Java核心类库——IO原理和用法

栏目：php教程时间：2017-02-24 11:14:21

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Java IO流(InputStream/OutputSteam)

甚么是IO流？
byte序列的读写，Java中的IO流是实现输入/输出的基础.
1)
InputStream ：抽象类读取数据的进程包括读取方法read();
in 模仿了读取小说的进程

简单说： in是读取文件的

OutputStream:抽象了写出数据的进程包括写出方法write();
out模仿了写笔记记录的进程

简单说： out是写入文件的

基本的byte流
InputStream(抽象方法read())
|--- FileInputStream(read()在文件上读取) 节点流
|
|--- FilterInputStream 过滤器流,输入流功能的扩大
| |--- DataInputStream(readInt()) 基本类型数据的读取
| |--- BufferedInputStream 提供读取缓冲区管理
| --- ObjectInputStream 过滤器流,依赖基本byte流,扩大对象的反序列化

OutputStream(抽象方法write())
|--- FileOutputStream(write()在文件上写实现写入)   节点流
|
|--- FilterOutputStream 过滤器流,输出流功能的扩
|    |--- DataOutputStream(writerInt()) 基本类型数据的写出
|   |--- BufferedOutputStream 提供了输出缓冲区管理
| --- ObjectOutputStream 过滤器流,依赖基本byte流,扩大对象的序列化

注意:除节点流外都是过滤器流

字符流,可以处理字符编码,底层依赖于byte流
Reader 读取文本
     | --- InputStreamReader 过滤去,依赖基本byte输入流
     |      实现文本编码的解析
     |
     | --- BufferedReader 过滤器, 需要依赖Reader 实例
     |    提供了readLine()方法, 可以在文本文件中读取1行
     |    是经常使用的文本读取方法
Writer
     | --- OutputStreamWriter 过滤器,,依赖基本byte输出流
     |        实现文本编码
     | --- PrintWriter 过滤器,依赖于Writer 流
     |                       提供了输出文本常有方法println()

2) EOF = End of File = ⑴ (文件读到末尾会返回⑴)

3) 输入流的基本方法
InputStream in = new InputStream(file) / /file是文件名
int b = in.read();     读取1个byte无符号填充到int底8位,⑴是EOF
int.read(byte[] buf)    读取数据填充到buf中
int.read(byte[] buf,int start,int size) 读取数据填充到buf中
in.close      关闭输入流

4)输出流的基本方法:
OutputStream out = new OutputStream(file) / /file是文件名
out.write(int b)     写出1个byte 到流 b 的底8位写出
out.write(byte[] buf)    将buf的1部份写入流中
out.write(byte[] buf, int start, int size) 将buf的1部份写入流中
out.flush()      清算缓存
out.close

1.FileInputStream (read()在文件上读取)   节点流
方法:  read()     　　　　从输入流中读取数据的下1个字节
  　　 read(byte[] buf)  从输入流中读取1定数量的字节，并将其存储在缓冲区数组 buf中
　　 read(byte[] b, int off, int len) 将输入流中最多 len 个数据字节读入 byte 数组。
例

 1 import java.io.FileInputStream;
 2 import java.io.IOException;
 3 import java.io.InputStream;
 4 
 5 public class InputStreamDemo {
 6  public static void main(String[] args) 
 7   throws IOException {
 8   String file = "out.txt";
 9   InputStream in = new FileInputStream(file);
10   int b;
11   while((b=in.read())!=⑴){//read()方法
12    System.out.print(Integer.toHexString(b) + " ");
13   }
14   in.close();
15   
16   in = new FileInputStream(file);
17   //in.available() 可以读取的数据个数，小文件1般是文件长度
18   byte[] buf = new byte[in.available()];
19   in.read(buf);//read(byte[] buf)方法重载
20   in.close();
21   for (byte c : buf) {
22    System.out.print(Integer.toHexString(c & 0xff) + " ");
23    // c & 0xff --->将16进制写成0xff的格式
24    //ffffffd6---> d6
25    //11111111 11111111 11111111 11010110  &对应相乘
26    //00000000 00000000 00000000 11111111  0xff
27    //00000000 00000000 00000000 11010110
28   }
29  }
30 }

2 FileOutputStream(write()在文件上写实现写入)   节点流
方法 :write(int b)  将指定的字节写入此输出流。
write(byte[] buf)   将 b.length 个字节从指定的 byte 数组写入此输出流。
write(byte[] b, int off, int len) 将指定 byte 数组中从偏移量 off 开始的 len 个字节写入此输出流。
例子

 1 import java.io.*;
 2 
 3 public class OutputStreamDemo {
 4  public static void main(String[] args) 
 5  throws IOException{
 6   String file = "out.txt";
 7   OutputStream out = new FileOutputStream(file);
 8   out.write(65);//在文件中是以16进制存储的,对应0x41
 9   out.write(66);//0x42
10   byte[] buf = {(byte)0xd6,(byte)0xd0};
11   out.write(buf);
12   out.flush();//刷出缓存，清算缓冲区，保证可靠写 
13   out.close();
14  }
15 }

3.BufferedInputStream和BufferedOutputStream 的用法

BufferedInputStream(FileInputStream in)
BufferedOutputStream(FileOutputStream out)
可以提高性能
例子

 1 import java.io.BufferedInputStream;
 2 import java.io.BufferedOutputStream;
 3 import java.io.FileInputStream;
 4 import java.io.FileOutputStream;
 5 import java.io.IOException;
 6 import java.io.InputStream;
 7 
 8 public class BufferedStreamDemo {
 9  public static void main(String[] args) throws IOException {
10   //BufferedInputStream普通写法
11   String file = "out.txt";
12   InputStream ins = new FileInputStream(file);
13   BufferedInputStream bufin= new BufferedInputStream(ins);
14   int b;
15   while((b=bufin.read())!=⑴){
16    System.out.println(Integer.toHexString(b));
17   }
18   //经常使用写法，只要用到FileInputStream的地方都可以套1个BufferedInputStream用来提升性能
19   BufferedInputStream in = new BufferedInputStream(
20     new FileInputStream("out.txt"));
21   
22   //BufferedOutputStream
23   BufferedOutputStream out = new BufferedOutputStream(
24     new FileOutputStream("out.txt"));
25   out.write(65);
26  }
27 }

4.基本类型数据的写出和读入
DataOutputStream 方法:readInt() readLong() readBoolean()等
写出(写)

 1 例子
 2 import java.io.*;
 3 public class DataOutDemo {
 4  public static void main(String[] args)
 5   throws IOException{ 
 6   String file = "data.dat";//项目文件夹
 7   OutputStream out = new FileOutputStream(file);
 8   //DataOutputStream 实现基本类型数据的序列化
 9   //将基本类型数据拆开为byte序列，写入到out流中
10   DataOutputStream dos = new DataOutputStream(out);
11   dos.write(⑵);
12   dos.writeInt(⑵);
13   dos.writeLong(⑵);
14   dos.writeByte(⑵);
15   dos.writeDouble(⑵);
16   dos.writeShort(⑵);
17   dos.writeFloat(⑵);
18   dos.writeBoolean(true);
19   dos.writeChar('中');
20   dos.close();
21 
22  }
23 }

DataInputStream 方法: writeInt() writeChar() 等8种
读入(读)

 1 import java.io.DataInputStream;
 2 import java.io.FileInputStream;
 3 import java.io.IOException;
 4 import java.io.InputStream;
 5 
 6 public class DataInDemo {
 7  public static void main(String[] args) 
 8   throws IOException{
 9   
10   String file = "data.dat";
11 
12   InputStream in = new FileInputStream(file);
13   //DataInputStream 从基本流中读取基本类型数据,实现基本
14   //类型数据的反序列化
15   DataInputStream dis = new DataInputStream(in);
16   int b = dis.read();
17   int i = dis.readInt();
18   long l= dis.readLong();
19   byte bx = dis.readByte();
20   double d = dis.readDouble();
21   short s = dis.readShort();
22   float f = dis.readFloat();
23   boolean bol = dis.readBoolean();
24   char c = dis.readChar();
25   dis.close();
26   System.out.print( b +" ");//254  fe
27   System.out.print(i+" ");
28   System.out.print(l+" ");
29   System.out.print(bx+" ");
30   System.out.print(d+" ");
31   System.out.print(s+" ");
32   System.out.print(f+" ");
33   System.out.print(bol+" ");
34   System.out.print(c+" ");
35   
36  }
37 }

5 字符串的序列化(文字的编码方案)
从char序列到byte序列的转换,叫"编码"
1) String 字符串本质上是Char

2)utf⑴6be 编码-----将16位char从中间切开为2个byte
utf ⑴6be是将 unicode char[] 序列化为byte[]的编码方案
能够支持65535个字符编码,英文浪费空间

如:
char[] = ['A', 'B', '中']
对应　 0041,0042,4e2d

utf⑻:国际标准,是将unicode编码为byte序列的方案,采取变长编码 1-N方案,其中英文1个byte,中文3个byte
   unicoded的" 中": 4e 2d = 01001110 00101101
    utf⑻的"中":e4 b8 ad =11100100 10111000 10101101
        1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx

以0开头的是英文(0⑴27)
110表示连续2字节表示1个字符
1110表示连续3字节表示1个字符
每一个数据字节以10开头

GBK: 中国标准,支持20000+中日韩文,英文编码1byte,中文2byte
与unicode不兼容，中文windows默许gbk

ISO8859⑴:只支持255个英文字符，不支持中文（Sun服务器默许编码，如tomcat等）

例子

 1 import java.io.FileOutputStream;
 2 import java.io.IOException;
 3 import java.io.OutputStream;
 4 
 5 public class CharIODemo {
 6  public static void main(String[] args) 
 7   throws IOException{
 8   String str = "ABCD中国";
 9   System.out.println(str);
10   //Java 的字符是16位 Unicode值，而文件是8位Byte序列
11   
12   //GBK
13   System.out.println("GBK编码方案,对字符编码");
14   String file = "gbk.txt";
15   OutputStream out = new FileOutputStream(file);//默许GBK编码方案
16   byte[] gbk = str.getBytes("GBK");
17   out.write(gbk);
18   out.close();
19   IOUtils.print(file);
20   //UTF⑴6BE,每一个编码是2个字节
21   System.out.println("UTF⑴6BE编码方案,对字符编码");
22   file = "utf⑴6be.txt";
23   out = new FileOutputStream(file);
24   byte[] utf16be = str.getBytes("UTF⑴6BE");
25   out.write(utf16be);
26   out.close();
27   IOUtils.print(file);
28   
29   //UTF⑻,英文是1个字节,中文是3个字节
30   System.out.println("UTF⑻编码方案,对字符编码");
31   file = "utf⑻.txt";
32   out = new FileOutputStream(file);
33   byte[] utf8 = str.getBytes("UTF⑻");//编码string -> byte[]
34   out.write(utf8);
35   out.close();
36   IOUtils.print(file);
37   
38   byte[] buf = IOUtils.read("utf⑻.txt");
39   //new String(buf,"UTF⑻"),构造器可以将　byte编码序列
40   //解码为 char序列(字符串)
41   String s = new String(buf,"UTF⑻");//解码byte-> String
42   System.out.println(s);
43  }
44 }

6 字符流IO(Reader Writer)
1) 字符的处理,1次处理1个字符(unicode编码)
2) 字符的底层依然是基本的字节流
3) 字符流的基本实现
InputStreamReader 完成byte流解析为char流,依照编码解析
OutputStreamWriter 提供char流到byte流,依照编码处理
4) 字符流的过滤器
    是字符读写的功能扩大,极大的方便了文本的读写操作
    BufferedReader : readLine()   1次读取1行
    PrintWriter :　println()  1次打印1行
5)读取1个文本文件
InputStream is = new FileInputStream("test.txt");
Reader in = new InputStreamReader(is);
BufferedReader reader = new BufferedReader(in);
或
BufferedReader in = new BufferedReader(new FileReader(filename));

例子:

 1 import java.io.BufferedInputStream;
 2 import java.io.BufferedReader;
 3 import java.io.FileInputStream;
 4 import java.io.IOException;
 5 import java.io.InputStreamReader;
 6 
 7 public class TestReaderDemo {
 8  public static void main(String[] args) 
 9   throws IOException{
10   //Scanner BufferedReader都是流的功能扩大，是过滤器
11   // 不能单独使用，终究需要依赖于基本byte流(in)
12   //Scanner 提供了nextLine()方法//Java5以后
13   //BufferedReader 提供了 readLine()方法，读取1行
14   //readLine()读取到文件末尾返回null
15   
16   //逐行读取文本文件，显示到系统控制台
17   //工作中经常使用
18   String file = "in.txt"; //为当前工作区workspace/项目名/in.txt
19   BufferedReader in = new BufferedReader(
20     new InputStreamReader(
21       new BufferedInputStream(
22         new FileInputStream(file)),"gbk"));
23   String str;
24   while((str = in.readLine()) != null){
25    System.out.println(str);
26   }
27   in.close();
28  }

6)写出1个文本文件
PrintWriter out = new PrintWriter(new FileWriter(new FileOutputStream(filename)));
或
PrintWriter out = new PrintWriter(
new OutputStreamWriter(
new FileOutputStream(filename)))
例子

 1 import java.io.IOException;
 2 import java.io.PrintWriter;
 3 import java.util.Scanner;
 4 
 5 public class SyncWriteDemo {
 6  public static void main(String[] args) 
 7   throws IOException{
 8   Scanner in = new Scanner(System.in);
 9   String file = "sync.txt";
10   PrintWriter out = new PrintWriter(file,"UTF⑻");
11   while(true){
12    String str = in.nextLine();
13    out.println(str);
14    if("q".equalsIgnoreCase(str)){
15     break;
16    }
17   }

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