黑马程序员-JAVA基础学习日记八——IO流的学习总结

时间:2021-06-30 15:35:58

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这几天学习了毕老师的io流,特集各处之长做下总结:

一、什么是流?

流就是字节序列的抽象概念,能被连续读取数据的数据源和能被连续写入数据的接收端就是流,流机制是Java及C++中的一个重要机制,通过流我们可以*地控制文件、内存、IO设备等数据的流向。而IO流就是用于处理设备上的数据,如:硬盘、内存、键盘录入等。IO流根据处理类型的不同可分为字节流和字符流,根据流向的不同可分为输入流和输出流。

 

二、字节流和字符流的区别:

字符流,因为文件编码的不同,就有了对字符进行高效操作的字符流对象,它的原理就是基于字节流读取字节时去查了指定的码表。它和字节流的区别有两点:1.在读取数据的时候,字节流读到一个字节就返回一个字节,字符流使用了字节流读到一个或多个字节(一个中文对应的字节数是两个,在UTF-8码表中是3个字节)时,先去查指定的编码表,再将查到的字符返回;2.字节流可以处理所有类型的数据,如jpg、avi、mp3、wav等等,而字符流只能处理字符数据。所以可以根据处理的文件不同考虑使用字节流还是字符流,如果是纯文本数据可以优先考虑字符流,否则使用字节流。

 

三、IO体系,所具备的基本功能就是读和写:

1.字符流

|-- Reader(读)

|-- Writer(写)

Reader

|--InputStreamReader

|--FileReader:用于处理文件的字符读取流对象

Writer

|--OutputStreamWriter

|--FileWriter:用于处理文件的字符写入流对象

其实很容易就可以看出来,IO体系中的子类名后缀绝大部分是父类名称,而前缀则是体现子类特有功能的名称。

Reader中常见的方法:

|--int read()

读取一个字符,并返回读到的这个字符,读到流的末尾则返回-1

|--int read(char[])

将读到的字符存入指定的数组中,返回的是读到的字符个数,读到流的末尾则返回-1

|--close()

读取字符其实用的是window系统的功能,就希望使用完毕后,进行资源的释放。

FileReader除了自己的构造函数外没有特有的方法:

|--用于读取文本文件的流对象。

|--用于关联文本文件。

|--构造函数FileReader(String fileName)

在读取流对象初始化时,必须要指定一个被读取的文件,

如果该文件不存在则会发生FileNotFoundException异常。

Writer中常见的方法:

|--write()

将一个字符写入到流中。

|--write(char[])

将一个字符数组写入到流中。

|--writer(String)

将一个字符写入到流中。

|--flush()

刷新流,将流中的数据刷新到目的地中,流还存在。

|--close()

关闭资源,在关闭钱会先调用flush(),刷新流中的数据到目的地。

 

FileWriter,除了自己的构造函数外没有特有的方法:

 

|--该类的特点

|--用于处理文本文件

|--没有默认的编码表

|--有临时缓冲

|--构造函数,在写入流对象初始化时,必须要有一个存储数据的目的地。

|--FileWriter(String fileName),该构造器是干什么用的呢?

|--调用系统资源

|--在指定位置创建一个文件,如果该文件已经存在则被覆盖。

|--FileWriter(String filename,Boolean append),这构造器的作用是当传入的boolean类型的值为true时,会在指定文件末尾处进行数据的续写。

 

清单1,将文本数据保存到文件中代码  

private static void test1(){

    FileWriter fw=null;

    try {

        //初始化FileWriter对象,指定文件名已经存储路径

        fw=new FileWriter("D:/test.txt");

        fw.write("将字符串写入流");

        //将流中的数据刷新到目的地,流还在

        fw.flush();

        fw.write("将字符串写入流");

    } catch (IOException e) {

        e.printStackTrace();

    }finally{

        if(fw!=null){

            try {

                fw.close();

            } catch (IOException e1) {

                e1.printStackTrace();

            }

            

        }

    }

}

 

清单2,读取一个已有文本文件,并将文本内容打印出来代码  

private static void test2(){

    FileReader fr=null;

    try {

        //初始化FileReader对象,指定文件路径

        fr=new FileReader("D:/test.txt");

        int ch=0;

        while((ch=fr.read())!=-1){

            //每次读取一个字符,直到读到末尾-1为止

            System.out.println((char)ch);

        }

    } catch (IOException e) {

        e.printStackTrace();

    }finally{

        if(fr!=null){

            try {

                fr.close();

            } catch (IOException e1) {

                e1.printStackTrace();

            }

            

        }

    }

}

 

这样每读到一个字符就打印出来,效率很不高,能不能按指定大小读取完后再打印出来呢?答案是当然可以的。

 

清单3,读取一个已有文本文件,读完1kb再将其读到的内容打印出来代码  

private static void test3(){

    FileReader fr=null;

    try {

        //初始化FileReader对象,指定文件路径

        fr=new FileReader("D:/test.txt");

        char[] buf=new char[1024];

        int len=0;

        while((len=fr.read(buf))!=-1){

            //每次读取1kb大小的字符,直到读到末尾-1为止

            System.out.println(new String(buf,0,len));

        }

    } catch (IOException e) {

        e.printStackTrace();

    }finally{

        if(fr!=null){

            try {

                fr.close();

            } catch (IOException e1) {

                e1.printStackTrace();

            }

            

        }

    }

}

 

 

字符流的缓冲区:

 

|--缓冲区的出现提高了对流的操作效率。

原理:其实就是将数组进行封装。

|--对应的对象

|--BufferedWriter

特有方法newLine(),跨平台的换行符。

|--BufferedReader

特有方法readLine(),一次读一行,到行标记时,将行标记之前的字符数据作为字符串返回,读到末尾返回null。

|--说明在使用缓冲区对象时,要明确,缓冲的存在是为了增强流的功能而存在,所以在建立缓冲区对象时,要先有流对象存在。其实缓冲区内部就是在使用流对象的方法,只不过加入了数组对数据进行了临时存储,为了提高操作数据的效率。

 

|--代码上的体现

|--写入缓冲区对象

 

根据前面所说的建立缓冲区时要先有流对象,并将其作为参数传递给缓冲区的构造函数

BufferedWriter bufw=new BufferedWriter(new FileWriter(“test.txt”));

bufw.write(“将数据写入缓冲区”);

bufw.flush();//将缓冲区的数据刷新到目的地

bufw.close();//其实关闭的是被包装在内部的流对象

|--读取缓冲区对象

BufferedReader bufr=new BufferedReader(new FileReader(“test.txt”));

String line=null;

while((line=bufr.readLine())!=null){

//每次读取一行,取出的数据不包含回车符

system.out.println(line);

}

 

bufr.close();

 

清单4,使用缓冲区对文本文件进行拷贝代码  

private static void test4(){

    BufferedReader bufr=null;

    BufferedWriter bufw=null;

    try {

        

        bufr=new BufferedReader(new FileReader("D:/a.txt"));

        bufw=new BufferedWriter(new FileWriter("D:/b.txt"));

        String line=null;

        while((line=bufr.readLine())!=null){

            bufw.write(line);//每次将一行写入缓冲区

            bufw.flush();//刷新到目的地

        }

    } catch (IOException e) {

        e.printStackTrace();

    }finally{

        try {

            if(bufw!=null){

                bufw.close();

            }

            if(bufr!=null){

                bufr.close();

            }

        } catch (IOException e1) {

            e1.printStackTrace();

        }

    }

}

 

 仔细看可以发现,程序里面的FileReader对象和FileWriter对象直接new出来且没有调用close(),因为缓冲对象调用了这两个方法,前面说了,缓冲对象调用的flush()和close()其实就是关闭被包装在其内部的流对象。关闭流的先后顺序也要注意,如果流之间有依赖关系,则被依赖的流要后关闭。readLine()方法原理:其实缓冲区中的该方法,用的还是与缓冲区关联的流对象的read方法,只不过,每一次读到一个字符先不进行具体操作,先进行临时存储,当读到回车标记时,将临时容器中存储的数据一次性返回。我们可以根据这个原理来自己编写一个缓冲区对象。

 

 

清单5,编写一个自己的bufferedreader代码  

 

public class MyBufferedReader {

    private Reader reader;

    public MyBufferedReader(Reader reader){

        this.reader=reader;

    }

    

    public String readLine() throws IOException{

        StringBuilder sb=new StringBuilder();

        int ch=0;

        while((ch=reader.read())!=-1){

            if(ch=='\r'){//空格则继续

                continue;

            }else if(ch=='\n'){//每次返回一行

                return sb.toString();

            }else{

                sb.append((char)ch);

            }

        }

        return sb.toString();

    }

    

    

    public void close() throws IOException{

        //缓冲对象的关闭方法其实就是调用流本身的close()

        reader.close();

    }

}

 

 测试时把清单4的BufferedReader对象替换成MyBufferedReader对象即可。

 

清单6,测试mybufferedreader代码  

private static void test4(){

    MyBufferedReader bufr=null;

    BufferedWriter bufw=null;

    try {

        

        bufr=new MyBufferedReader(new FileReader("D:/a.txt"));

        bufw=new BufferedWriter(new FileWriter("D:/b.txt"));

        String line=null;

        while((line=bufr.readLine())!=null){

            bufw.write(line);//每次将一行写入缓冲区

            bufw.flush();//刷新到目的地

        }

    } catch (IOException e) {

        e.printStackTrace();

    }finally{

        try {

            if(bufw!=null){

                bufw.close();

            }

            if(bufr!=null){

                bufr.close();

            }

        } catch (IOException e1) {

            e1.printStackTrace();

        }

    }

}

 

 其实我们自己写的这个缓存对象就是对Reader对象进行了功能的增强,Reader对象每次只能返回一个字符,而增强了功能之后该类就可以每次返回一行字符,也就是设计模式中所说的装饰模式。

2.字节流

 

|-- InputStream(读)

|-- OutputStream(写)

 

由于字节是二进制数据,所以字节流可以操作任何类型的数据,值得注意的是字符流使用的是字符数组char[]而字节流使用的是字节数组byte[]。下面来看一个字节流读写文件的简单例子。

清单7,使用字节流读写文本文件代码  

private static void test5(){

   FileOutputStream fos=null;

   try{

       fos=new FileOutputStream("D:/test.txt");

       fos.write(0010);//写入二进制数据

       fos.flush();

   }catch(IOException e){

        

   }finally{

       try{

           fos.close();

       }catch(IOException ex){

            

       }

   }

   FileInputStream fis=null;

   try{

       fis=new FileInputStream("D:/test.txt");

       //fis.available()是获取关联文件的字节数,即test.txt的字节数

       //这样创建的数组大小就和文件大小刚好相等

       //这样做的缺点就是文件过大时,可能超出jvm的内存空间,从而造成内存溢出

       byte[] buf=new byte[fis.available()];

       fis.read(buf);

       System.out.println(new String(buf));

   }catch(IOException e){

        

   }finally{

       try{

           fos.close();

       }catch(IOException ex){

            

       }

   }

}

 

清单8,使用缓冲区对一张图片进行复制代码  

private static void test6(){

   BufferedOutputStream bos=null;

   BufferedInputStream bis=null;

   try{

       //前面已经说过了,缓冲对象是根据具体的流对象创建的,所以必须要有流对象 

       bis=new BufferedInputStream(new FileInputStream("E:\\images\\wo\\1.jpg"));

       //写入目标地址

       bos=new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("E:\\test.jpg"));

       byte[] buf=new byte[1024];

       while((bis.read(buf))!=-1){

           bos.write(buf);

       }

       bos.flush();

   }catch(IOException e){

       e.toString();

   }finally{

       try{

           if(bos!=null){

               bos.close();

           }

           if(bis!=null){

               bis.close();

           }

       }catch(IOException ex){

           ex.toString();

       }

   }

}

 

 

3.转换流

 

    特点

 

      |--是字节流和字符流之间的桥梁

      |--该流对象可以对读取到的字节数据进行指定编码表的编码转换

 

    何时使用

 

      |--当字节和字符之间有转换动作时

      |--流操作的数据需要进行编码表的指定时

 

    具体对象体现

 

      |--InputStreamReader:字节到字符的桥梁

      |--OutputStreamWriter:字符到字节的桥梁

 

    说明

 

       这两个流对象是字符流体系中的成员,它们有转换的作用,而本身又是字符流,所以在new的时候需要传入字节流对象。

 

    构造函数

 

      |--InputStreamReader(InputStream)

          通过该构造函数初始化,使用的是系统默认的编码表GBK

      |--InputStreamReader(InputStream,String charset)

          通过该构造函数初始化,可以通过charset参数指定编码。

      |--OutputStreamWriter(OutputStream)

          使用的是系统默认的编码表GBK

      |--OutputStreamWriter(OutputSream,String charset)

          通过该构造函数初始化,可以通过参数charset指定编码。

 

    操作文件的字符流对象是转换流的子类

 

      |--Reader

          |--InputStreamReader(转换流)

             |--FileReader(文件字符流)

 

      |--Writer

          |--OutputStreamWriter(转换流)

             |--FileWriter(文件字符流)

 

    说明

 

      转换流中的read方法,已经融入了编码表,在底层调用字节流的read方法时将获取的一个或者多个字节数据进行临时存储,并去查指定的编码表,如果编码没有指定,则使用默认编码表。

 

      既然转换流已经完成了编码转换的动作,对于直接操作的文本文件的FileReader而言,就不用再重新定义了,只要继承该转换流,获取其方法,就可以直接操作文本文件中的字符数据了。

 

    注意

 

      在使用FileReader操作文本数据时,该对象使用的是默认的编码表,如果要使用指定的编码表,必须使用转换流。

 

    代码体现

 

      FileReader fr=new FileReader(“test.txt”);

      InputStreamReader isr=new InputStreamReader(new

FileInputStreamReader(“test.txt”));

 

这两句代码意义相同,操作test.txt中的数据都是使用了系统默认的编码GBK。因为我们系统默认使用的编码表是GBK,如果test.txt中的数据是通过UTF-8形式编码的,那么在读取的时候就需要指定编码表,因此转换流必须使用InputStreamReader isr=newInputStreamReader(new FileInputStream(“a.txt”),”UTF-8”);

 

 

 

四、流操作的基本规律

 

|--明确数据源和数据汇(数据目的)

 

其实是为了明确是输入流还是输出流

 

|--明确操作的数据是否是纯文本数据

 

|--说明

 

数据源

 

     键盘System.in、硬盘、File开头的流对象、内存(数组)。

 

数据汇

 

     控制台System.out、硬盘、File开头的流对象、内存(数组)。

 

|--需求

 

将键盘录入的数据存储到一个文件中和打印到控制台

 

     |--数据源System.in

 

       既然是源,使用的就是输入流,可用的体系有InputStream、Reader。因为键盘录入进来的一定是纯文本数据,所以可以使用专门操作字符数据的Reader。而System.in对应的流是字节读取流,所以要将其进行转换,将字节转换成字符即可,所以要使用Reader体系中的InputStreamReader,如果要提高效率,就使用BufferedReader,代码如:

 

BufferedReader bur=new BufferedReader(newInputStreamReader(Sysem.in));

 

          |--数据汇:一个文件、硬盘

 

              数据汇一定是输出流,可以用的体系有OutputStream、Writer。往文件中存储的都是文本数据,那么可以使用字符流较为方便Writer。因为操作的是一个文件,所以使用Writer中的FileWriter,同理,要提高效率就要使用BufferedWriter。

 

             代码如:BufferedWriter bufr=new BufferedWriter(new

 

FileWriter(“test.txt”));

 

 

清单9,将键盘录入的数据存储到一个文件中和打印到控制台代码  

private static void test7(){

   BufferedReader bur=null;

   OutputStreamWriter osw=null;

   BufferedWriter bw=null;

   try{

       //数据源

       bur=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

       //数据汇

       osw=new OutputStreamWriter(System.out);

       //数据汇,因为数据源用的是系统默认编码,所以这里可以直接使用FileWriter

       //否则必须使用OutputStreamWriter转换流

       bw=new BufferedWriter(new FileWriter("D:\\test_target.txt"));

       String line=null;

       while((line=bur.readLine())!=null){

           osw.write(line);

           osw.flush();//刷新到控制台

           bw.write(line);

           bw.flush();//刷新到文本文件

       }   

   }catch(IOException e){

       e.toString();

   }finally{

       try{

           if(osw!=null){

               osw.close();

           }

            if(bur!=null){ 
                bur.close(); 
            } 
            if(bw!=null){ 
                bw.close(); 
            } 
        }catch(IOException ex){ 
            ex.toString(); 
        } 
    } 
} 
 
清单9是按照默认编码表写入文本文件的,那么如何按照指定编码表写入文件呢?其实也很简单,将清单9的代码稍微改一下就可以了。
 

 

清单10代码   
private static void test8(){ 
    BufferedReader bur=null; 
    BufferedWriter bw=null; 
    try{ 
        //数据源 
        bur=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)); 
        //数据汇,按照指定编码格式存储到文本文件 
        bw=new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(new  
        FileOutputStream("D:\\test_target.txt"),"UTF-8")); 
        String line=null; 
        while((line=bur.readLine())!=null){ 
            bw.write(line); 
            bw.flush();//刷新到文本文件 
        }    
    }catch(IOException e){ 
        e.toString(); 
    }finally{ 
        try{ 
            if(bur!=null){ 
                bur.close(); 
            } 
            if(bw!=null){ 
                bw.close(); 
            } 
        }catch(IOException ex){ 
            ex.toString(); 
        } 
    } 
} 
 

 

既然写入文件时指定了编码,那么在读取的时候就必须指定该编码才能正确显示。
 

 

清单11,读取指定编码表的文件代码   
private static void test9() { 
    BufferedReader bur = null; 
    try { 
        //注意,这里读取的是清单8写入的文件, 
        //清单10用UTF-8编码格式写入, 
        //所以在构造InputStreamReader时必须指定UTF-8编码 
        bur = new BufferedReader(new InputStreamReader( 
new FileInputStream("D:\\test_target.txt"), "UTF-8")); 
        String line = null; 
        while ((line = bur.readLine()) != null) { 
            System.out.println(line); 
        } 
    } catch (IOException e) { 
        e.toString(); 
    } finally { 
        try { 
            if (bur != null) { 
                bur.close(); 
            } 
        } catch (IOException ex) { 
            ex.toString(); 
        } 
    } 
}
 

 

写入和读取都做了,现在还差个复制操作,其实复制文件也很简单,先读取文件,再将读取到的数据写入文件,不同的是,在读取和写入时我们可以指定编码表。
 

 

清单12代码   
private static void test11() { 
    BufferedReader bur = null; 
    BufferedWriter buw = null; 
    try { 
        bur = new BufferedReader(new InputStreamReader( 
new FileInputStream("D:\\test_target.txt"), "UTF-8")); 
        buw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter( 
        new FileOutputStream("D:\\test_target1.txt"),"UTF-8")); 
        String line = null; 
        while ((line = bur.readLine()) != null) { 
            buw.write(line); 
            buw.flush();//刷新到文本文件 
        } 
    } catch (IOException e) { 
        e.toString(); 
    } finally { 
        try { 
            if (buw != null) { 
                buw.close(); 
            } 
            if (bur != null) { 
                bur.close(); 
            } 
        } catch (IOException ex) { 
            ex.toString(); 
        } 
    } 

}

 

最后再来张图做个大的汇总

黑马程序员-JAVA基础学习日记八——IO流的学习总结

 

 

 

 

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