深入解析Java编程中面向字节流的一些应用

文件输入输出流

文件输入输出流 FileInputStream 和 FileOutputStream 负责完成对本地磁盘文件的顺序输入输出操作。

【例】通过程序创建一个文件，从键盘输入字符，当遇到字符“#”时结束，在屏幕上显示该文件的所有内容

import java.io.*;
class ep10_5{
  public static void main(String args[]){
    char ch;
    int data;
    try{
      FileInputStream a=new FileInputStream(FileDescriptor.in); //创建文件输入流对象
      FileOutputStream b=new FileOutputStream("ep10_5"); //创建文件输出流对象
      System.out.println("请输入字符，以#号结束：");
      while((ch=(char)a.read())!='#'){
        b.write(ch);
      }
      a.close();
      b.close();
      System.out.println();
      FileInputStream c=new FileInputStream("ep10_5");
      FileOutputStream d=new FileOutputStream(FileDescriptor.out);
      while(c.available()>0){
        data=c.read();
        d.write(data);
      }
      c.close();d.close();
    }
    catch(FileNotFoundException e){
     System.out.println("找不到该文件！");
    }
    catch(IOException e){}
  }
}

FileDescriptor 是 java.io 中的一个类，该类不能实例化，其中包含三个静态成员：in、out 和err，分别对应于标准输入流、标准输出流和标准错误流，利用它们可以在标准输入输出流上建立文件输入输出流，实现键盘输入或屏幕输出操作。

【例】实现对二进制图形文件（.gif）的备份

import java.io.*;
class ep10_6{
  public static void main(String args[]) throws IOException{
    FileInputStream a=new FileInputStream("ep10_6.gif");
    FileOutputStream b=new FileOutputStream("ep10_6_a.gif");
    System.out.println("文件的大小为："+a.available());
    byte c[]=new byte[a.available()];
    a.read(c); //将图形文件读入数组
    b.write(c); //将数组中的数据写入到新文件中
    System.out.println("文件已经被更名复制！");
    a.close();
    b.close();
  }
}

过滤流

FilterInputStream 和 FileOutputStream 是 InputStream 和 OutputStream 的直接子类，分别实现了在数据的读、写操作的同时能对所传输的数据做指定类型或格式的转换，即可实现对二进制字节数据的理解和编码转换。

常用的两个过滤流是数据输入流 DataInputStream 和数据输出流 DataOutputStream。其构造方法为：

DataInputStream(InputStream in); //创建新输入流，从指定的输入流 in 读数据
DataOutputStream(OutputStream out); //创建新输出流，向指定的输出流 out 写数据

由于 DataInputStream 和 DataOutputStream 分别实现了 DataInput 和 DataOutput 两个接口（这两个接口规定了基本类型数据的输入输出方法）中定义的独立于具体机器的带格式的读写操作，从而实现了对不同类型数据的读写。由构造方法可以看出，输入输出流分别作为数据输入输出流的构造方法参数，即作为过滤流必须与相应的数据流相连。

DataInputStream 和 DataOutputStream 类提供了很多个针对不同类型数据的读写方法，具体内容读者可参看 Java 的帮助文档。

【例】将三个 int 型数字 100，0，-100 写入数据文件 ep10_6.dat 中。

import java.io.*;
class ep10_7{
  public static void main(String args[]){
    String fileName="ep10_7.dat";
    int value1=100,value2=0,value3=-100;
    try{
      //将 DataOutputStream 与 FileOutputStream 连接输出不同类型的数据
      DataOutputStream a=new DataOutputStream(new FileOutputStream(fileName));
      a.writeInt(value1);
      a.writeInt(value2);
      a.writeInt(value3);
      a.close();
    }
    catch(IOException i){
      System.out.println("出现错误!"+fileName);
    }
  }
}

运行后在程序目录中生成数据文件 ep10_7.dat，用文本编辑器打开后发现内容为二进制的：
00 00 00 64 00 00 00 00 FF FF FF 9C。

【例】读取数据文件 ep10_6.dat 中的三个 int 型数字，求和并显示。

import java.io.*;
class ep10_8{
  public static void main(String args[]){
    String fileName="D:\\myjava/ep10_7.dat";
    int sum=0;
    try{
      DataInputStream a=new DataInputStream(new BufferedInputStream(new FileInputStream(fileName)));
      sum+=a.readInt();
      sum+=a.readInt();
      sum+=a.readInt();
      System.out.println("三个数的和为："+sum);
      a.close();
    }
    catch(IOException e){
      System.out.println("出现错误！"+fileName);
    }
  }
}

运行结果：

三个数的和为：0

readInt 方法可以从输入输出流中读入 4 个字节并将其作为 int 型数据直接参与运算。由于已经知道文件中有 3 个数据，所以可以使用 3 个读入语句，但若只知道文件中是 int 型数据而不知道数据的个数时该怎么办呢？因为 DataInputStream 的读入操作如遇到文件结尾就会抛出 EOFException 异常，所以可将读操作放入 try 中。

try{
  while(true)
  sum+=a.readInt();
}
catch(EOFException e){
  System.out.pritnln("三个数的和为："+sum);
  a.close();
}

EOFException 是 IOException 的子类，只有文件结束异常时才会被捕捉到，但如果没有读到文件结尾，在读取过程中出现异常就属于 IOException。

【例】从键盘输入一个整数，求该数的各位数字之和。

import java.io.*;
class ep10_9{
  public static void main(String args[]) throws IOException{
    DataInputStream a=new DataInputStream(System.in);
    System.out.print("请输入一个整数：");
    int b=a.readInt();
    int sum=0;
    int c=b;
    while(c>0){
      int d=c%10; //取最低位
      c=c/10; //去掉最低位
      sum=sum+d; //累加各位之和
    }
    System.out.println(b+"的各位数字之和="+sum);
  }
}

运行结果：

请输入一个整数：26
842403082 的各位数字之和=31

需要注意的是，输入的数据 26 为变成了 842403082，原因在于输入数据不符合基本类型数据的格式，从键盘提供的数据是字符的字节码表示方式，若输入 26，只代表 2 和 6 两个字符的字节数据，而不是代表整数 26 的字节码。

若要从键盘得到整数需要先读取字符串，再利用其他方法将字符串转化为整数。
标准输入输出

System.in、System.out、System.err 这 3 个标准输入输流对象定义在 java.lang.System 包中，这 3 个对象在 Java 源程序编译时会被自动加载。
标准输入：标准输入 System.in 是 BufferedInputStream 类的对象，当程序需要从键盘上读入数据时，只需要调用 System.in 的 read()方法即可，该方法从键盘缓冲区读入一个字节的二进制数据，返回以此字节为低位字节，高位字节为 0 的整型数据。
标准输出：标准输出 System.out 是打印输出流 PrintStream 类的对象。PrintStream 类是过滤输出流类 FilterOutputStream 的一个子类，其中定义了向屏幕输出不同类型数据的方法print()和 println()。
标准错误输出：System.err 用于为用户显示错误信息，也是由 PrintStream 类派生出来的错误流。Err 流的作用是使 print()和 println()将信息输出到 err 流并显示在屏幕上，以方便用户使用和调试程序。

【例】输入一串字符显示出来，并显示 System.in 和 System.out 所属的类。

import java.io.*;
class ep10_10{
  public static void main(String args[]){
    try{
      byte a[]=new byte[128]; //设置输入缓冲区
      System.out.print("请输入字符串：");
      int count =System.in.read(a); //读取标准输入输出流
      System.out.println("输入的是：");
      for(int i=0;i<count;i++)
        System.out.print(a[i]+""); //输出数组元素的 ASCII 值
      System.out.println();
      for(int i=0;i<count-2;i++) //不显示回车和换行符
        System.out.print((char)a[i]+""); //按字符方式输出元素
      System.out.println();
      System.out.println("输入的字符个数为："+count);
      Class InClass=System.in.getClass();
      Class OutClass=System.out.getClass();
      System.out.println("in 所在的类为："+InClass.toString());
      System.out.println("out 所在的类为："+OutClass.toString());
    }
    catch(IOException e){}
  }
}

运行结果如所示：

需要注意的是，输入了 3 个字符按回车后，输出的结果显示为 5 个字符。这是由于 Java 中回车被当作两个字符，一个是 ASCⅡ为 13 的回车符，一个是值为 10 的换行符。程序中 getClass()和 ToString()是 Object 类的方法，作用分别是返回当前对象所对应的类和返回当前对象的字符串表示。