【JAVA IO流之字符流】

一、概述。

java对数据的操作是通过流的方式。
java用于操作流的对象都在IO包中。
流按照操作数据不同分为两种，字节流和字符流。
流按照流向分为输入流，输出流。

输入输出的“入”和“出”是相当于内存来说的。

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。简单来说就是字节流+码表。

在IO流中，字节流的顶层父类是Writer和Reader。

二、java.io.FileWriter类。

public class FileWriterextends OutputStreamWriter

Writer

　　|--OutputStreamWriter

　　　　|--FileWriter

该类是操作字符文件的流，用于将数据写入到文件中。

1.方法摘要

（1）.构造方法。

有两个重要的构造方法：

FileWriter(File file)           根据给定的 File 对象构造一个 FileWriter 对象。

FileWriter(File file, boolean append)           根据给定的 File 对象构造一个 FileWriter 对象。

后者相对于前者来说多了一个boolean型的参数，该参数的作用是决定写入文件的方式是追加方式还是覆写方式。

默认的构造方法（前者）构造的FileWriter流对象向文件中写入的时候会默认的将文件的内容清空然后再写入，如果使用后者并将true传入该构造方法，则写入的方式就变成了追加方式。

（2）.write方法。

该类没有自己的write方法，全部从父类或者超类中继承而来的write方法。

从OutputStreamWriter中继承而来的方法：

void	write(char[] cbuf, int off, int len)           写入字符数组的某一部分。
void	write(int c)           写入单个字符。
void	write(String str, int off, int len)           写入字符串的某一部分。

从Writer中继承而来的write方法：

void	write(char[] cbuf)           写入字符数组。

void	write(String str)           写入字符串。

（3）.flush方法。

void	flush()           刷新该流的缓冲。

该方法是从OutputStreamWriter中继承而来的，作用是将流中的数据数据刷到文件中。文件关闭前会默认调用此方法。如果不调用此方法，则当缓冲区满了也会自动调用该方法。

（4）.close方法。

void	close()           关闭此流，但要先刷新它。

2.flush与close比较

使用flush方法和close方法均可以保存文件，使用这两者各有什么好处？

举一个形象的例子：我们在使用记事本软件的时候，会常常使用“保存”按钮保存住当前内容到文件，如果没有保存，关闭文件的时候就会出现提示信息“是否要保存文件内容？”，然后再关闭文件。在这个例子中，“保存”相当于flush的功能，而关闭文件则相当于close的功能，经常点保存按钮的目的就是为了防止断电丢失和节约内存。

因此，使用flush的目的就是为了防止断电丢失和节约内存，因此在写程序的时候，尽量写入一句刷新一句；如果文件不关闭，最明显的影响就是“删不掉文件”。

3.FileWriter细节：换行和续写

在Windows字符文件中，文件的换行符是\r\n，在linux中则为\n，这样很有可能导致同一个java程序在linux中的运行结果和在windows中的运行结果不一致。解决方法是使用System类中的方法getProperty，得到当前系统中的行分隔符。具体用法：String line_sparator=System.getProperty("line.separator");

如果想要在已存在的文件末尾添加新内容，则需要使用第二种构造方法。

4.异常处理标准模板。

 package p02.FileWriterDemo.p01.ExceptionCaptureDemo;

 import java.io.FileReader;
 import java.io.FileWriter;
 import java.io.IOException;

 public class ExceptionHandleDemo {

     public static void main(String[] args) {
         standarExceptionHandleDemo();
     }

     private static void standarExceptionHandleDemo() {
         FileWriter fw=null;
         FileReader fr=null;
         try
         {
             fr=new FileReader("c:\\source.txt");//可能会抛出FileNotFindException
             fw=new FileWriter("c:\\aim.txt");//可能会抛出IOException
             char buf[]=new char[1024];
             int length=fr.read(buf);
             fw.write(buf,0,length);
             fw.flush();
         }
         catch(IOException e)
         {
             System.out.println("读写失败！");
         }
         finally
         {
             if(fr!=null)
             {
                 try
                 {
                     fr.close();
                 } catch (IOException e)
                 {
                     //异常处理程序
                 }
             }
             if(fw!=null)
             {
                 try
                 {
                     fw.close();
                 } catch (IOException e)
                 {
                     //异常处理程序
                 }
             }
         }
     }

 }

二、FileReader类。

public class FileReaderextends InputStreamReader

Reader

　　|--InputStreamReader

　　　　|--FileReader

在IO流中，字符输入流的顶层父类是Reader类。

1.方法摘要。

（1）构造方法。

FileReader(File file)           在给定从中读取数据的 File 的情况下创建一个新 FileReader。

FileReader(FileDescriptor fd)           在给定从中读取数据的 FileDescriptor 的情况下创建一个新 FileReader。

FileReader(String fileName)           在给定从中读取数据的文件名的情况下创建一个新 FileReader。

构造方法必须传递一个参数，如果参数不正确，则会抛出FileNotFindException异常。

（2）read方法。

该流不具备自己特有的read方法，其读取方法全部继承自父类或者其超类。

从InputStreamReader中继承的方法：

int	read()           读取单个字符。
int	read(char[] cbuf, int offset, int length)           将字符读入数组中的某一部分。

从Reader类中继承的方法：

int	read(char[] cbuf)           将字符读入数组。

int	read(CharBuffer target)           试图将字符读入指定的字符缓冲区。

经常使用的方法只有两个：read()与read(char[] cbuf);前者返回字符的编码值，后者返回字符的长度。

（3）close方法。略。

2.读取字符使用的两种方法。

方法1：使用read()读取一个字符。

 private static void function1() throws IOException {
         FileReader fr=new FileReader("c:\\source.java");
         int ch;
         while((ch=fr.read())!=-1)
         {
             System.out.println((char)ch);
         }
         fr.close();
     }

方法2：使用read(buf)读取到缓冲数组。

 private static void function2() throws IOException {
         FileReader fr=new FileReader("c:\\source.java");
         char buf[]=new char[1024];
         int length=0;
         while((length=fr.read(buf))!=-1)
         {
             System.out.print(new String(buf,0,length));
         }
         fr.close();
     }

3.复制文本文件小练习。

第一种方法：一次读取一个字符。

 private static void withoutParameterFunction() {
         FileReader fr=null;
         FileWriter fw=null;
         try
         {
             fr=new FileReader("c:/source.java");
             fw=new FileWriter("c:/aim.java");
             int ch;
             while((ch=fr.read())!=-1)
             {
                 fw.write(ch);
                 fw.flush();
             }
         }
         catch(IOException e)
         {
             throw new RuntimeException("读写失败！");
         }
         finally
         {
             if(fr!=null)
             {
                 try
                 {
                     fr.close();
                 } catch (IOException e)
                 {
                     e.printStackTrace();
                 }
             }
             if(fw!=null)
             {
                 try
                 {
                     fw.close();
                 } catch (IOException e)
                 {
                     e.printStackTrace();
                 }
             }
         }
     }

第二种方法：一次读取多个字符。

 private static void withParameterFunction() {
         FileReader fr=null;
         FileWriter fw=null;
         try
         {
             fr=new FileReader("c:/source.java");
             fw=new FileWriter("c:/aim.java");
             char buf[]=new char[1024];
             int len;
             while((len=fr.read(buf))!=-1)
             {
                 fw.write(buf, 0, len);
                 fw.flush();
             }
         }
         catch(IOException e)
         {
             throw new RuntimeException("读写失败！");
         }
         finally
         {
             if(fr!=null)
             {
                 try
                 {
                     fr.close();
                 } catch (IOException e)
                 {
                     e.printStackTrace();
                 }
             }
             if(fw!=null)
             {
                 try
                 {
                     fw.close();
                 } catch (IOException e)
                 {
                     e.printStackTrace();
                 }
             }
         }
     }

三、BufferedWriter缓冲流。

public class BufferedWriterextends Writer

Reader

　　|--BufferedWriter

1.方法摘要。

（1）构造方法

BufferedWriter(Writer out)           创建一个使用默认大小输出缓冲区的缓冲字符输出流。

BufferedWriter(Writer out, int sz)           创建一个使用给定大小输出缓冲区的新缓冲字符输出流。

可以看出，构造方法中必须传入一个Writer对象，该对象是被缓冲的对象，如果该对象不存在则缓冲流就没有了存在的意义。

该缓冲流使用了装饰设计模式，是对Writer类的功能增强。

（2）write方法。

该类中的write方法和FileWriter中的方法一致，不赘述。

但是应当注意，虽然方法相同，但是底层实现却完全不同。该类的write方法是将数据写入缓冲区中，而FileWriter的write方法是将数据写入文件（先写入流中）。

（3）flush方法和close方法。

void	close()           关闭此流，但要先刷新它。
void	flush()           刷新该流的缓冲。

特别需要注意的是，close方法调用的是Writer的close方法，所以关闭流的时候一旦关闭了缓冲流就会关闭Writer的流，所以只需要关闭缓冲流就可以了。

（4）特有的方法：newLine。

public void newLine()throws IOException 写入一个行分隔符。行分隔符字符串由系统属性 line.separator 定义，并且不一定是单个新行 ('\n') 符。

该方法封装了System.getProperty("line.separator");的动作，使得程序员提高了工作效率。

四、BufferedReader类。

public class BufferedReaderextends Reader

Reader

　　|--BufferedReader

该类是字符输入缓冲流，用于缓冲Reader类的流对象，以提高输入效率。

1.方法摘要。

（1）构造方法。

BufferedReader(Reader in)           创建一个使用默认大小输入缓冲区的缓冲字符输入流。

BufferedReader(Reader in, int sz)           创建一个使用指定大小输入缓冲区的缓冲字符输入流。

该构造方法和BufferedWriter类似，也有两个，其中一个可以指定缓冲区的大小。

（2）read方法。

该read方法和FileReader中的read方法相同，不赘述。但是应当注意，虽然方法名完全相同，但是底层的实现却完全不同，该流对象操作的对象是内存（从内存中读，所以速度更快），而FileReader操作的是文件。

（3）特有方法：readLine()

public String readLine()throws IOException 读取一个文本行。通过下列字符之一即可认为某行已终止：换行 ('\n')、回车 ('\r') 或回车后直接跟着换行。 返回： 包含该行内容的字符串，不包含任何行终止符，如果已到达流末尾，则返回 null 抛出： IOException - 如果发生 I/O 错误

由于该流是针对字符的流，所以对于“行”有着特殊的方法，它是根据回车符来判断一行是否结束的（在文件中体现为“\r\n”），而不是根据肉眼观察到底有几行。

（4）close方法。

不赘述。

五、是用缓冲区的方式复制文本文件。

第一种方法：一次读取一个字符

 private static void CopyTextFileUseRead() {
         BufferedReader br=null;
         BufferedWriter bw=null;
         FileReader fr=null;
         FileWriter fw=null;
         try
         {
             fr=new FileReader("c:/source.java");
             fw=new FileWriter("c:/aim.java");
             br=new BufferedReader(fr);
             bw=new BufferedWriter(fw);
             int ch;
             while((ch=br.read())!=-1)
             {
                 bw.write(ch);
                 bw.flush();
             }
         }
         catch(IOException e)
         {
             throw new RuntimeException("读写失败！");
         }
         finally
         {
             if(fr!=null)
             try
             {
                 fr.close();
             }
             catch(IOException e)
             {
             }
             if(fw!=null)
             {
                 try
                 {
                     fw.close();
                 } catch (IOException e)
                 {
                 }
             }

         }
     }

第二种方法：使用readLine方法，一次读取“一行”

 private static void CopyTextFileUseReadLine() {
         BufferedReader br=null;
         BufferedWriter bw=null;
         FileReader fr=null;
         FileWriter fw=null;
         try
         {
             fr=new FileReader("c:/source.java");
             fw=new FileWriter("c:/aim.java");
             br=new BufferedReader(fr);
             bw=new BufferedWriter(fw);
             String buf=null;
             while((buf=br.readLine())!=null)
             {
                 bw.write(buf);
                 bw.newLine();
                 bw.flush();
             }
         }
         catch(IOException e)
         {
             throw new RuntimeException("读写失败！");
         }
         finally
         {
             if(fr!=null)
             try
             {
                 fr.close();
             }
             catch(IOException e)
             {
             }
             if(fw!=null)
             {
                 try
                 {
                     fw.close();
                 } catch (IOException e)
                 {
                 }
             }
         }
     }

六、模拟BufferedReader类。

对于BufferedReader类，有三个个方法经常被使用：read、readLine、close，现在自定义类MyBufferedReader，模拟三个方法，以加深对BufferedReader的理解。

首先read与reanLine原理图：

MyBufferedReader类：

 class MyBufferedReader
 {
     private Reader r;
     private int size=1024;//默认的缓冲区大小
     private char buf[];//存放字符的缓冲数组
     private int pos=0;//记录当前的指针
     private int count=0;//记录数组的长度
     public MyBufferedReader(Reader r)
     {
         this.r=r;
         buf=new char[size];
     }
     public MyBufferedReader(Reader r,int size)
     {
         this.r=r;
         this.size=size;
         buf=new char[size];
     }
     public int read() throws IOException
     {
         if(count==0)
         {
             count=r.read(buf);
             pos=0;
         }
         if(count<0)
             return -1;
         char ch=buf[pos];
         pos++;
         count--;
         return ch;
     }
     public String readLine() throws IOException
     {
         StringBuilder sb=new StringBuilder();
         int ch;
         while((ch=read())!=-1)
         {
             if(ch=='\r')
                 continue;
             if(ch=='\n')
                 return sb.toString();
             sb.append((char)ch);
         }
         if(sb.length()!=0)//这里进行健壮性判断是必不可少的，否则很有可能丢失最后一行
             return sb.toString();
         return null;
     }
     public void close() throws IOException
     {
         r.close();
     }
 }

此类中，有一句应当特别注意：

在readLine方法中：

if(sb.length()!=0)//这里进行健壮性判断是必不可少的，否则很有可能丢失最后一行
            return sb.toString();

这句不能丢，因为丢了这个判断很有可能会丢失最后一行（如果最后一行没有回车）。

通过模拟，可以发现，BufferedReader封装了一个缓冲数组，该缓冲数组缓存r中的数据，以提高程序对数据读取效率。该数组当然也可以自定义，之前已经演示，不赘述。

 六、BufferedReader和BufferedWriter类使用了装饰模式

所谓的装饰模式是针对某一类进行功能增强的类。在这里，BufferedReader类对Reader（及其子类）类进行了功能增强，BufferedWriter类对Writer类（及其子类）进行了功能增强。

使用装饰模式和使用继承都能达到增强某一类的功能的目的，但是使用装饰模式更加灵活。装饰模式是针对某一类进行功能增强，而如果使用继承设计模式，则只能针对某个特别的类进行功能增强。比如，如果使用继承达到功能增强的目的，则继承层次将会变成这样：

Reader

　　|--InputStreamReader

　　　　|--FileReader

　　　　　　|--BufferedFileReader

　　　　|--BufferedInputStreamReader

相对于原本的继承层次：

Reader

　　|--InputStreamReader

　　　　|--FileReader

　　|--BufferedReader

来说，前者很明显多了一个缓冲流，但是绝不仅仅是多了一个，因为Reader的子类很多，如果针对每个具体的类进行功能增强，则整个继承体系将会变得非常臃肿。但是如果使用装饰模式进行功能增强，则可以几乎不需要改变原本的继承层次，只需要多出一个缓冲流即可。由此可见，使用装饰模式要灵活很多，因此，如果想要针对某一类进行功能增强，最好使用装饰模式而不是使用继承的方式。