Java IO 学习笔记:概念与原理 一、概念 Java 中对文件的操作是以流的方式进行的。流是 Java 内存中的一组有序数据序列。Java 将数据从源(文件、内存、 键盘、网络)读入到内存中,形成了流,然后将这些流还可以写到另外的目的地(文件、内存、控制台、网络),之所 以称为流,是因为这个数据序列在不同时刻所操作的是源的不同部分。 二、分类 流的分类,Java 的流分类比较丰富,刚接触的人看了后会感觉很晕。流分类的方式很多: 1、按照输入的方向分,输入流和输出流,输入输出的参照对象是 Java 程序。 2、按照处理数据的单位不同分,字节流和字符流,字节流读取的最小单位是一个字节(1byte=8bit),而字符流一次 可以读取一个字符(1char = 2byte = 16bit)。 3、按照功能的不同分,分节点流和处理流,节点流是直接从一个源读写数据的流(这个流没有经过包装和修饰),处 理流是在对节点流封装的基础上的一种流,FileInputStream 是一个接点流,可以直接从文件读取数据,但是 BufferedInputStream 可以包装 FileInputStream,使得其有缓冲功能。 其实除了以上三种分类外,还有一些常常听到的一些分类比如:对象流、缓冲流、压缩流、文件流等等。其实都是节点 流和处理流的子分类。当然你也可以创建新的流类型,只要你需要。 三、流分类的关系 不管流的分类是多么的丰富和复杂,其根源来自于四个基本的类。这个四个类的关系如下: 字节流 字符流 输入流 InputStream Reader 输出流 OutputStream Writer 四、字节流和字符流的相互转换 1、从字节流到字符流:InputStreamReader、OutputStreamWriter 类可以实现。 2、从字符流到字节流:可以从字符流中获取 char[]数组,转换为 String,然后调用 String 的 API 函数 getBytes() 获 取到 byte[],然后就可以通过 ByteArrayInputStream、ByteArrayOutputStream 来实现到字节流的转换。 以上知识是学习 Java 流的根基,对流的操作非常的容易,Java API 中提供了丰富的流处理类,API 也大差不差,看看 文档即可上手。                       Java IO 学习笔记:字节流 字节流是最基本的流,文件的操作、网络数据的传输等等都依赖于字节流。而字符流常常用于读取文本类型的数据或字 符串流的操作等等。 关于字节流的 API,没什么好说的,看看就知道了。这里挑几个关键点: 一、InputStream 的 API 1、public int read() 从输入流读取下一个数据字节。返回 0 到 255 范围内的 int 字节值。如果因已到达流末尾而没有可用的字节,则返 回值 -1。 2、public int read(byte[] b) 从输入流中读取一定数量的字节并将其存储在缓冲区数组 b 中。以整数形式返回实际读取的字节数。如果因为流位于 文件末尾而没有可用的字节,则返回值 -1;否则,至少可以读取一个字节并将其存储在 b 中。此方法等同于 read(b, 0, b.length) 3、public int read(byte[] b, int off, int len) 将输入流中最多 len 个数据字节读入字节数组。尝试读取多达 len 字节,但可能读取较少数量。以整数形式返回实际 读取的字节数。如果由于已到达流末尾而不再有数据,则返回 -1。 参数: b - 读入数据的缓冲区。off - 在其处写入数据的数组 b 的初始偏移量。len - 要读取的最大字节数。 二、OutputStream 的 API 1、public void write(int b) 将指定的字节写入此输出流。write 的常规协定是:向输出流写入一个字节。要写入的字节是参数 b 的八个低位。b 的 24 个高位将被忽略。 2、public void write(byte[] b) 将 b.length 个字节从指定的字节数组写入此输出流。write(b) 的常规协定是:应该与调用 write(b, 0, b.length) 的 效果完全相同。 3、public void write(byte[] b, int off, int len) 将指定字节数组中从偏移量 off 开始的 len 个字节写入此输出流。write(b, off, len) 的常规协定是:将数组 b 中的 某些字节按顺序写入输出流;元素 b[off] 是此操作写入的第一个字节,b[off+len-1] 是此操作写入的最后一个字节。 参数:b - 数据。off - 数据中的初始偏移量。len - 要写入的字节数。 4、public void flush() 刷新此输出流并强制写出所有缓冲的输出字节。flush 的常规协定是:如果此输出流的实现已经缓冲了以前写入的任何 字节,则调用此方法指示应将这些字节立即写入它们预期的目标。 三、几点原则 1、不管是输入还是输出流,使用完毕后要 close(),如果是带有缓冲区的输出流,应在关闭前调用 flush()。 2、应该尽可能使用缓冲区,来减少 IO 次数,以提高性能。 3、能用字符流处理的不用字节流。 四、例子 下面是一个操作字节流的例子: 要操作的文本文件 x.txt 白日依山尽,黄河入海流。 欲穷千里目,更上一层楼。 —— 王之涣《登鹳雀楼》登 import java.io.*; /** * Created by IntelliJ IDEA. * * @author leizhimin 2008-8-27 22:16:44 */ public class TestIOStream { public static void main(String[] args) { testStream(); testBufferedStream(); testSelectStream(); } /** * 字节流测试 */ public static void testStream() { InputStream fis = null; OutputStream fos = null; try { fis = new FileInputStream("C:\\x.txt"); fos = new FileOutputStream("C:\\xcopy.txt"); long num = 0; //读取字节计数 int bt = 0; //每次读入字节内容 //当读入文件末尾时,读入数据的值为-1 //每次读入一个字节,存放到变量 bt 中,直到读完整个文件 while ((bt = fis.read()) != -1) { // System.out.print(bt); //以数字的形式逐个输出文件的每个字节 System.out.print((char) bt); //以字母的形式逐个输出文件的每个字节 fos.write(bt); //将字节写入输出流中,实现文件的 copy 功能 num++; } System.out.println("读取的字节数为" + num); fis.close(); fos.close(); } catch (FileNotFoundException e) { System.out.println("找不到指定的文件!"); e.printStackTrace(); } catch (IOException e) { System.out.println("文件读取时发生 IO 异常!"); e.printStackTrace(); } } /** * 缓冲的字节流测试 */ public static void testBufferedStream() { int buffer = 10; //缓冲大小 try { BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStrea m("C:\\x.txt")); BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutput Stream("C:\\bf2.txt")); int bench = 0; byte bts[] = new byte[buffer]; //创建字节流缓存 while ((bis.read(bts)) != -1) { bos.write(bts); //将字节写入输出流中,实现文件的 copy 功能 bench++; } System.out.println("bench=" + bench); //将输入流缓冲区中的数据全部写出(千万记住) bos.flush(); bis.close(); bos.close(); } catch (FileNotFoundException e) { System.out.println("找不到指定的文件!"); e.printStackTrace(); } catch (IOException e) { System.out.println("文件读取时发生 IO 异常!"); e.printStackTrace(); } } /** * 字节流的选择读取测试 */ public static void testSelectStream() { OutputStream fos = null; int buffer = 25; try { BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStrea m("C:\\x.txt")); fos = new FileOutputStream("C:\\testSelectStream.txt"); byte bts[] = new byte[buffer]; //创建缓存 //从输入流的第 5 个字节开始,往后读取 10 个字节,存放到缓存 bts 中 //这个方法有个陷阱,缓存 buffer 的大小最小为“偏移量+要读取字节数”,在次最小 应该为 15,否则抛 IndexOutOfBoundsException 异常 bis.read(bts, 5, 10); //将字节写入输出流中,实现文件的 copy 功能 fos.write(bts); bis.close(); fos.close(); } catch (FileNotFoundException e) { System.out.println("找不到指定的文件!"); e.printStackTrace(); } catch (IOException e) { System.out.println("文件读取时发生 IO 异常!"); e.printStackTrace(); } } } 注意了: 1、缓冲的功能应该通过相应的缓冲流来包装原始流来实现,而不是自己连续多次数据,最后写到一个数组中,这是很 愚昧的做法(但是还有很多人在用)。 2、read(byte[] b, int off, int len)这个方法要好好体会了,往往和你想象的不一样。 3、将读取的一个字节强制转换为 char 是不合适的,除非你想看看能输出什么。                         Java IO 学习笔记:字符流 字符流的处理和字节流差不多,API 基本上完全一样,就是计量单位不同。另外字符流还提供一些其他的处理流,比如 按行读取流、字符串流等等。 下面给个例子看看: import java.io.*; /** * 字符流测试 * * @author leizhimin 2008-8-27 22:16:44 */ public class TestIOStream { public static void main(String[] args) { testReaderWriter(); testLineNumberReader(); } /** * 带缓冲的字符流 */ public static void testReaderWriter() { int bufsize = 25; try { BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new FileReader(n ew File("C:\\x.txt"))); BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(new FileWriter(ne w File("C:\\xb.txt"))); char buf[] = new char[bufsize]; //字符缓冲区 while (bufferedReader.read(buf) != -1) { bufferedWriter.write(buf); } bufferedWriter.flush(); bufferedReader.close(); bufferedWriter.close(); } catch (FileNotFoundException e) { e.printStackTrace(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } /** * 按行读取的字符流 */ public static void testLineNumberReader() { try { LineNumberReader lineNumberReader = new LineNumberReader(new Bu fferedReader(new FileReader(new File("C:\\x.txt")))); String lineString; //行字符串变量 int x = 0; //行号 while ((lineString = lineNumberReader.readLine()) != null) { x++; System.out.println("行号:" + x + " >>>" + lineString); } lineNumberReader.close(); } catch (FileNotFoundException e) { e.printStackTrace(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } 运行结果: 行号:1 >>>白日依山尽,黄河入海流。 行号:2 >>>欲穷千里目,更上一层楼。 行号:3 >>> 行号:4 >>>—— 王之涣《登鹳雀楼》                                    Java IO 的一般使用原则 一、按数据来源(去向)分类: 1 、是文件: FileInputStream, FileOutputStream ( 字节流 )FileReader, FileWriter( 字符 ) 2 、是 byte[] : ByteArrayInputStream, ByteArrayOutputStream( 字节流 ) 3 、是 Char[]: CharArrayReader, CharArrayWriter( 字符流 ) 4 、是 String: StringBufferInputStream, StringBufferOuputStream ( 字节流 )StringReader, StringWriter( 字符流 ) 5 、网络数据流: InputStream, OutputStream( 字节流 ) Reader, Writer( 字符流 ) 二、按是否格式化输出分: 要格式化输出: PrintStream, PrintWriter 三、按是否要缓冲分: 要缓冲: BufferedInputStream, BufferedOutputStream( 字节流 ) BufferedReader, BufferedWriter( 字符流 ) 四、按数据格式分: 1 、二进制格式(只要不能确定是纯文本的) : InputStream, OutputStream 及其所有带 Stream 结 束的子类 2 、纯文本格式(含纯英文与汉字或其他编码方式); Reader, Writer 及其所有带 Reader, Writer 的 子类 五、按输入输出分: 1 、输入: Reader, InputStream 类型的子类 2 、输出: Writer, OutputStream 类型的子类 六、特殊需要: 1 、从 Stream 到 Reader,Writer 的转换类: InputStreamReader, OutputStreamWriter 2 、对象输入输出: ObjectInputStream, ObjectOutputStream 3 、进程间通信: PipeInputStream, PipeOutputStream, PipeReader, PipeWriter 4 、合并输入: SequenceInputStream 5 、更特殊的需要: PushbackInputStream, PushbackReader, LineNumberInputStream, LineNumberReader 决定使用哪个类以及它的构造进程的一般准则如下(不考虑特殊需要): 首先,考虑最原始的数据格式是什么:原则四 第二,是输入还是输出:原则五 第三,是否需要转换流:原则六第 1 点 第四,数据来源(去向)是什么:原则一 第五,是否要缓冲:原则三 (特别注明:一定要注意的是 readLine() 是否有定义,有什么比 read, write 更特殊的输入或输出方法) 第六,是否要格式化输出:原则二
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tmcy89

贡献于2016-12-04

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