Java学习之IO流


File类的使用

  • java.io.File类:文件文件目录路径的抽象表示形式,与平台无关
  • File能新建、删除、重命名文件和目录,但 File不能访问文件内容本身。如果需要访问文件内容本身,则需要使用输入/输出流。
  • 想要在Java程序中表示一个真实存在的文件或目录,那么必须有一个File对象,但是Java程序中的一个File对象,可能没有一个真实存在的文件或目录。
  • File对象可以作为参数传递给流的构造器
 * 1. File类的一个对象,代表一个文件或一个文件目录(俗称:文件夹)
 * 2. File类声明在java.io包下
 * 3.File类中涉及到关于文件或文件目录的创建、删除、重命名、修改时间、文件大小等方法,并未涉及到写入或读取文件内容的操作。如果需要读取或写入文件内容,必须使用Io流来完成。
 * 4.后续File类的对象通常会作为参数传递到流的构造器中,指明读取或写入的"终点"

创建File类的实例:

常用构造器:

# public File(String pathname)
以pathname为路径创建File对象,可以是绝对路径或者相对路径,如果pathname是相对路径,则默认的当前路径在系统属性user.dir中存储。
    绝对路径:是一个固定的路径,从盘符开始
    相对路径:是相对于某个位置开始

# public File(String parent,String child)
以parent为父路径,child为子路径创建File对象。

# public File(File parent,String child)
根据一个父File对象和子文件路径创建File对象

路径分隔符:

  • 路径中的每级目录之间用一个路径分隔符隔开
  • 路径分隔符和系统有关:
    • windows和DOS系统默认使用\来表示
    • UNIX和URL使用/来表示
  • Java程序支持跨平台运行,因此路径分隔符要慎用。
  • 为了解决这个隐患,File类提供了一个常量:public static final String separator。根据操作系统,动态的提供分隔符。举例:
File file1 = new File("d:\\hello.txt");
File file2 = new File("d:" + File.separator + "hello.txt");
File file3 = new File("d:/hello.txt");
/*
    1.如何创建File类的实例
        File(String filePath)
        File(String parentPath, String childPath)
        File(File parentPath, String childPath)

    2.相对路径、绝对路径

    3.路径分隔符

    * */
@Test
public void test(){
    //构造器1:
    //相对路径(相较于某个路径下,指明的路径:这里的IDEA中相对于当前module中)
    File file1 = new File("hello.txt");
    //绝对路径
    File file2 = new File("d:\\hello.txt");
    // 为了解决不同操作系统下路径分隔符的隐患,File类提供了一个常量:`public static final String separator`。根据操作系统,动态的提供分隔符
    File file3 = new File("d:" + File.separator + "hello.txt");

    //构造器2:
    File file4 = new File("d:\\Code", "JavaCode");

    //构造器3:
    File file5 = new File(file4, "1.txt");

}

常用方法

File类的获取功能

public String getAbsolutePath():获取绝对路径
public String getPath():获取路径
public String getName():获取名称
public String getParent():获取上层文件目录路径。若无,返回null
public long length():获取文件长度(即:字节数)。不能获取目录的长度。
public long lastModified():获取最后一次的修改时间,毫秒值
# 以下两个适用于文件目录
public String[] list():获取指定目录下的所有文件或者文件目录的名称数组
public File[] listFiles():获取指定目录下的所有文件或者文件目录的File数组

File类的重命名功能

public boolean renameTo(File dest):把文件重命名为指定的文件路径

File类的判断功能

public boolean isDirectory():判断是否是文件目录
public boolean isFile():判断是否是文件
public boolean exists() :判断是否存在
public boolean canRead():判断是否可读
public boolean canWrite():判断是否可写
public boolean isHidden():判断是否隐藏

File类的创建功能:

public boolean createNewFile():创建文件。若文件存在,则不创建,返回false
public boolean mkdir() :创建文件目录。如果此文件目录存在,就不创建了。如果此文件目录的上层目录不存在,也不创建。
public boolean mkdirs():创建文件目录。如果上层文件目录不存在,一并创建

# 注意事项:如果你创建文件或者文件目录没有写盘符路径,那么,默认在项目路径下。

File类的删除功能:

public boolean delete():删除文件或者文件夹

# 删除注意事项:
Java中的删除不走'回收站'。
要删除一个文件目录,请注意该文件目录内不能包含文件或者文件目录

代码:

   @Test
    public void test1(){
        File file1 = new File("hello.txt");
        File file2 = new File("d:\\io\\1.txt");

        System.out.println(file1.getAbsolutePath());
        System.out.println(file1.getName()); //如果只是在内存中,没有创建,获取的值是null
        System.out.println(file1.getParent()); // 相对路径一般是获取不到父级目录的
        System.out.println(file1.getAbsoluteFile());
        System.out.println(file1.length());
        System.out.println(file1.lastModified());
        System.out.println("***********");

        System.out.println(file2.getAbsolutePath()); // d:\io
        System.out.println(file2.getName());  // d:\io
        System.out.println(file2.getParent());  // d:\io
        System.out.println(file2.getAbsoluteFile()); // d:\io\1.txt
        System.out.println(file2.length());
        System.out.println(new Date(file2.lastModified()));
        System.out.println("***********");

        // # 适用于文件目录
        File file3 = new File("E:\\Code");
        //获取文件名
        String[] list = file3.list();
        for (String s: list){
            System.out.println(s);
        }
        //绝对路径的形式显示出来
        File[] list2 = file3.listFiles();
        for (File f: list2){
            System.out.println(f);
        }


        //重命名
//        public boolean renameTo(File dest):把文件重命名为指定的文件路径
        //要想返回true,需保证:file4在硬盘中存在,且file5不能存在
        File file4 = new File("d:\\io\\2.txt");
        File file5 = new File("d:\\io\\222222.txt");
        //file4命名为file5(file4就没了,file5就存在了)
        boolean renameTo = file4.renameTo(file5);
        System.out.println(renameTo);




//        public boolean isDirectory():判断是否是文件目录
        System.out.println(file3.isDirectory());
//        public boolean isFile():判断是否是文件
        System.out.println(file3.isFile());
//        public boolean exists() :判断是否存在
        System.out.println(file3.exists());
//        public boolean canRead():判断是否可读
        System.out.println(file3.canRead());
//        public boolean canWrite():判断是否可写
        System.out.println(file3.canWrite());
//        public boolean isHidden():判断是否隐藏
        System.out.println(file3.isHidden());


    }


    /*
   真正在硬盘上创建、删除

    1.File类的创建功能:
public boolean createNewFile():创建文件。若文件存在,则不创建,返回false
public boolean mkdir() :创建文件目录。如果此文件目录存在,就不创建了。如果此文件目录的上层目录不存在,也不创建。
public boolean mkdirs():创建文件目录。如果上层文件目录不存在,一并创建

# 注意事项:如果你创建文件或者文件目录没有写盘符路径,那么,默认在项目路径下。



  2.File类的删除功能:

public boolean delete():删除文件或者文件夹

# 删除注意事项:
Java中的删除不走'回收站'。
要删除一个文件目录,请注意该文件目录内不能包含文件或者文件目录



     */
    @Test
    public void test2() throws IOException {
        //文件创建和删除
        File file = new File("d:\\io\\2.txt");
        if(!file.exists()){ //如果不存在就创建
            file.createNewFile();
            System.out.println("创建ok");
        }else{ //如果存在,就删除
            file.delete();
            System.out.println("delete ok");
        }

        //目录的创建和删除
        File pathName = new File("d:\\io\\xx\\yy");
        if(!pathName.exists()){ //如果不存在就创建
            boolean mk = pathName.mkdir();
            //boolean mk = pathName.mkdirs();  //如果上级目录不存在就递归创建目录
            if(mk){
                System.out.println("目录创建ok");
            }

        }else{ //如果存在,就删除
            pathName.delete(); // 注意该文件目录内不能包含文件或者文件目录
            System.out.println("目录delete ok");
        }

    }

IO流原理及流的分类

  • l/O是Input/Outpqt的缩写,I/O技术是非常实用的技术,用于处理设备之间的数据传输。如读/写文件,网络通讯等。
  • Java程序中,对于数据的输入/输出操作以“流(stream)”的方式进行。
  • java.io包下提供了各种“流”类和接口,用以获取不同种类的数据,并通过标准的方法输入或输出数据。
  • 输入input: 读取外部数据(磁盘、光盘等存储设备的数据)到程序(内存)中。
  • 输出output: 将程序(内存)数据输出到磁盘、光盘等存储设备中。
  • 我们要站在程序的角度

流的分类

  • 按操作数据单位不同分为:字节流(8 bit – bytes),字符流(16 bit — char)

  • 按数据流的流向不同分为: 输入流(数据—>程序),输出流(程序–>数据)

  • 按流的角色的不同分为:节点流(直接作用在文件上的),处理流(这个流的对象作为外面的流的参数,包了一层,加快了传输速度)

    | (抽象基类) | 字节流 | 字符流 |
    | :———-: | :———-: | :—-: |
    | 输入流 | InputStream | Reader |
    | 输出流 | OutputStream | Writer |

  1. Java的IO流共涉及40多个类,实 际上非常规则,都是从如上4个抽象基类派生的。
  2. 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后缀(比如后缀带Stream的都是字节,后缀带ReaderWriter的都是字节)。

IO流体系

深色的为重点

节点流(或文件流)

字符流

  • FileReader
  • FileWriter

字符流不能读取图片等字节数据

代码:

/*
字符流:
FileReader
FileWriter


Note:
1. read()的理解:返回读入的一个字符。如果达到文件末尾,返回-1
2.异常的处理:为了保证流资源一定可以执行关闭操作。需要使用try-catch-finally处理
3. 读入的文件一定要存在

     */
    @Test
    public void test(){
        //如果是在main方法中,则相对路径是相对于当前工程
        //【功能】:读取文件内容到程序中,并输出到控制台

        FileReader fr = null;
        try{
            //1.实例化File类的对象,指明要操作的文件
            File file = new File("d:\\io\\1.txt");
            //2.提供具体的流
            fr = new FileReader(file);
            //3.数据的读入
            //read():返回读入的一个字符,如果达到文件末尾,返回-1
            //方式1:
//        int data = fr.read();  // 返回-1表示读完了
//        while (data != -1){
//            System.out.println((char) data);
//            data = fr.read(); //继续向后读
//        }
            //方式2:
            int data;
            while ((data = fr.read()) != -1){
                System.out.println((char) data);
            }

        }catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            //4.流的关闭
            try{
                if(fr != null){
                    fr.close();
                }
            }catch (Exception e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }


/*
FileReader(char[] cbuf)读入数据
对read()操作升级: 使用read的重载方法

 */
    @Test
    public void test1(){
        FileReader fr = null;
        try{
            //1.实例化File类的对象,指明要操作的文件
            File file = new File("d:\\io\\1.txt");
            //2.FileReader的实例化,提供具体的流
            fr = new FileReader(file);
            //3.数据的读入操作(难点):
            char[] cbuf = new char[5]; //每次读入cbuf数组长度个字符的个数,如果达到文件末尾则返回-1
            int len;
            while ((len = fr.read(cbuf)) != -1){
                //方式1:
                for (int i = 0; i < len; i++) {
                    System.out.print(cbuf[i]);
                }
                //方式2:
//                String str = new String(cbuf, 0,len); //从0开始每次取len个
//                System.out.println(str);

            }

        }catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            //4.流资源的关闭
            try{
                if(fr != null){
                    fr.close();
                }
            }catch (Exception e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }


    /*
    FileWriter(): 从内存中写出数据到硬盘的文件中

    1.输出操作,对应的FiLe是可以不存在的。
        如果不存在,在输出的过程中,会自动创建此文件。
        如果存在,默认参数append:false会对原有文件的覆盖; true则在原有文件基础上添加
        即: 如果流使用的构造器是:FiLewriter(fiLe,false)/FiLewriter(fiLe):对原有文件的覆盖
            如果流使用的构造器是:FiLewriter(file,true):不会对原有文件覆盖,而是在原有文件基础上追加内容
     */
    @Test
    public void test2(){
        FileWriter fw = null;
        try{
            // 1.提供File类的对象,指明写出到的文件
            File file = new File("d:\\io\\11.txt");
            //2.提供FileWriter的对象,用于数据的写出
            fw = new FileWriter(file, false);
            //3.写出的操作
            fw.write("hhh hhh hdaldk\n");
            fw.write("hhh 222 hdaldk\n");
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }finally {
            try {
                //4.流资源的关闭
                fw.close();
            }catch (Exception e){
                e.printStackTrace();
            }
        }

    }


/*
使用FileReader和FileWriter实现文本文件的复制

 */
    @Test
    public void test3() {
        FileReader fr = null;
        FileWriter fw = null;
        try {
            // 1.创建File类的对象,指明读入和写出的文件
            File srcFile = new File("d:\\io\\1.txt");
            File dstFile = new File("d:\\io\\111.txt");

//        2.创建输入流和输出流的操作
            fr = new FileReader(srcFile);
            fw = new FileWriter(dstFile);

//        3.数据的读入和写出操作
            char[] cbuf = new char[5];
            int len; //每次读入cbuf数组长度个字符的个数
            while ((len = fr.read(cbuf)) != -1) {  //
                fw.write(cbuf, 0, len); //每次写出len个字符
            }
//        4.关闭流资源
            }catch(Exception e){
                e.printStackTrace();
            }finally{
                try {
                    if(fr != null){
                        fr.close();
                    }
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }finally {
                    try {
                        if(fw != null){
                            fw.close();
                        }
                    } catch (Exception e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }

        }


字节流

  • FileInputStream
  • FileOutputStream
    /*
字节流:
FileInputStream
FileOutputStream

结论:FileInputStream
对于文本文件,还是要用字符流
对于图片等,还是要用字节流

 */
    @Test
    public void test4(){
        FileInputStream fis = null;
        try{
            //1.造文件
            File file = new File("d:\\io\\1.txt");
            //2.造流
            fis = new FileInputStream(file);
            //3.读数据
            byte[] buffer = new byte[5];
            int len; //记录每次读取的字节的个数
            while ((len = fis.read(buffer)) != -1){
                String str = new String(buffer,0, len);
                System.out.println(str);  // 这样中文可能乱码,因为uft-8中文一个字是占3个字节
            }


//        File file = new File("d:\\io\\1.txt");

        }catch (Exception e){
            System.out.println(e.getMessage());
        }finally {
            //4.关闭资源
            try{
                fis.close();
            }catch (Exception e){
                e.printStackTrace();
            }

        }


    }

/*
 FileOutputStream
 实现对图片的复制操作
 如果只是相对文本文件进行复制操作,也可以使用字节流
 */
    @Test
    public void test5(){
        FileInputStream fis = null;
        FileOutputStream fos = null;
        try{
            //1.造文件
            File srcFile = new File("d:\\io\\1.png");
            File dstFile = new File("d:\\io\\2.png");

            //2.造流
            fis = new FileInputStream(srcFile);
            fos = new FileOutputStream(dstFile);

            //3.复制的过程
            byte[] buffer = new byte[10];
            int len; //记录每次读入的字节的个数
            while ((len = fis.read(buffer)) != -1){
                fos.write(buffer, 0, len); // 每次写10个字节
            }
            System.out.println("复制ok.");

        }catch (Exception e){
            System.out.println(e.getMessage());
        }finally {
            //4.关闭资源
            try{
                if(fis != null){
                    fis.close();
                }
            }catch (Exception e){
                e.printStackTrace();
            }

            try{
                if(fos != null){
                    fos.close();
                }
            }catch (Exception e){
                e.printStackTrace();
            }

        }


    }


    //为了方便指定路径下文件的复制(封装为一个函数)
    public void copyFile(String srcPath, String dstPath){
        FileInputStream fis = null;
        FileOutputStream fos = null;
        try{
            //1.造文件
            File srcFile = new File(srcPath);
            File dstFile = new File(dstPath);

            //2.造流
            fis = new FileInputStream(srcFile);
            fos = new FileOutputStream(dstFile);

            //3.复制的过程
            byte[] buffer = new byte[1024];  // 并不是越大越好(太大了占内存大了,找个适中的)
            int len; //记录每次读入的字节的个数
            while ((len = fis.read(buffer)) != -1){
                fos.write(buffer, 0, len); // 每次写10个字节
            }
            System.out.println("复制ok.");

        }catch (Exception e){
            System.out.println(e.getMessage());
        }finally {
            //4.关闭资源
            try{
                if(fis != null){
                    fis.close();
                }
            }catch (Exception e){
                e.printStackTrace();
            }

            try{
                if(fos != null){
                    fos.close();
                }
            }catch (Exception e){
                e.printStackTrace();
            }

        }

    }


    @Test
    public void testCopy(){
        long start = System.currentTimeMillis();

        //可以直接调用我们封装好的复制文件的函数:
        copyFile("d:\\io\\xiaodi.mp4", "d:\\io\\study.mp4");   // 后面再学对于视频可以用缓冲流

        long end = System.currentTimeMillis();

        System.out.println(end - start);

    }

处理流

1.缓冲流(使用的更多)

开发中用缓冲流多,一般不用前面的字节流(FileInputStreamFile、OutputStream)

  • BufferedInputStream
  • BufferedOutputStream
  • BufferedReader
  • BufferedWriter

缓冲流作用:提供流的读取、写入的速度

—-> 原因:提高读写速度的原因:内部提供了一个缓冲区

处理流, 就是“套接”在已有的流的基础上。

缓冲流与节点流:

BufferedInputStream
BufferedOutputStream
/*
BufferedInputStream
BufferedOutputStream


缓冲流作用:提供流的读取、写入的速度
----> 原因:提高读写速度的原因:内部提供了一个缓冲区
 */
    @Test
    public void test6(){
        //以非文本复制文件为例
        bufferCopyFile("d:\\io\\xiaodi.mp4", "d:\\io\\xiaodi2.mp4");


    }
    public void bufferCopyFile(String srcPath, String dstPath){
        //缓冲流与字节流
        FileInputStream fis = null;
        FileOutputStream fos = null;
        BufferedInputStream bis = null;
        BufferedOutputStream bos = null;
        try{
            //1.造文件
            File srcFile = new File(srcPath);
            File dstFile = new File(dstPath);

            //2.造流(处理流不能直接作用域文件上): 先造里层的流, 再造外层的流
            //2.1造节点流
            fis = new FileInputStream(srcFile);
            fos = new FileOutputStream(dstFile);

            //2.2造缓冲流
            bis = new BufferedInputStream(fis);
            bos = new BufferedOutputStream(fos);


            //3.复制的过程: 读取,写入
            byte[] buffer = new byte[10];  // 并不是越大越好(太大了占内存大了,找个适中的)
            int len; //记录每次读入的字节的个数
            while ((len = bis.read(buffer)) != -1){  // 用bis来read
                bos.write(buffer, 0, len); // 用bos来write,每次写10个字节
            }
            System.out.println("复制ok.");

        }catch (Exception e){
            System.out.println(e.getMessage());
        }finally {
            //4.关闭资源(要求:先关外层的流(处理流), 在关里层的流)
            // 说明:在关闭外层流的同时,内层流也会自动关闭(我们可以省略不写了就)
            try{
                if(bis != null){
                    bis.close();
                }
            }catch (Exception e){
                e.printStackTrace();
            }
            try{
                if(bos != null){
                    bos.close();
                }
            }catch (Exception e){
                e.printStackTrace();
            }


        }

    }

缓冲流与字符流:()

BufferedReader
BufferedWriter
//以文本文件复制为例
// BufferedReader、BufferedWriter
bufferCopyTxtFile("d:\\io\\1.txt", "d:\\io\\11111.txt");



public void bufferCopyTxtFile(String srcPath, String dstPath){
        //缓冲流与字符流

        BufferedReader br = null;
        BufferedWriter bw = null;
        try{
            //1.造文件、造流(熟练之后可以这样写在一起)
            br = new BufferedReader(new FileReader(new File(srcPath)));
            bw = new BufferedWriter(new FileWriter(new File(dstPath)));

            //2.读取,写入(字符流)
            //方式1:
//            char[] cbuf = new char[1024];
//            int len; //记录每次读入的个数
//            while ((len = br.read(cbuf)) != -1){  // 用bis来read
//                bw.write(cbuf, 0, len);
////                bw.flush();
//            }

            //方式2:
            String data;
            while((data = br.readLine()) != null){ //一次读一行
                //方法1:
                bw.write(data + "\n"); //data中不包含换行符
                //方法2:
                bw.write(data ); //data中不包含换行符
                bw.newLine(); //提供换行操作
            }



            System.out.println("复制ok.");

        }catch (Exception e){
            System.out.println(e.getMessage());
        }finally {
            //4.关闭资源(要求:先关外层的流(处理流), 在关里层的流)
            // 说明:在关闭外层流的同时,内层流也会自动关闭(我们可以省略不写了就)
            try{
                if(br != null){
                    br.close();
                }
            }catch (Exception e){
                e.printStackTrace();
            }
            try{
                if(bw != null){
                    bw.close();
                }
            }catch (Exception e){
                e.printStackTrace();
            }


        }

    }

几个IO流小汇总

练习1:实现图片加密操作

//提示:
//图片加密:
FileInputStream fis = new FileInputStream(srcFile);
FileOutputStream fos = new FileOutputStream(dstFile);

byte[] buffer = new byte[1024];  
int len; //记录每次读入的字节的个数

while ((len = fis.read(buffer)) != -1){ 
    for(int i; i<len; i++){
        buffer[i] = (byte)(buffer[i]^5); //每位字节做了异或的运算
        fos.write(buffer, 0, len);
    }
}


//图片解密:
FileInputStream fis = new FileInputStream("加密后的文件");
FileOutputStream fos = new FileOutputStream(dstFile);

byte[] buffer = new byte[1024];  
int len; //记录每次读入的字节的个数

while ((len = fis.read(buffer)) != -1){ 
    for(int i; i<len; i++){
        buffer[i] = (byte)(buffer[i]^5); //每位字节做了异或的运算,还原
        fos.write(buffer, 0, len);
    }
}


练习1*2:获取文本上每个字符出现的次数

//提示:遍历文本的每一个字符;字符及出现的次数保存在Map中(key是字符,value是次数);将Map中数据写入文件


package cn.xpshuai.java3;

import org.junit.Test;

import java.io.*;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Set;


/**
 *
 * 思路:
 * 1.遍历文本每一个字符
 * 2.字符出现的次数存在Map中
 *
 * Map<Character,Integer> map = new HashMap<Character,Integer>();
 * map.put('a',18);
 * map.put('你',2);
 *
 * 3.把map中的数据写入文件
 *
 */
public class WordCount {
    /*
    说明:如果使用单元测试,文件相对路径为当前module
          如果使用main()测试,文件相对路径为当前工程
     */
    @Test
    public void testWordCount() {
        FileReader fr = null;
        BufferedWriter bw = null;
        try {
            //1.创建Map集合
            Map<Character, Integer> map = new HashMap<Character, Integer>();

            //2.遍历每一个字符,每一个字符出现的次数放到map中
            fr = new FileReader("dbcp.txt");
            int c = 0;
            while ((c = fr.read()) != -1) {
                //int 还原 char
                char ch = (char) c;
                // 判断char是否在map中第一次出现
                if (map.get(ch) == null) {
                    map.put(ch, 1);
                } else {
                    map.put(ch, map.get(ch) + 1);
                }
            }

            //3.把map中数据存在文件count.txt
            //3.1 创建Writer
            bw = new BufferedWriter(new FileWriter("wordcount.txt"));

            //3.2 遍历map,再写入数据
            Set<Map.Entry<Character, Integer>> entrySet = map.entrySet();
            for (Map.Entry<Character, Integer> entry : entrySet) {
                switch (entry.getKey()) {
                    case ' ':
                        bw.write("空格=" + entry.getValue());
                        break;
                    case '\t'://\t表示tab 键字符
                        bw.write("tab键=" + entry.getValue());
                        break;
                    case '\r'://
                        bw.write("回车=" + entry.getValue());
                        break;
                    case '\n'://
                        bw.write("换行=" + entry.getValue());
                        break;
                    default:
                        bw.write(entry.getKey() + "=" + entry.getValue());
                        break;
                }
                bw.newLine();
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //4.关流
            if (fr != null) {
                try {
                    fr.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
            if (bw != null) {
                try {
                    bw.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
        }

    }
}


2.转换流

转换流提供了在字节流和字符流之间的转换

属于字符流

作用:提供字节流与字符流之间的转换

Java API提供了两个转换流:

  • InputStreamReader: 将lnputStream转换为Reader
  • outputStreamWriter:将Writer转换为OutputStream

字节流中的数据都是字符时,转成字符流操作更高效。
很多时候我们使用转换流来处理文件乱码问题。实现编码和解码的功能。

Java转换流

package cn.xpshuai.java1;

import org.junit.Test;

import java.io.*;

/**
 * @author: 剑胆琴心
 * @create: 2021-01-30 11:24
 * @功能:处理流2:转换流的使用
 *
 * 1.转换流:属于字符流
 * - InputStreamReader: 将字节的输入流InputStream转换为字符的输入流Reader
 * - outputStreamWriter:将字符的输出流Writer转换为字节的输出流OutputStream
 *
 * 2.解码:字节、字节数组 --> 字符数组、字符串
 *   编码:字符数组、字符串 --> 字节、字节数组
 *
 *
 * 3.字符集
 *
 *
 *
 */
public class InputStreamReaderTest {
    /*
    输入流
    InputStreamReader
     */
    @Test
    public void test() throws IOException {  //仍然需要try-catch,这里我偷懒一下
        FileInputStream fis = new FileInputStream(new File("d:\\io\\1.txt"));
        InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis, "UTF-8"); //默认使用系统的字符集

        char[] cbuf = new char[5];
        int len;
        while ((len = isr.read(cbuf)) != -1){
            String str = new String(cbuf, 0, len);
            System.out.println(str);
        }
        isr.close();

    }

    /*
    输出流:outputStreamWriter
    综合使用InputStreamReader和outputStreamWriter,读取,换个字符集,再写出去
     */
    @Test
    public void test1() throws IOException {
        //1.造文件、造流
        FileInputStream fis = new FileInputStream(new File("d:\\io\\1.txt"));
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File("d:\\io\\1_gbk.txt"));

        InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis, "UTF-8"); //默认使用系统的字符集
        OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(fos, "gbk");

        //2.读取写入
        char[] cbuf = new char[5];
        int len;
        while ((len = isr.read(cbuf)) != -1){
            osw.write(cbuf, 0, len);
        }

        //3.关闭
        isr.close();
        osw.close();
    }

}

字符集

编码表的由来

计算机只能识别二进制数据,早期由来是电信号。为了方便应用计算机,让它可以识别各个国家的文字。就将各个国家的文字用数字来表示,并一―对应,形成一张表。这就是编码表。

常见的编码表

  • ASCII: 美国标准信息交换码。
    用一个字节的7位可以表示。
  • ISO8859-1: 拉丁码表/欧洲码表
    用一个字节的8位表示。
  • GB2312: 中国的中文编码表。最多两个字节编码所有字符
  • GBK: 中国的中文编码表升级,融合了更多的中文文字符号。最多两个字节编码
  • Unicode: 国际标准码,融合了目前人类使用的所有字符。为每个字符分配唯一的字符码。所有的文字都用两个字节来表示。
  • UTF-8:变长的编码方式,可用1-4个字节来表示一个字符。
  • Unicode不完美,这里就有三个问题,一个是,我们已经知道,英文字母只用一个字节表示就够了,第二个问题是如何才能区别Unicode利和IIASCIl?计算机怎么知道两个字节表示一个符号,而不是分别表示两个符号呢?第三个,如果和IGBK等双字节编码方式一样,用最高位是1或O表示两个字节和一个字节,就少了很多值无法用于表示字符,不够表示所有字符。Unicode在很长一段时间内无法推广,直到互联网的出现。
  • 面向传输的众多UTF (UCS Transfer Format〉标准出现了,顾名思义,UTF-8就是每次8个位传输数据,而UTF-16就是每次16个位。这是为传输而设计的编码,并使编码无国界,这样就可以显示全世界上所有文化的字符了。
  • Unicode只是定义了一个庞大的、全球通用的字符集,并为每个字符规定了唯一确定的编号,具体存储成什么样的字节流,取决于字符编码方案。推荐的Unicode编码是UTF-8和UTF-16。

  • ANSI编码, 通常指的是平台的默认编码,例如英文操作系统中是ISO-8859-1,中文系统是GBK

  • Unicode字符集只是定义了字符的集合和唯一编号,Unicode编码,则是对UTF-8、UCS-2/UTF-16等具体编码方案的统称而已,并不是具体的编码方案。

标准输入、输出流(了解即可)

  • System.in和System.out分别代表了系统标准的输入和输出设备

  • 默认输入设备是:键盘,输出设备是:显示器

  • System.in的类型是InputStream

  • System.out的类型是PrintStream,其是OutputStream的子类FilterOutputStream 的子类

  • 重定向:通过System类的setIn,setOut方法对默认设备进行改变。

    public static void setln(InputStream in)
    public static void setOut(PrintStream out)
    
    /*
    标准输入、输出流
    1.
    System.in:标准的输入流,默认从键盘输出
    System.out:标准的输出流,默认从控制台输出

    2.
    System类的setIn(InputStream is) / setOut(PrintStream ps)方式重新指定输入和输出的流

     */
    @Test
    public void test(){
        // 练习:从键盘输入字符串,要求将读取到的整行字符串转成大写输出。然后继续进行输入操作,直至当输入“e”或者“exit”时,退出程序。
//       方法1: 可以用Scanner来做, 调用next()返回一个字符串
//       方法2:System.in --> 转换流 --> BufferedReader的readLine()

        BufferedReader br = null;
        try{
            InputStreamReader isr = new InputStreamReader(System.in);
             br = new BufferedReader(isr);

            while (true){
                System.out.println("请输入字符串:");
                String data = br.readLine();
                if("e".equalsIgnoreCase(data) || "exit".equalsIgnoreCase(data)){
                    System.out.println("程序结束");
                }

                String upperCase = data.toUpperCase();
                System.out.println(upperCase);
            }
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }finally {
            if(br != null){
                try{
                    br.close();
                }catch (Exception e){
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

打印流(了解即可)

  • 实现将基本数据类型的数据格式转化为字符串输出
  • 打印流:PrintStreamPrintWriter
    • 提供了一系列重载的print()和printIln()方法,用于多种数据类型的输
    • PrintStream和PrintWriter的输出不会抛出IOException异常
    • PrintStream和PrintWriter有自动flush功能
    • PrintStream打印的所有字符都使用平台的默认字符编码转换为字节。在需要写入字符而不是写入字节的情况下,应该使用 PrintWriter类。
    • System.out返回的是PrintStream的实例
提供了一些列重载的print()和println()

数据流(了解即可)

​ 作用: 用于读取或写出基本数据类型的变量或字符串

  • 为了方便地操作Java语言的基本数据类型和String的数据,可以使用数据流。
  • 数据流有两个类:(用于读取和写出基本数据类型、String类的数据)
    • DatalnputStreamDataOutputStream
    • 分别“套接”在InputStream和 OutputStream子类的流上
  • DatalnputStream中的方法
    boolean readBoolean()
    byte readByte()
    char readChar(
    float readFloat()
    double readDouble()
    short readShort()
    long readLong()
    int readInt()
    String readUTF(
    void readFully(byte[ b)
  • DataOutputStream中的方法
    • 将上述的方法的read改为相应的write即可。
    /*
    数据流
    1.
    DataInputStream
    DataOutputStream

    2.
    作用:用于读取或写出基本数据类型的变量或字符串, 基本数据类型持久换

    3.Note:
    读取不同类型的数据要与当初写入文件时,保存的数据的顺序一致

     */
    @Test
    public void test2() throws IOException {
        // 练习:将内存中的字符串、基本数据类型的变量写出到文件中。|
        DataOutputStream dos = new DataOutputStream(new FileOutputStream("1.txt"));
        dos.writeUTF("小小");
        dos.flush();  //刷新操作,将内存中数据写入
        dos.writeInt(18);
        dos.flush();
        dos.close(); //这个文件也要用数据流读

        //将文件中存储的基本数据类型和字符串读取到内存中,保存在变量中
        DataInputStream dos2 = new DataInputStream(new FileInputStream("1.txt"));
        String name = dos2.readUTF();
        int age = dos2.readInt();
        dos2.close(); 

    }


对象流(重点)

​ 作用: 用于读取或写出对象, 对象持久换

  • ObjectInputStreamObjectOutputSteam
  • 用于存储和读取基本数据类型数据或对象的处理流。它的强大之处就是可以把Java中的对象写入到数据源中,也能把对象从数据源中还原回来。
  • 序列化: 用ObjectOutputStream类保存基木类型数据或对象的机制
  • 反序列化: 用ObjectInputStream类读取基木类型数据或对象的机
  • ObjectOutputStream和IObjectlnputStream不能序列化static利transient修饰的成员变量

对象的序列化

  • 对象序列化机制允许把内存中的Java对象转换成平台无关的二进制流,从而允许把这种二进制流持久地保存在磁盘上,或通过网络将这种二进制流传输到另一个网络节点。当其它程序获取了这种二进制流,就可以恢复成原来的Java对象
  • 序列化的好处在于可将任何实现了Serializable接口的对象转化为字节数据,使其在保存和传输时可被还原
  • 序列化是 RMI(Remote Method Invoke -远程方法调用)过程的参数和返回值都必须实现的机制,而 RMI是JavaEE的基础。因此序列化机制是JavaEE平台的基础
  • 如果需要让某个对象支持序列化机制,则必须让对象所属的类及其属性是可序列化的,为了让某个类是可序列化的,该类必须实现如下两个接口之一。否则,会抛出NotSerializableException异常
    • Serializable
    • Externalizable

要想序列化自定义类,需要满足哪些要求?

自定义需要满足如下要求,方可序列化

  1. 需要实现接口:Serializable

  2. 当前类提供一个全局常量:serialVersionUID

static final long serialVersionUID = 446768135468782L;

  1. 除了当前自定义类需要实现Serializable接口之外,还必须保证其内部所有属性也是可序列化的(但是默认情况下,基本数据类型是可序列化的),内部如果有其他自定义类,就需要让其他类也实现Serializable接口

代码:

package cn.xpshuai.java1;

import org.junit.Test;

import java.io.*;

/**
 * @author: 剑胆琴心
 * @create: 2021-01-30 14:47
 * @功能:对象流
 * 1.
 * ObjectInputStream
 * ObjectOutputSteam
 *
 *2.要想序列化自定义类,需要满足哪些要求?
 *  * Person需要满足如下要求,方可序列化
 *  * 1.需要实现接口:Serializable
 *  * 2.当前类提供一个全局常量:serialVersionUID
 *  * static final long serialVersionUID = 446768135468782L;
 *  3.除了当前Person类需要实现Serializable接口之外,还必须保证其内部所有属性也是可序列化的
 *   (但是默认情况下,基本数据类型是可序列化的)内部如果有其他自定义类,就需要让其他类也实现Serializable接口
 *
 *
 * 4.序列化机制:
 * 对象序列化机制允许把内存中的Java对象转换成平台无关的二进制流,从
 * 而允许把这种二进制流持久地保存在磁盘上,或通过网络将这种二进制流传输到
 * 另一个网络节点。当其它程序获取了这种二进制流,就可以恢复成原来的Java对象
 *
 *
 *
 */
public class ObjectStream {
    /*
    序列化过程:将内存中的Java对象保存到磁盘中或通过网络传输出去
    使用ObjectOutputStream实现
     */
    @Test
    public void test(){
        ObjectOutputStream oos = null;
        try {
            //1.
            oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("d:\\io\\233.txt")); //这个文件不是让你打开的,想看就用反序列化
            //2.
            oos.writeObject(new String("我爱天安门"));
            oos.flush();

            //也可以序列化自定义类
            //
            oos.writeObject(new Person("Tom", 18));
            oos.flush();

            oos.writeObject(new Person("Tom2", 18, new Account(1000)));
            oos.flush();

        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            if(oos != null){
                try {
                    //3.
                    oos.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

    /*
    反序列化:将磁盘文件中的对象或网络中的序列化的东西,还原为内存中的Java对象
    使用 ObjectInputStream
     */
    @Test
    public void test1(){
        ObjectInputStream ois = null;
        try {
            //1.
            ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("d:\\io\\233.txt")); // 通过反序列化来查看前面保存的文件内容
            //2.
            Object obj = ois.readObject();
            String str = (String)obj;

            //看一下自定义类反序列化后
            Person p = (Person)ois.readObject();
            System.out.println(p.toString());


        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            if(ois != null){
                try {
                    //3.
                    ois.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }


    }



    @Test
    public void test2(){

    }


    @Test
    public void test3(){

    }
}

package cn.xpshuai.java1;

import java.io.Serializable;

/**
 * @author: 剑胆琴心
 * @create: 2021-01-30 17:25
 * @功能: 自定义的可被序列化的类
 *
 * Person需要满足如下要求,方可序列化
 * 1.需要实现接口:Serializable
 * 2.当前类提供一个全局常量:serialVersionUID
 * static final long serialVersionUID = 446768135468782L;
 *
 * 3.除了当前Person类需要实现Serializable接口之外,还必须保证其内部所有属性也是可序列化的
 *   (但是默认情况下,基本数据类型是可序列化的)内部如果有其他自定义类,就需要让其他类也实现Serializable接口
 *
 * 补充:
 * ObjectOutputStream和IObjectlnputStream不**能序列化static利transient修饰的**成员变量
 *
 *
 */
public class Person implements Serializable {
    static final long serialVersionUID = 446768135468782L;

    private String name;
    private int age;
    private Account acc;

    public Person() {
    }

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public Person(String name, int age, Account acc) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.acc = acc;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
   }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                ", acc=" + acc +
                '}';
    }
}


class Account implements Serializable{
    static final long serialVersionUID = 44676813666782L;

    private double balance;

    public Account() {
    }

    public Account(double balance) {
        this.balance = balance;
    }

    public double getBalance() {
        return balance;
    }

    public void setBalance(double balance) {
        this.balance = balance;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Account{" +
                "balance=" + balance +
                '}';
    }
}

serialVersionUID的理解:

  • 凡是实现Serializable接口的类都有一个表示序列化版本标识符的静态变量:private
    • static final long serialVersionUID;
    • serialVersionuID用来表明类的不同版本间的兼容性。简言之,其目的是以序列化对里进行版本控制,有关各版本反序列化时是否兼容。
    • 如果类没有显示定义这个静态常量,它的值是Java运行时环境根据类的内部细节自动生成的。若类的实例变量做了修改,seriaVersionUID可能发生变化。故建议,显式声明
  • 简单来说,Java的序列化机制是通过在运行时判断类的serialVersionUID来验证版木一致性的。在进行反序列化时,JVM会把传来的字节流中的serialVersionUID与木地相应实体类的serialVersionUID进行比较,如果相同就认为是一致的,可以进行反序列化,否则就会出现序列化版本不一致的异常(InvalidCastException)。

随机存取文件流(了解即可)

RandomAccessFile类

  • RandomAccessFile声明在java.io包下,但直接继承于java.lang.Object类。并且它实现了Datalnput、DataOutput这两个接口,也就意味着这个类既可以读也可以写
  • RandomAccessFile类支持“随机访问”的方式,程序可以直接跳到文件的任意地方来读、写文件
    • 支持只访问文件的部分内容
    • 可以向已存在的文件后追加内容
  • RandomAccessFile对象包含一个记录指针,用以标示当前读写处的位置。RandomAccessFile 类对象可以自由移动记录指针:
    • long getFilePointer():获取文件记录指针的当前位置
    • void seek(long pos):将文件记录指针定位到pos位置

构造器

public RandomAccessFile(File file, String mode)

public RandomAccessFile(String name, string made)

创建RandomAccessFile类实例需要指定一个mode参数,该参数指定RandomAccessFile的访问模式:

r:以只读方式打开
rw:打开以便读取和写入
rwd:打开以便读取和写入:同步文件内容的更新
rws:打开以便读取和写入;同步文件内容和元薮据的更新
  • 如果模式为只读r。则不会创建文件,而是会去读取一个已经存在的文件,如果读取的文件不存在则会出现异常。

  • 如果模式为rw读写。如果文件不存在则会去创建文件,如果存在则不会创建。

package cn.xpshuai.java1;

import org.junit.Test;

import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.io.RandomAccessFile;

/**
 * @author: 剑胆琴心
 * @create: 2021-01-30 17:46
 * @功能:随机存取文件流
 *
 * 1.直接继承java.lang.Object类
 *   实现了DataInput和DataOutput接口
 *      RandomAccessFile,既可以输入也可以输出(但是复制的时候还是需要造两个对象哦)
 *
 *
 *2.如果RandomAccessFile作为输出李璐,写出到的文件如果不存在,则在执行过程中自动创建
 *  如果写出的文件存在,则会对原有文件从头覆盖
 *
 *
 * 3.通过相关操作,实现RandomAccessFile对文件内容实现插入式的效果
 *
 */
public class RandomStream {
    @Test
    public void test() throws IOException {
//        1.造输入流、输出流
        RandomAccessFile raf1 = new RandomAccessFile(new File("d:\\io\\1.txt"), "r");
        RandomAccessFile raf2 = new RandomAccessFile(new File("d:\\io\\1111111.txt"), "rw");

//        2.读写过程
        byte[] buffer = new byte[1024];
        int len;
        while ((len = raf1.read()) != -1){
            raf2.write(buffer, 0, len);
        }

//        3.关闭
        raf1.close();
        raf2.close();

    }


    /*
    测试 对文本内容的覆盖

     */
    @Test
    public void test2() throws IOException {
        RandomAccessFile raf2 = new RandomAccessFile(new File("d:\\io\\hello1.txt"), "rw");
        raf2.write("xxx".getBytes());
        raf2.close();

    }


    /*
实现数据的插入:seek(long pos) -->将文件记录定位到指针位置

 */
    @Test
    public void test3() throws IOException {
        RandomAccessFile raf2 = new RandomAccessFile(new File("d:\\io\\hello1.txt"), "rw");
        raf2.seek(3); //指针调到角标为3的位置(第四个字符)
        raf2.write("xxx".getBytes()); // write 直接覆盖了第四个位置原有字符

        //实现指定位置的插入数据的追加效果(不覆盖原有位置的字符)



        raf2.close();

    }

    /*
实现数据的插入:seek(long pos) -->将文件记录定位到指针位置
实现指定位置的插入数据的追加效果(不覆盖原有位置的字符)
*/
    @Test
    public void test4() throws IOException {
        RandomAccessFile raf2 = new RandomAccessFile(new File("d:\\io\\hello1.txt"), "rw");
        raf2.seek(3); //指针调到角标为3的位置(第四个字符)
        //保存指针3后面的数据
        StringBuilder builder = new StringBuilder((int)new File("d:\\io\1.txt").length());
        byte[] buffer = new byte[1024];
        int len;
        while ((len = raf2.read()) != -1){
            builder.append(new String(buffer,0,len));
        }
        //调回指针
        raf2.seek(3);
        raf2.write("XXX".getBytes());
        //将StringBuilder中的数据写回去
        raf2.write(builder.toString().getBytes());

        raf2.close();

    }
}

NIO.2中Path、Paths、Files类的使用(了解即可)

Java NIO

Java NIO (New lO,Non-Blocking lO)是从Java 1.4版木开始引入的一套新的IOAPI,可以替代标准的Java lO API。NIO与原来的IO有同样的作用和目的,但是使用的方式完全不同,NIO支持面向缓冲区的(IO是面向流的)、基于通道的IO操作。NIO将以更加高效的方式进行文件的读写操作

Java API中提供了两套NIO,一套是针对标准输入输出NIO,另一套就是网络编程NIO.

|-----java.nio.channels.Channel
    |-----FileChannel:处理本地文件
    |-----SocketChannel:TCP网络编程的客户端的Channel
    |-----ServerSocketChannel:TCP网络编程的服务器端的Channel        
    |-----DatagramChannel:UDP网络编程中发送端和接收端的Channel

NIO.2

随着JDK7的发布,Java对NIO进行了极大的扩展,增强了对文件处理和文件系统特性的支持,以至于我们称他们为NIO.2。因为NIO提供的一些功能,NIO已经成为文件处理中越来越重要的部分。

Path、Paths和Files核心API:

  • 早期的Java只提供了一个File类来访问文件系统,但File类的功能比较有限,提供的方法性能也不高。而且,大多数方法在出错时仅返回失败,并不会提供异常信息

  • NIO.2为了弥补这种不足,引入了Path接口,代表一个平台无关的平台路径,描述了目录结构中文件的位置。Path可以看成是File类的升级版木,实际引用的资源也可以不存在

  • 在以前IO操作都是这样写的:

    import java.io.File;
    File file = new File("index.html");
    
  • 但在Java7中,我们可以这样写:

    import java.nio.file.Path;
    import java.nio.file.Paths;
    Path path = Paths.get(""index.html");
    
  • 同时,NIO.2在java.nio.file包下还提供了Files、Paths工具类,Files包含了大量静态的工具方法来操作文件: Paths则包含了两个返回Path的静态工厂方法。

  • Paths类提供的静态 get()方法用来获取Path对象:

    static Path get(String first, string ... more):     //用于将多个字符串串连成路径
    static Path get(URl uri):      //返回指定uri对应的Path路径
    

Files类:

JavaFiles类1

JavaFiles类2

题外话:

IDEA导入jar包:复制到目录下,右击–> add as Library , 然后就可以用了(里面放的class文件,可以对它进行反编译)


文章作者: 剑胆琴心
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