Java之------IO从基础到加强(二)

时间:2022-09-15 19:40:07

RandomAccessFile

1、随机访问文件,自身具备读写的方法

new RandomAccessFile()之后,若文件不存在会自动创建,存在则不创建。——该类其实内部既封装了字节输入流,又封装了字节输出流。

该类若用write()方法写整数,每次只写它的最后一个字节。而采用writeInt()方法,则可把一个整数完整地写入。 

2、通过skipBytes(int x),seek(int x)来达到随机访问

通过seek方法设置数据的指针就可以实现对文件数据的随机读写。InputStream中的skip()方法只能从头往后跳,不能反向;而seek()方法可双向随便定位。

3、数据修改方面的特点

用RandomAccessFile类可以实现数据的修改,当然文件中的数据一般要有规律,以方便在编程时能够进行定位,让数据写对地方。 而用“流”实现数据修改时,则通常需要把数据从流读到数组当中,在数组中进行数据修改,然后再把修改后的数组

再重新写到流中。 


序列化

★ 序列化

将一个对象存放到某种类型的永久存储器上称为保持。如果一个对象可以被存放到磁盘或磁带上,或者可以发送到另外一台机器并存放到存储器或磁盘上,那么这个对象就被称为可保持的。(在Java中,序列化、持久化、串行化是一个概念。)
java.io.Serializable接口没有任何方法,它只作为一个“标记者”,用来表明实现了这个接口的类可以考虑串行化。类中没有实现Serializable的对象不能保存或恢复它们的状态。 

★ 对象图

当一个对象被串行化时,只有对象的数据被保存;方法和构造函数不属于串行化流。如果一个数据变量是一个对象,那么这个对象的数据成员也会被串行化。树或者对象数据的结构,包括这些子对象,构成了对象图。

★ 瞬时 transient

防止对象的属性被序列化。

Address.java

package io.serializable;

import java.io.Serializable;

public class Address implements Serializable {
//静态变量是不会被序列化的。对于非静态变量,一般情况下都会被序列化,但如果声明成transient型则不会。
transient int num;//瞬时变量---该变量是不会被序列化的---不会出现在对象图中的
private String name;
private int age;
private String tel;

public Address(String name, int age, String tel) {
super();
this.name = name;
this.age = age;
this.tel = tel;
}


public Address(int num, String name, int age, String tel) {
super();
this.num = num;
this.name = name;
this.age = age;
this.tel = tel;
}


@Override
public String toString() {
return "Address [num=" + num + ", name=" + name + ", age=" + age
+ ", tel=" + tel + "]";
}

}
SerializableDemo.java

package io.serializable;

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.io.OutputStream;

public class SerializableDemo {

public static void main(String[] args) throws Exception {
//demo1();
demo2();
}

private static void demo2() throws FileNotFoundException, IOException,
ClassNotFoundException {
//对象序列化---输出,写
OutputStream fout = new FileOutputStream("a.txt");
ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(fout);
out.writeObject( new Address(1,"aa",23,"13588888888"));
out.writeObject( new Address(2,"bb",24,"13566666666"));
out.writeObject( new Address(3,"cc",23,"13577777777"));
out.writeObject( new Address(4,"dd",25,"13599999999"));
out.close();

//反序列化----读
InputStream fin = new FileInputStream("a.txt");
ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(fin);
System.out.println( in.readObject() );
System.out.println( in.readObject() );
System.out.println( in.readObject() );
System.out.println( in.readObject() );
}
private static void demo1() throws FileNotFoundException, IOException,
ClassNotFoundException {
//对象序列化---输出,写
OutputStream fout = new FileOutputStream("a.txt");
ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(fout);
out.writeObject( new Address("aa",23,"13588888888"));
out.writeObject( new Address("bb",24,"13566666666"));
out.writeObject( new Address("cc",23,"13577777777"));
out.writeObject( new Address("dd",25,"13599999999"));
out.close();

//反序列化----读
InputStream fin = new FileInputStream("a.txt");
ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(fin);
System.out.println( in.readObject() );
System.out.println( in.readObject() );
System.out.println( in.readObject() );
System.out.println( in.readObject() );
}

}

缓冲输入输出流
(BufferedInputStream和BufferedOutputStream)

方式一:

DataInputStream in = new DataInputStream(
new BufferedInputStream(
new FileInputStream("Test.txt") );
方式二:

DataInputStream in = new DataInputStream(
new FileInputStream("Test.txt") );
方式三:

BufferedInputStream in = new BufferedInputStream( 
new DataInputStream(
new FileInputStream("Test.java") );

☆示例测试技术总结:方案1是最优的

1)有buffer比没有更快;

2)buffer放在中间层包装比放在外层更快;

3)按行或按块操作 比 按字节或字符操作更快(用Object流操作的速度 比 字节字符方式 更快)

4)缓冲区要结合流才可以使用,在流的基础上对流的功能进行了增强。

package io.buffer;

import java.io.BufferedInputStream;
import java.io.DataInputStream;
import java.io.FileInputStream;

public class BufferedStreamDemo {
public static void main(String[] args) {
try {
//test1();
//test2();
test3();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}

private static void test1() throws Exception {
long t1 = System.currentTimeMillis();
DataInputStream din = new DataInputStream(new BufferedInputStream(
new FileInputStream("b.txt")));
String str = null;
while ((str = din.readLine()) != null) {
System.out.println(str);
}
long t2 = System.currentTimeMillis();
System.out.println("方式1运行时间(毫秒):" + (t2 - t1));
}

private static void test2() throws Exception {
long t1 = System.currentTimeMillis();
DataInputStream din = new DataInputStream(
new FileInputStream("b.txt"));
String str = null;
while ((str = din.readLine()) != null) {
System.out.println(str);
}
long t2 = System.currentTimeMillis();
System.out.println("方式2运行时间(毫秒):" + (t2 - t1));
}

private static void test3() throws Exception {
long t1 = System.currentTimeMillis();
BufferedInputStream bin = new BufferedInputStream(
new DataInputStream(
new FileInputStream("b.txt")) );
byte buf[] = new byte[20];
int n=0;
while ((n = bin.read(buf)) != -1) {
System.out.println(new String(buf,0,n));
}
long t2 = System.currentTimeMillis();
System.out.println("方式3运行时间(毫秒):" + (t2 - t1));
}

}


转换流
(InputStreamReader和OutputStreamWriter)

★转换流功能1:充当字节流与字符流之间的桥梁

需求:模拟英文聊天程序,要求:
     (1) 从键盘录入英文字符,每录一行就把它转成大写输出到控制台;
     (2) 保存聊天记录到字节流文件。

 要求1的设计分析:

1)需要从键盘接收录入,得用System.in,它是字节输入流InputStream;
2)需要处理字符,可以自己把字节强转成字符,也可以用字符流;
3)需要类似readLine的功能,而这个方法在字符流BufferedReader中有(而且该类有缓冲增速)。
综上,采用转换流把字节流转成字符流处理比较合理,即使用InputStreamReader

 要求2的设计分析:

1)需要把字符数据按行保存到字节流文件 ;
2)字符流采用BufferedWriter比较合适,因为它有newLine方法且能实现高效;
3)字节流文件,得采用FileOutputStream。
综上,采用转换流把字符流转成字节流处理比较合理,即使用OutputStreamWriter

package io.transfer;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStream;
import java.io.OutputStreamWriter;

public class TranStreamDemo {

public static void main(String[] args) throws IOException {
//输入
InputStream in = System.in;
InputStreamReader isr = new InputStreamReader(in);
BufferedReader br = new BufferedReader(isr);

//输出
OutputStream out = new FileOutputStream("chat.txt");
OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(out);
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(osw);

String line = null;
while( (line=br.readLine())!=null){
if("over".equals(line)){//养成好的代码习惯:调用String中的方法时,把常量字符串放在前面,防止变量为null而导致异常
break;
}
System.out.println( line.toUpperCase() );
bw.write(line);
bw.newLine();
bw.flush();//字符流是带缓冲的,必须刷缓冲
}
}

}

★转换流功能2:字符编码转换

采用FileWriter以默认方式编码
    FileOutputStream+默认编码表

采用转换流以默认方式编码
   OutputStreamWriter + FileOutputStream + 默认编码表

采用转换流以指定编码方式编码
   OutputStreamWriter + FileOutputStream +指定编码表

采用转换流以指定编码方式解码
   InputStreamReader + FileInputStream +指定编码表

package io.transfer;

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.FileReader;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStreamWriter;

public class TranStreamDemo2 {

public static void main(String[] args) {
try {
//readTextDecoding1();
//readTextDecoding2();
writeTextEncoding();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}

private static void writeTextEncoding() throws IOException {
//第一种: FileWriter+默认编码表
FileWriter fw = new FileWriter("files\\w_utf-8.txt");//该文件的编码由平台(如MyEclipse或dos窗口)定,不一定是utf-8
fw.write("每天进步一点点...");
fw.close();

//第二种: OutputStreamWriter+默认编码表
OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("files\\w_utf-8_2.txt"));//该文件的编码由平台(如MyEclipse或dos窗口)定,不一定是utf-8
osw.write("第天进步一点点...");//牛耳
osw.close();

//第三种: OutputStreamWriter+指定编码表
OutputStreamWriter osw2 = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("files\\w_utf-8_3.txt"),"utf-8");//该文件的编码一定是utf-8,因为是我们自己指定的
osw2.write("第天进步一点点...");
osw2.close();

}

private static void readTextDecoding1() throws IOException {
FileReader fr = new FileReader("files\\utf-8.txt");//采用默认编码表解码
char[] cbuf = new char[10];
int len=0;
while( (len=fr.read(cbuf))!=-1){
String str = new String(cbuf,0,len);
System.out.print(str);
}
fr.close();
}

private static void readTextDecoding2() throws IOException {
//InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream("files\\gbk.txt"));//如果不指定编码表,则是采用默认的

//用转换流自己指定解码表----只要文件的编码表和这里指定的解码表相同,就不会出现乱码
//InputStreamReader isr = new InputStreamReader( new FileInputStream("files\\gbk.txt"), "gbk"); //ok
//InputStreamReader isr = new InputStreamReader( new FileInputStream("files\\utf-8.txt"), "gbk");//乱码
InputStreamReader isr = new InputStreamReader( new FileInputStream("files\\utf-8.txt"), "utf-8");//ok
char[] cbuf = new char[20];
int len = isr.read(cbuf);
String str = new String(cbuf,0,len);
System.out.println(str);
isr.close();
}

}


打印流

(PrintStream和PrintWriter)

★打印流的特点:

1)只有输出没有输入。PrintStream是字节打印流,PrintWriter是字符打印流。
2)能够方便地打印各种数据“值表示形式”,提供了一系列的打印功能(只有它有,其它流都没有。)
3)和其他输出流不同,它永远不会抛出IOException异常(构造方法除外),异常内部解决且设置了内部标志。
4)可创建具有自动刷新的功能,可使用带换行符的println()方法。
5)(在构造方法中)可以指定字符集编码的。

package io.print;

import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.PrintStream;

//System.out就是PrintStream类型
public class PrintStreamDemo {
public static void main(String[] args) {
try {
demo1();
demo2();
for(int i=0;i<10;i++){
System.out.println(i);
}

} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}

}

//把System.out的输出目的地从屏幕更改到日志文件
private static void demo2() throws IOException {
FileOutputStream fout = new FileOutputStream("log.txt");
PrintStream out = new PrintStream(fout, true);
System.setOut(out);
}

private static void demo1() throws IOException {
//
PrintStream out = new PrintStream("print.txt");
//out.write()只写入一个字节的信息,如果参数大于一个字节的范围,那么实际上只会写入最后一个字节的数据
//out.write(97);
out.write(353);//最后一个字节是97,因此写入的是一个字符'a'----写入的是值的表现形式
//System.out.write(353);//输出'a'
//System.out.flush();

out.println(345);//把参数转换成字符串输出
//上一句等价于out.write( String.valueOf(i) )


//※总之,PrintStream中用write()输出的是字节数据且每次只输出一个字节,而print()输出的是数据的值的表现形式即转换成字符串输出。
//JSP中的out对象就是这种类型。要输出字节数据如图片声明等二进制格式则必须用write(),而输出页面数据(字符)则要用print()或println()
}

}

★关于打印流的自动刷新

只有遇到结束字符(换行符)时才会自动刷新,如在调用其中一个println方法或写入换行符或字节('\n)时会自动刷新输出缓冲区。

package io.print;

import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;

//演示PrintStream类的自动刷新功能
public class PrintStreamDemo2 {
public static void main(String[] args) {
try {
//demo1();
demo2();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}

}
private static void demo1() throws IOException {
//默认不自动刷新的
PrintWriter out = new PrintWriter(System.out);
out.print("Hello World");//不会自动刷新
out.println("Hello World");//不会自动刷新
out.flush();//手动刷新
}

private static void demo2() throws IOException {
//设置自动刷新的
PrintWriter out = new PrintWriter(System.out,true);
out.print("Hello World");//不会自动刷新
out.println("Hello World");//会----因为println()内部调用了out.flush()
out.print("Hello3 \n");//不会
out.print("Hello3 \r\n");//不会
out.printf("%s", "Hello4");//会

/*总之:
* autoFlush - boolean 变量;如果为 true,则 println、printf 或 format 方法将刷新输出缓冲区。
* ---其实是因为这几个方法中帮我们调用了out.flush()。
*/
}
}


IO包中的其他流
★字节数组流
    ByteArrayInputStream与ByteArrayOutputStream

package io.array;

import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.ByteArrayOutputStream;

public class ByteArrayStreamDemo {
public static void main(String[] args) {
String str ="adhjsdhhsd";
ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(str.getBytes());
ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
int ch=0;
while( (ch=bis.read())!=-1 ){
bos.write(ch);
}
System.out.println(bos.toString());
}
}
★字符数组流
    CharArrayReader与CharArrayWriter
★字符串流
    StringReader 与 StringWriter

★序列流

    SequenceInputStream  ——对多个流进行合并

将多个流进行逻辑串联(合并变成一个流,操作起来很方便,因为多个源变成了一个源) 

package io.sequence;

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.SequenceInputStream;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.Enumeration;

public class SequenceInputStreamDemo {

public static void main(String[] args) throws IOException {
FileInputStream fin1 = new FileInputStream("files\\seq1.txt");
FileInputStream fin2 = new FileInputStream("files\\seq2.txt");
FileInputStream fin3 = new FileInputStream("files\\seq3.txt");

ArrayList<FileInputStream> v = new ArrayList<FileInputStream>();
v.add(fin1);
v.add(fin2);
v.add(fin3);

Enumeration<FileInputStream> en = Collections.enumeration(v);
SequenceInputStream sis = new SequenceInputStream(en);

//创建输出流---因为要把前3个文件中的内容读取出来合并到 seq4.txt文件
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("files\\seq4.txt");
int len = 0;
byte buf[] = new byte[10];
while((len=sis.read(buf))!=-1){
fos.write(buf, 0, len);
}
fos.close();
sis.close();
}
}


IO流知识点小结

1、知识点

a、流是用来处理数据的。

b、处理数据时,一定要先明确数据源与数据目的地(数据汇)。

c、数据源可以是文件、键盘或者其他流。

d、数据目的地可以是文件、显示器或者其他流。

e、流只是在帮助数据进行传输,并对传输的数据进行处理,比如过滤处理、转换处理等。

2、IO流体系

使用要点:看顶层(父类共性功能),用底层(子类具体对象)。

命名规律:每个子类的后缀名都是所属体系的父类的名称,很容易区分所属的体系。

而且每一个子类前缀名都是该子类对象的功能体现。

(掌握IO流体系的要点和规律,开发时设计与查找相应的类就容易多了)


IO流的操作规律

1、明确源和目的。

源:InputStream   Reader 一定是被读取的。

目的:OutputStream  Writer 一定是被写入的。

2、处理的数据是否是纯文本的数据?

是:使用字符流。Reader Writer

否:使用字节流。 InputStream OutputStream

(到这里,两个明确确定完,就可以确定出要使用哪个体系。接下来,就应该明确具体这个体系要使用哪个具体的对象。【所谓的看顶层】)

3、明确数据所在的设备。

源设备:

键盘(System.in)  

  硬盘(FileXXX)FileReader FileInputStream 

内存(数组)ByteArrayInputStream CharArrayReader StringReader

网络(Socket)

 目的设备:  

显示器(控制台System.out)

   硬盘(FileXXX)FileWriter FileOutputStream

  内存(数组)ByteArrayOutputStream CharArrayWriter StringWriter

  网络(Socket) 

(到这里,具体使用哪个对象就可以明确了。【所谓的用底层】)

4、明确是否需要额外功能?

1) 是否需要高效?缓冲区Buffered (字符与字节各两个)

2) 是否需要转换?转换流  InputStreamReader OutputStreamWriter

3) 是否操作基本数据类型? DataInputStream  DataOutputStream

4) 是否操作对象(对象序列化)? ObjectInputStream ObjectOutputStream 

5) 需要对多个源合并吗? SequenceInputStream

6) 需要保证数据的表现形式到目的地吗? PrintStream 或 PrintWriter 

(到这里,具体的设计方案就可以明确了。【套接与功能加强】)


IO流的操作规律之设计方案练习

需求1:复制一个文本文件。

1、明确源和目的。

源:InputStream   Reader

目的:OutputStream  Writer

2、处理的数据是否是纯文本的数据?

源:Reader

目的:Writer

3、明确数据所在的设备。

源:file(硬盘) FileReader fr = new FileReader("a.txt");

目的:file(硬盘) FileWriter fw = new FileWriter("b.txt");

4、明确是否需要额外功能?

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

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

需求2:复制一个图片文件。

1、明确源和目的。

源:InputStream   Reader

目的:OutputStream  Writer

2、处理的数据是否是纯文本的数据?

源:Reader

目的:Writer

3、明确数据所在的设备。

源:file(硬盘) FileReader fr = new FileReader("a.txt");

目的:file(硬盘) FileWriter fw = new FileWriter("b.txt");

4、明确是否需要额外功能?

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

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

需求3:读取键盘录入,存储到一个文件中。

1、明确源和目的。

源:InputStream   Reader

目的:OutputStream  Writer

2、处理的数据是否是纯文本的数据?

源:Reader

目的:Writer

3、明确数据所在的设备。

源:file(硬盘) InputStream in = System.in; 原因:必须要将键盘录入的字节转成字符。需要将字节-->字符的转换流。InputStreamReader

目的:file(硬盘) FileWriter fw = new FileWriter("b.txt");

4、明确是否需要额外功能?

InputStreamReader isr = new InputStreamReader(System.in);

FileWriter fw = new FileWriter("a.txt");

高效:BufferedReader bufr = new BufferedReader( isr);

BufferedWriter bufw = new BufferedWriter( fw );

需求4:读取一个文本文件,显示到显示器上。

1、明确源和目的。

源:InputStream   Reader

目的:OutputStream  Writer

2、处理的数据是否是纯文本的数据?

源:Reader

目的:Writer

3、明确数据所在的设备。

源:file(硬盘) FileReader fr = new FileReader("a.txt");

目的:显示器  OutputStream out = System.out; 原因:要将字符数据转换成字节输出。输出转换流:OutputStreamWriter

4、明确是否需要额外功能?

FileReader fr = new FileReader("a.txt");

OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(System.out);

高效:BufferedReader bufr = new BufferedReader( fr);

BufferedWriter bufw = new BufferedWriter( osw );

需求5:读取一个文本文件,将文本按照指定的编码表UTF-8写入到另一个文件中

1、明确源和目的。

源:InputStream   Reader

目的:OutputStream  Writer

2、处理的数据是否是纯文本的数据?

源:Reader

目的:Writer

3、明确数据所在的设备。

源:file(硬盘) FileReader fr = new FileReader("a.txt");

目的:file(硬盘) FileOutputStream fout = new FileOutputStream("b.txt")原因:假定输出时要为字符数据指定编码表。转换流中的参数需要字节流,因此用转换流:FileOutputStream。

4、明确是否需要额外功能?

FileReader fr = new FileReader("a.txt");

OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(fout,”utf-8”);

高效:BufferedReader bufr = new BufferedReader( fr);

BufferedWriter bufw = new BufferedWriter( osw );



两大例题

文件切割

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字符串截取

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