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IO(Input Output)流
IO流用来处理设备之间的数据传输，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
输入/输出流可以从以下几个方面进行分类
从流的方向划分：
输入流、输出流
从流的分工划分：
节点流、处理流
从流的内容划分：
面向字符的流、面向字节的流
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：
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。
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。
结论：只要是处理纯文本数据，就优先考虑使用字符流。 除此之外都使用字节流。
流按流向分为：输入流、输出流
IO流常用基类
字节流的抽象基类：
•InputStream，OutputStream。
字符流的抽象基类：
•Reader， Writer。
注：由这四个类派生出来的子类名称都是以其父类名作为子类名的后缀。
如：InputStream的子类FileInputStream。
如：Reader的子类FileReader。
Java流操作有关的类或接口：
Java流类图结构：
读写文本文件
写文本文件
import java.io.*;
class Ex1{
public static void main ( String[] args ) throws IOException {
//main方法中声明抛出IO异常
String fileName = "C:\\Hello.txt";
FileWriter writer = new FileWriter( fileName );
writer.write( "Hello!\n");
writer.write( "This is my first text file,\n" );
writer.write( "You can see how this is done.\n" );
writer.write("输入一行中文也可以\n");
writer.close();
}
}
说明：
每次运行这个程序，都将删除已经存在的”Hello.txt”文件，创建一个新的同名文件。FileWriter的构造方法有五个，本例是通过一个字符串指定文件名来创建。FileWriter类的write方法向文件中写入字符
Writer类的流可实现内部格式到外部磁盘文件格式的转换
“Hello.txt”是一个普通的ASCII码文本文件，每个英文字符占一个字节，中文字符占两个字节
Java程序中的字符串则是每个字符占两个字节的，采用Unicode编码
close方法清空流里的内容并关闭它。如果不调用该方法，可能系统还没有完成所有数据的写操作，程序就结束了
在看一个例子：处理IO异常
import java.io.*;
class Ex2 {
public static void main ( String[] args ) {
String fileName = "c:\\Hello.txt" ;
try { //将所有IO操作放入try块中
FileWriter writer = new FileWriter( fileName ,true );
writer.write( "Hello!\n");
writer.write( "This is my first text file,\n" );
writer.write( "You can see how this is done. \n" );
writer.write("输入一行中文也可以\n");
writer.close();
}
catch ( IOException iox) {
System.out.println("Problem writing" + fileName ); }
}
}
说明:
运行此程序，会发现在原文件内容后面又追加了重复的内容，这就是将构造方法的第二个参数设为true的效果
如果将文件属性改为只读属性，再运行本程序，就会出现IO错误，程序将转入catch块中，给出出错信息
如果需要写入的内容很多，就应该使用更为高效的缓冲器流类BufferedWriter
FileWriter和BufferedWriter类都用于输出字符流，包含的方法几乎完全一样，但BufferedWriter多提供了一个newLine()方法用于换行
使用BufferedWriter完成上面的功能：
import java.io.*;
class Ex3 {
public static void main ( String[] args ) throws IOException {
String fileName = "C:/newHello.txt" ;
BufferedWriter out = new BufferedWriter(
new FileWriter( fileName ) );
out.write( "Hello!" );
out.newLine() ;
out.write( "This is another text file using BufferedWriter," );
out.newLine(); ;
out.write( "So I can use a common way to start a newline" );
out.close();
}
}
读文本文件
FileReader类
从文本文件中读取字符
继承自Reader抽象类的子类InputStreamReader
BufferedReader
读文本文件的缓冲器类
具有readLine()方法，可以对换行符进行鉴别，一行一行地读取输入流中的内容
继承自Reader
文件输入方法：
BufferedReader in = new BufferedReader(new FileReader( fileName) );
从Hello.txt中读取文本并显示在屏幕上
import java.io.*;
class Ex4 {
public static void main ( String[] args ) {
String fileName = "C:/Hello.txt" , line;
try {
BufferedReader in = new BufferedReader(
new FileReader( fileName ) );
line = in.readLine(); //读取一行内容
while ( line != null ) {
System.out.println( line );
line = in.readLine();
}
in.close();
}
catch ( IOException iox ) {
System.out.println("Problem reading " + fileName );
}
}
}
运行该程序，屏幕上将逐行显示出Hello.txt文件中的内容
FileReader对象：创建后将打开文件，如果文件不存在，会抛出一个IOException
BufferedReader类的readLine()方法：从一个面向字符的输入流中读取一行文本。如果其中不再有数据，返回null
Reader类的read()方法：也可用来判别文件结束。该方法返回的一个表示某个字符的int型整数，如果读到文件末尾，返回 -1。据此，可修改本例中的读文件部分：
int c;
while((c=in.read())!= -1) System.out.print((char)c);
close()方法：为了操作系统可以更为有效地利用有限的资源，应该在读取完毕后，调用该方法
指定源文件和目标文件名，将源文件的内容拷贝至目标文件。调用方式为：
java copy sourceFile destinationFile
class CopyMaker {
String sourceName, destName;
BufferedReader source;
BufferedWriter dest;
String line;
private boolean openFiles() {
try {
source = new BufferedReader(new FileReader(sourceName));
} catch (IOException ex) {
System.out.println("Problem opening " + sourceName);
return false;
}
try {
dest = new BufferedWriter(new FileWriter(destName));
} catch (IOException ex) {
System.out.println("Problem opening " + destName);
return false;
}
return true;
}
private boolean copyFiles() {
try {
line = source.readLine();
while(line != null) {
dest.write(line);
dest.newLine();
line = source.readLine();
}
} catch (IOException ex) {
System.out.println("Problem reading or writing");
return false;
}
return true;
}
private boolean closeFiles() {
boolean retVal = true;
try {
source.close();
} catch (IOException ex) {
System.out.println("Prolem closing " + sourceName);
retVal = false;
}
try {
dest.close();
} catch (IOException ex) {
System.out.println("Problem closing " + destName);
retVal = false;
}
return retVal;
}
public boolean copy(String src, String dst) {
sourceName= src;
destName = dst;
return openFiles() && copyFiles() && closeFiles();
}
}
public class CopyFile {
public static void main(String[] args) {
if(args.length == 2)
new CopyMaker().copy(args[0], args[1]);
else
System.out.println("Please Enter names");
}
}
读写二进制文件
二进制文件
原则上讲，所有文件都是由8位的字节组成的
如果文件字节中的内容应被解释为字符，则文件被称为文本文件；如果被解释为其它含义，则文件被称为二进制文件
例如文字处理程序，例如字处理软件Word产生的doc文件中，数据要被解释为字体、格式、图形和其他非字符信息。因此，这样的文件是二进制文件，不能用Reader流正确读取
为什么需要二进制文件？
输入输出更快
比文本文件小很多
有些数据不容易被表示为字符
抽象类OutputStream
派生类FileOutputStream
用于一般目的输出（非字符输出）
用于成组字节输出
派生类DataOutputStream
具有写各种基本数据类型的方法
将数据写到另一个输出流
它在所有的计算机平台上使用同样的数据格式
其常用的一些方法见下表
例：将三个int型数字255/0/－1写入数据文件data1.dat
public class ext6_7 {
public static void main(String[] args) {
String fileName = "c:/data1.dat";
int value0 = 255, value1 = 0, value2 = -1;
try {
DataOutputStream out = new DataOutputStream(
new FileOutputStream(fileName));
out.writeInt(value0);
out.writeInt(value1);
out.writeInt(value2);
out.close();
} catch (IOException ex) {
System.out.println("Problem writing " + fileName);
}
}
}
说明：
FileOutputStream类的构造方法负责打开文件“data1.dat”用于写数据
FileOutputStream类的对象与DataOutputStream对象连接，写基本类型的数据
BufferedOutputStream
写二进制文件的缓冲流类
类似于文本文件中的BufferedWriter
对于大量数据的写入，可提高效率
用法示例：
DataOutputStream out = new DataOutputStream(new BufferedOutputStream(new FileOutputStream( fileName ) ) );
例：向文件中写入各种数据类型的数，并统计写入的字节数
public class ex6_8 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
String fileName = "c:/mixedTypes.dat";
DataOutputStream dataOut = new DataOutputStream(
new BufferedOutputStream(
new FileOutputStream(fileName)));
dataOut.writeInt(0);
System.out.println(dataOut.size() + "bytes have been written.");
dataOut.writeDouble(31.2);
System.out.println(dataOut.size() + "bytes have been written.");
dataOut.writeBytes("java");
System.out.println(dataOut.size() + "bytes have been written.");
dataOut.close();
}
}
读二进制文件
过滤流
读或写的同时对数据进行处理
通过另外一个流来构造一个过滤流
大部分java.io 包所提供过滤流都是FilterInputStream和FilterOutputStream的子类：
DataInputStream 和 DataOutputStream
BufferedInputStream 和 BufferedOutputStream
LineNumberInputStream
PushbackInputStream
PrintStream
读取上面的例子创建的数据文件中的3个int型数字，显示相加结果
public class ex6_10 {
public static void main(String[] args) {
String fileName = "C:\\data1.dat";
int sum = 0;
try {
DataInputStream instr = new DataInputStream(
new BufferedInputStream(new FileInputStream(fileName)));
sum += instr.readInt();
sum += instr.readInt();
sum += instr.readInt();
System.out.println("The sum is: " + sum);
instr.close();
} catch (IOException ex) {
System.out.println("Problem reading " + fileName);
}
}
}
分析：
readInt方法可以从输入流中读入4个字节并将其当作int型数据
由于知道文件中存储的是3个int型数据，所以使用了3个读入语句
如果不知道数据的个数该怎么办呢？因为DataInputStream的读入操作如遇到文件结尾就会抛出EOFException异常，所以我们可以将读操作放入try块中
将读操作放入try块中，使遇到文件结尾就会抛出EOFException异常，进入到相应的catch块中
try
{
while(true) sum += instr.readInt();
}
catch ( EOFException eof )
{
System.out.println("The sum is: " + sum);
instr.close();
}
File类
表示磁盘文件信息
定义了一些与平台无关的方法来操纵文件
–创建、删除文件
–重命名文件
–判断文件的读写权限及是否存在
–设置和查询文件的最近修改时间等
构造文件流可以使用File类的对象作为参数
File类常用方法：
例：在C盘创建文件Hello.txt，如果存在则删除旧文件，不存在则直接创建新的
public class ex6_13 {
public static void main(String[] args) {
File f = new File("C:" + File.separator + "hello.txt");
if(f.exists()) {
f.delete();
} else {
try {
f.createNewFile();
} catch (Exception e) {
System.out.println(e.getMessage());
}
}
}
}
处理压缩文件
压缩流类
–java.util.zip包中提供了一些类，使我们可以以压缩格式对流进行读写
–它们都继承自字节流类OutputStream和InputStream
–其中GZIPOutputStream和ZipOutputStream可分别把数据压缩成GZIP格式和Zip格式
–GZIPInputStream和ZipInputStream可以分别把压缩成GZIP格式或Zip的数据解压缩恢复原状
public class ex6_14 {
public static void main(String[] args) throws IOException{
FileInputStream in = new FileInputStream("c:/Hello.txt");
GZIPOutputStream out = new GZIPOutputStream( //生成压缩文件test.gz
new FileOutputStream("c:/test.gz"));
System.out.println("Writing compressing file from" +
"c:/Hello.txt to c:/test.gz");
int c;
while((c = in.read()) != -1) {
out.write(c);
}
in.close();
out.close();
System.out.println("Reading file form c:/test.gz to monitor");
BufferedReader in2 = new BufferedReader(
new InputStreamReader(
new GZIPInputStream(
new FileInputStream("c:/test.gz"))));
String s;
while((s = in2.readLine()) != null) System.out.println(s);
in2.close();
System.out.println("Writing decompression to c:/newHello.txt");
GZIPInputStream in3 = new GZIPInputStream( //读取test.gz中的内容
new FileInputStream("c:/test.gz"));
FileOutputStream out2 = new FileOutputStream("c:/newHello.txt");
while((c = in3.read()) != -1) out2.write(c);
in3.close();
out2.close();
}
}
Zip文件
–可能含有多个文件，所以有多个入口（Entry）
–每个入口用一个ZipEntity对象表示，该对象的getName()方法返回文件的最初名称
ZipOutputStream
–父类是DeflaterOutputStream
–可以把数据压缩成ZIP格式
ZipInputStream
–父类是InflaterInputStream
–可以把压缩成ZIP格式的数据解压缩
例：指定若干文件名，将所有文件压缩为"c:/test.zip"，再从此压缩文件中解压缩并显示
public class ex6_15 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
ZipOutputStream out = new ZipOutputStream(
new BufferedOutputStream(
new FileOutputStream("c:/test.zip")));
String[] s = {"c:/t1.txt", "c:/t2.txt", "c:/t3.txt"}; //文件路径
for(int i = 0; i < s.length; i++) {
System.out.println("Writing file" + s[i]);
BufferedInputStream in = new BufferedInputStream(
new FileInputStream(s[i]));
out.putNextEntry(new ZipEntry(s[i]));
int c;
while((c = in.read()) != -1) out.write(c);
in.close();
}
out.close();
System.out.println("Reading file");
ZipInputStream in2 = new ZipInputStream(
new BufferedInputStream(
new FileInputStream("c:/test.zip")));
ZipEntry ze;
while((ze = in2.getNextEntry()) != null) {
System.out.println("Reading file " + ze.getName());
int x;
while((x = in2.read()) != -1) System.out.write(x);
System.out.println();
}
in2.close();
}
}
再看一个例子：解压缩Zip文件，并恢复其原来路径
class Unzip {
byte[] doc = null; ; //存储解压缩数据的缓冲字节数组
String FileName = null; //压缩文件名字符串
String UnZipPath = null; //解压缩路径字符串
public Unzip(String filename, String unZipPath) {
this.FileName = filename;
this.UnZipPath = unZipPath;
this.setUnZipPath(this.UnZipPath);
}
public Unzip(String filename) {
this.FileName = new String(filename);
this.UnZipPath = null;
this.setUnZipPath(this.UnZipPath);
}
private void setUnZipPath(String unZipPath) {
if(unZipPath.endsWith("\\"))
this.UnZipPath = new String(unZipPath);
else
this.UnZipPath = new String(unZipPath + "\\");
}
public void doUnZip() {
try {
ZipInputStream zipis = new ZipInputStream(
new FileInputStream(FileName));
ZipEntry fEntry = null;
while((fEntry = zipis.getNextEntry()) != null) {
if(fEntry.isDirectory()) {
checkFilePath(UnZipPath + fEntry.getName());
} else { //是文件则解压缩文件
String fname = new String(UnZipPath + fEntry.getName());
try {
FileOutputStream out = new FileOutputStream(fname);
doc = new byte[512];
int n;
while((n = zipis.read(doc, 0, 512)) != -1) {
out.write(doc, 0, n);
}
out.close();
out = null;
doc = null;
} catch (Exception ex) {
}
}
}
zipis.close(); //关闭输入流
} catch (IOException ioe) {
System.out.println(ioe);
}
}
private void checkFilePath(String dirName) {
File dir = new File(dirName);
if(!dir.exists())
dir.mkdirs();
}
}
public class ex6_16 {
public static void main(String[] args) {
String zipFile = "c:/test.zip";
String unZipPath = "";
Unzip myZip = new Unzip(zipFile, unZipPath);
myZip.doUnZip();
}
}
对象序列化
保存对象的信息，在需要的时候，再读取这个对象
内存中的对象在程序结束时就会被垃圾回收机制清除
用于对象信息存储和读取的输入输出流类：
ObjectInputStream、ObjectOutputStream
实现对象的读写
通过ObjectOutputStream把对象写入磁盘文件
通过ObjectInputStream把对象读入程序
–不保存对象的transient和static类型的变量
–对象要想实现序列化，其所属的类必须实现Serializable接口
必须通过另一个流构造ObjectOutputStream:
FileOutputStream out = new FileOutputStream("theTime");
ObjectOutputStream s = new ObjectOutputStream(out);
s.writeObject("Today");
s.writeObject(new Date());
s.flush();
必须通过另一个流构造ObjectInputStream:
FileInputStream in = new FileInputStream("theTime");
ObjectInputStream s = new ObjectInputStream(in);
String today = (String)s.readObject();
Date date = (Date)s.readObject();
空接口，使类的对象可实现序列化
Serializable 接口的定义：
package java.io;
public interface Serializable {
// there's nothing in here!
};
实现Serializable接口的语句
public class MyClass implements Serializable {
...
}
使用关键字transient可以阻止对象的某些成员被自动写入文件
看一个例子：
创建一个书籍对象，并把它输出到一个文件book.dat中，然后再把该对象读出来，在屏幕上显示对象信息
class Book implements Serializable {
int id;
String name;
String author;
float price;
public Book(int id, String name, String author, float price) {
this.id = id;
this.name = name;
this.author = author;
this.price = price;
}
}
public class ex6_17 {
public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
Book book = new Book(100000, "java programming", "Wu", 23);
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(
new FileOutputStream("c:/book.dat"));
oos.writeObject(book);
oos.close();
System.out.println("ID is: " + book.id);
System.out.println("name is: " + book.name);
System.out.println("author is: " + book.author);
System.out.println("price is: " + book.price);
}
}
Externalizable 接口
–实现该接口可以控制对象的读写
–API中的说明为
public interface Externalizable extends Serializable
–其中有两个方法writeExternal()和readExternal()，因此实现该接口的类必须实现这两个方法
–ObjectOutputStream的writeObject()方法只写入对象的标识，然后调用对象所属类的writeExternal()
–ObjectInputStream的readObject()方法调用对象所属类的readExternal()
随机文件读写
RandomAccessFile类
–可跳转到文件的任意位置读/写数据
–可在随机文件中插入数据，而不破坏该文件的其他数据
–实现了DataInput 和 DataOutput 接口，可使用普通的读写方法
–有个位置指示器，指向当前读写处的位置。刚打开文件时，文件指示器指向文件的开头处。对文件指针显式操作的方法有：
int skipBytes(int n)：把文件指针向前移动指定的n个字节
void seek(long)：移动文件指针到指定的位置。
long getFilePointer()：得到当前的文件指针。
–在等长记录格式文件的随机读取时有很大的优势，但仅限于操作文件，不能访问其它IO设备，如网络、内存映像等
public RandomAccessFile(File file,String mode) throws FileNotFoundException
public RandomAccessFile(String name, String mode) throws FileNotFoundException
new RandomAccessFile("farrago.txt", "r");
new RandomAccessFile("farrago.txt", "rw");
RandomAccessFile类常用API
例：创建一个雇员类，包括姓名、年龄。姓名不超过8个字符，年龄是int类型。每条记录固定为20个字节。使用RandomAccessFile向文件添加、修改、读取雇员信息
class Employee {
char name[] = {'\u0000', '\u0000','\u0000', '\u0000',
'\u0000', '\u0000', '\u0000', '\u0000'};
int age;
public Employee(String name, int age) throws Exception {
if(name.toCharArray().length > 8)
System.arraycopy(name.toCharArray(), 0, this.name, 0, 8);
else
System.arraycopy(name.toCharArray(), 0, this.name, 0, name.toCharArray().length);
this.age = age;
}
}
public class ex6_18 {
String FileName;
public ex6_18(String FileName) {
this.FileName = FileName;
}
public void writeEmployee(Employee e, int n) throws Exception {
RandomAccessFile ra = new RandomAccessFile(FileName, "rw");
ra.seek(n * 20); //将位置指示器移到指定位置上
for(int i = 0; i < 8; i++) ra.writeChar(e.name[i]);
ra.writeInt(e.age);
ra.close();
}
public void readEmployee(int n) throws Exception {
char buf[] = new char[8];
RandomAccessFile ra = new RandomAccessFile(FileName, "r");
ra.seek(n * 20);
for(int i = 0; i < 8; i++) buf[i] = ra.readChar();
System.out.print("name: ");
System.out.println(buf);
System.out.println("age: " + ra.readInt());
ra.close();
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
ex6_18 t = new ex6_18("c:/temp.txt");
Employee e1 = new Employee("zhangsan", 22);
Employee e2 = new Employee("lisi", 20);
Employee e3 = new Employee("wangwu", 25);
t.writeEmployee(e1, 0);
t.writeEmployee(e3, 2);
System.out.println("第1个雇员的信息");
t.readEmployee(0);
System.out.println("第3个雇员的信息");
t.readEmployee(2);
System.out.println("第2个雇员的信息");
t.readEmployee(1);
}
}
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