数据，更为方便，代码使用演示：
public class FWWrite {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象
        FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt");
      	// 字符串
      	String msg = "刺客伍六七";

      	// 写出字符数组
      	fw.write(msg);

        fw.write(msg,2,2);

        // 关闭资源
        fos.close();
    }
}
  1. 续写和换行：操作类似于FileOutputStream。
public class FWWrite {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象，可以续写数据
        FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt"，true);
      	// 写出字符串
        fw.write("刺客");
      	// 写出换行
      	fw.write("\r\n");
      	// 写出字符串
  		fw.write("伍六七");
      	// 关闭资源
        fw.close();
    }
}

小贴士：字符流，只能操作文本文件，不能操作图片，视频等非文本文件。

当我们单纯读或者写文本文件时 使用字符流 其他情况使用字节流

原文链接：https://www.cnblogs.com/paopaoT/p/17326831.html

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