io流的 四个基本类
java.io包中包含了流式I/O所需要的所有类。在java.io包中有四个基本类:InputStream、OutputStream及Reader、Writer类,它们分别处理字节流和字符流:
基本数据流的I/O
输入/输出 |
字节流 |
字符流 |
输入流 |
Inputstream |
Reader |
输出流 |
OutputStream |
Writer |
Java中其他多种多样变化的流均是由它们派生出来的:
JDK1.4版本开始引入了新I/O类库,它位于java.nio包中,新I/O类库利用通道和缓冲区等来提高I/O操作的效率。
在java.io包中, java.io.InputStream 表示字节输入流, java.io.OutputStream表示字节输出流,处于java.io包最顶层。
这两个类均为抽象类,也就是说它们不能被实例化,必须生成子类之后才能实现一定的功能。
1. io流的具体分类
一、按I/O类型来总体分类:
1. Memory
1)从/向内存数组读写数据: CharArrayReader、 CharArrayWriter、ByteArrayInputStream、ByteArrayOutputStream
2)从/向内存字符串读写数据 StringReader、StringWriter、StringBufferInputStream
2.Pipe管道
实现管道的输入和输出(
进程间通信
): PipedReader、PipedWriter、PipedInputStream、PipedOutputStream
3.File 文件流
。对文件进行读、写操作 :FileReader、FileWriter、FileInputStream、FileOutputStream
4. ObjectSerialization 对象输入、输出
:ObjectInputStream、ObjectOutputStream
5.DataConversion数据流
按基本数据类型读、写(处理的数据是Java的基本类型(如布尔型,字节,整数和浮点数)):DataInputStream、DataOutputStream
6.Printing
包含方便的打印方法 :PrintWriter、PrintStream
7.Buffering缓冲
在读入或写出时,对数据进行缓存,以减少I/O的次数:BufferedReader、BufferedWriter、BufferedInputStream、BufferedOutputStream
8.Filtering
滤流
,在数据进行读或写时进行过滤:FilterReader、FilterWriter、FilterInputStream、FilterOutputStream
过
9.Concatenation合并输入
把多个输入流连接成一个输入流 :SequenceInputStream
10.Counting计数
在读入数据时对行记数 :LineNumberReader、LineNumberInputStream
11.Peeking Ahead
通过缓存机制,进行预读 :PushbackReader、PushbackInputStream
12.Converting between Bytes and Characters
按照一定的编码/解码标准将字节流转换为字符流,或进行反向转换(
Stream到Reader,Writer的转换类
):
二、按数据来源(去向)分类:
1、File(文件): FileInputStream, FileOutputStream, FileReader, FileWriter
2、byte[]:ByteArrayInputStream, ByteArrayOutputStream
3、Char[]: CharArrayReader, CharArrayWriter
4、String: StringBufferInputStream, StringReader, StringWriter
5、网络数据流:InputStream, OutputStream, Reader, Writer
2. 字节流InputStream/OutputStream
1.1. InputStream
抽象类
InputStream 为字节输入流,它本身为一个抽象类,必须依靠其子类实现各种功能,此抽象类是表示字节输入流的所有类的超类。
继承自InputStream 的流都是向程序中输入数据的,且数据单位为字节(8bit);
InputStream是输入字节数据用的类,所以InputStream类提供了3种重载的read方法.Inputstream类中的常用方法:
(1) public abstract int read( ):读取一个byte的数据,返回值是高位补0的int类型值。
若返
回值=-1说明没有读取到任何字节读取工作结束。
(2) public int read(byte b[ ]):读取b.length个字节的数据放到b数组中。返回值是读取的字节数。该方法实际上是调用下一个方法实现的
(3) public int read(byte b[ ], int off, int len):从输入流中最多读取len个字节的数据,存放到偏移量为off的b数组中。
(4) public int available( ):返回输入流中可以读取的字节数。
注意:若输入阻塞,当前线程将被挂起,如果InputStream对象调用这个方法的话,它只会返回0,这个方法必须由继承InputStream类的子类对象调用才有用,
(5) public long skip(long n):忽略输入流中的n个字节,返回值是实际忽略的字节数, 跳过一些字节来读取
(6) public int close( ) :我们在使用完后,必须对我们打开的流进行关闭.
主要的子类:
1) FileInputStream把一个文件作为InputStream,实现对文件的读取操作
2) ByteArrayInputStream:把内存中的一个缓冲区作为InputStream使用
3) StringBufferInputStream:把一个String对象作为InputStream
4) PipedInputStream:实现了pipe的概念,主要在线程中使用
5) SequenceInputStream:把多个InputStream合并为一个InputStream
2.1.OutputStream
抽象类
OutputStream提供了3个write方法来做数据的输出,这个是和InputStream是相对应的。
1. public void write(byte b[ ]):将参数b中的字节写到输出流。
2. public void write(byte b[ ], int off, int len) :将参数b的从偏移量off开始的len个字节写到输出流。
3. public abstract void write(int b) :先将int转换为byte类型,把低字节写入到输出流中。
4. public void flush( ) : 将数据缓冲区中数据全部输出,并清空缓冲区。
5. public void close( ) : 关闭输出流并释放与流相关的系统资源。
主要的子类:
1) ByteArrayOutputStream:把信息存入内存中的一个缓冲区中
2) FileOutputStream:把信息存入文件中
3) PipedOutputStream:实现了pipe的概念,主要在线程中使用
4) SequenceOutputStream:把多个OutStream合并为一个OutStream
流结束的判断:方法read()的返回值为-1时;readLine()的返回值为null时。
1.3. 文件输入流: FileInputStream类
FileInputStream可以使用read()方法一次读入一个字节,并以int类型返回,或者是使用read()方法时读入至一个byte数
组,byte数组的元素有多少个,就读入多少个字节。在将整个文件读取完成或写入完毕的过程中,这么一个byte数组通常被当作缓冲区,因为这么一个
byte数组通常扮演承接数据的中间角色。
作用:以文件作为数据输入源的数据流。或者说是打开文件,从文件读数据到内存的类。
使用方法(1)
File fin=new File("d:/abc.txt");
FileInputStream in=new FileInputStream( fin);
使用方法(2)
FileInputStream in=new FileInputStream(“d: /abc.txt”);
程序举例:
将InputFromFile.java的程序的内容显示在显示器上
import
java.io.IOException;
import
java.io.FileInputStream;
;
public
class
TestFile {
public
static
void
main(String args[])
throws
IOException {
try
{
FileInputStream rf=
new
FileInputStream(
"InputFromFile.java"
);
int
n=
512
;
byte
buffer[]=
new
byte
[n];
while
,n)!=-
1
)&&(n>
0
)){
System.out.println(
new
String(buffer) );
}
System.out.println();
rf.close();
}
catch
(IOException IOe){
System.out.println(IOe.toString());
}
}
}
1.4. 文件输出流:FileOutputStream类
作用:用来处理以文件作为数据输出目的数据流;或者说是从内存区读数据入文件
FileOutputStream类用来处理以文件作为数据输出目的数据流;一个表示文件名的字符串,也可以是File或FileDescriptor对象。
创建一个文件流对象有两种方法:
方式1:
File f=new File (“d:/myjava/write.txt ");
FileOutputStream out= new FileOutputStream (f);
方式2:
FileOutputStream out=new FileOutputStream(“d:/myjava/write.txt ");
方式3:构造函数将 FileDescriptor()对象作为其参数。
FileDescriptor() fd=new FileDescriptor();
FileOutputStream f2=new FileOutputStream(fd);
方式4:构造函数将文件名作为其第一参数,将布尔值作为第二参数。
FileOutputStream f=new FileOutputStream("d:/abc.txt",true);
注意: (1)文件中写数据时,若文件已经存在,则覆盖存在的文件;(2)的读/写操作结束时,应调用close方法关闭流。
使用键盘输入一段文章,将文章保存在文件
write.txt中
import
java.io.IOException;
import
java.io.FileOutputStream;
public
class
TestFile {
public
static
void
main(String args[])
throws
IOException {
try
{
System.out.println(
"please Input from Keyboard"
);
int
count, n =
512
;
byte
buffer[] =
new
byte
[n];
count = System.in.read(buffer);
FileOutputStream wf =
new
FileOutputStream(
"d:/myjava/write.txt"
);
wf.write(buffer,
0
, count);
wf.close();
// 当流写操作结束时,调用close方法关闭流。
System.out.println(
"Save to the write.txt"
);
}
catch
(IOException IOe) {
System.out.println(
"File Write Error!"
);
}
}
}
1.5. FileInputStream流和FileOutputStream的应用
import
java.io.File;
import
java.io.IOException;
import
java.io.FileOutputStream;
import
java.io.FileInputStream;
public
class
TestFile {
public
static
void
main(String args[])
throws
IOException {
try
{
File inFile =
new
File(
"copy.java"
);
File outFile =
new
File(
"copy2.java"
);
FileInputStream finS =
new
FileInputStream(inFile);
FileOutputStream foutS =
new
FileOutputStream(outFile);
int
c;
while
((c = finS.read()) != -
1
) {
foutS.write(c);
}
finS.close();
foutS.close();
}
catch
(IOException e) {
System.err.println(
"FileStreamsTest: "
+ e);
}
}
}
1.6. 缓冲输入输出流
BufferedInputStream/
BufferedOutputStream
计算机访问外部设备非常耗时。访问外存的频率越高,造成CPU闲置的概率就越大。为了减少访问外存的次数,应该在一次对外设的访问中,读写更多的数据。
为此,除了程序和流节点间交换数据必需的读写机制外,还应该增加缓冲机制。缓冲流就是每一个数据流分配一个缓冲区,一个缓冲区就是一个临时存储数据的内
存。这样可以减少访问硬盘的次数,提高传输效率。
BufferedInputStream:当向缓冲流写入数据时候,数据先写到缓冲区,待缓冲区写满后,系统一次性将数据发送给输出设备。
BufferedOutputStream :当从向缓冲流读取数据时候,系统先从缓冲区读出数据,待缓冲区为空时,系统再从输入设备读取数据到缓冲区。
将
BufferedInputStream
与
FileInputStream
相接
FileInputStream
in
=new
FileInputStream
( “file1.txt ” );
BufferedInputStream
bin
=new
BufferedInputStream
(
in
);
2)将内存写入文件:
将
BufferedOutputStream
与
FileOutputStream
相接
FileOutputStream
out
=new
FileOutputStream
(“file1.txt”);
BufferedOutputStream
bin
=new
BufferedInputStream
(
out
);
3)键盘输入流读到内存
BufferedReader
与
标准的数据流
相接
sin
=new InputStreamReader (
System.in
) ;
sin
);
import
java.io.*;
public
class
ReadWriteToFile {
public
static
void
main(String args[])
throws
IOException {
InputStreamReader sin =
new
InputStreamReader(System.in);
BufferedReader bin =
new
BufferedReader(sin);
FileWriter out =
new
FileWriter(
"myfile.txt"
);
BufferedWriter bout =
new
BufferedWriter(out);
String s;
while
((s = bin.readLine()).length() >
0
) {
bout.write(s,
0
, s.length());
}
}
}
程序说明:
从键盘读入字符,并写入到文件中
BufferedReader类的方法:
String readLine()
作用:读一行字符串,以回车符为结束。
BufferedWriter类的方法:
bout.write(String s,offset,len)
作用:从缓冲区将字符串s从offset开始,len长度的字符串写到某处。
2. 字符流Writer/Reader
Java中字符是采用Unicode标准,一个字符是16位,即一个字符使用两个字节来表示。为此,JAVA中引入了处理字符的流。
1. Reader抽象类
用于读取字符流的抽象类。子类必须实现的方法只有 read(char[], int, int) 和 close()。但是,多数子类将重写此处定义的一些方法,以提供更高的效率和/或其他功能。
1) FileReader :
与FileInputStream对应
主要用来读取字符文件,使用缺省的字符编码,有三种构造函数:
(1)将文件名作为字符串 :FileReader f=new FileReader(“c:/temp.txt”);
(2)构造函数将File对象作为其参数。
File f=new file(“c:/temp.txt”);
FileReader f1=new FileReader(f);
(3) 构造函数将FileDescriptor对象作为参数
FileDescriptor() fd=new FileDescriptor()
FileReader f2=new FileReader(fd);
(1) 用指定字符数组作为参数:CharArrayReader(char[])
(2) 将字符数组作为输入流:CharArrayReader(char[], int, int)
读取字符串,构造函数如下: public StringReader(String s);
2) CharArrayReader:
与ByteArrayInputStream对应
3) StringReader :
与StringBufferInputStream对应
4) InputStreamReader
从输入流读取字节,在将它们转换成字符:Public inputstreamReader(inputstream is);
5) FilterReader:
允许过滤字符流
protected filterReader(Reader r);
6) BufferReader :
接受Reader对象作为参数,并对其添加字符缓冲器,使用readline()方法可以读取一行。
Public BufferReader(Reader r);
主要方法:
(1) public int read() throws IOException; //读取一个字符,返回值为读取的字符
(2) public int read(char cbuf[]) throws IOException; /*读取一系列字符到数组cbuf[]中,返回值为实际读取的字符的数量*/
(3) public abstract int read(char cbuf[],int off,int len) throws IOException;
/*读取len个字符,从数组cbuf[]的下标off处开始存放,返回值为实际读取的字符数量,该方法必须由子类实现*/
2. Writer抽象类
写入字符流的抽象类。子类必须实现的方法仅有 write(char[], int, int)、flush() 和 close()。但是,多数子类将重写此处定义的一些方法,以提供更高的效率和/或其他功能。 其子类如下:
1) FileWrite:
与FileOutputStream对应
将字符类型数据写入文件,使用缺省字符编码和缓冲器大小。
Public FileWrite(file f);
2) chararrayWrite:
与ByteArrayOutputStream对应 ,
将字符缓冲器用作输出。
Public CharArrayWrite();
3) PrintWrite:
生成格式化输出
public PrintWriter(outputstream os);
4) filterWriter
:用于写入过滤字符流
protected FilterWriter(Writer w);
5) PipedWriter:
与PipedOutputStream对应
6) StringWriter:
无与之对应的以字节为导向的stream
主要方法:
(1)
public void write(int c) throws IOException;
//将整型值c的低16位写入输出流
(2)
public void write(char cbuf[]) throws IOException;
//将字符数组cbuf[]写入输出流
(3)
public abstract void write(char cbuf[],int off,int len) throws IOException;
//将字符数组cbuf[]中的从索引为off的位置处开始的len个字符写入输出流
(4)
public void write(String str) throws IOException;
//将字符串str中的字符写入输出流
(5)
public void write(String str,int off,int len) throws IOException;
//将字符串str 中从索引off开始处的len个字符写入输出流
(6)
flush( ) //
刷空输出流,并输出所有被缓存的字节。
(7)
close()
关闭流
public abstract void close() throws IOException
3 .InputStream与Reader差别 OutputStream与Writer差别
InputStream和OutputStream类处理的是字节流,数据流中的最小单位是字节(8个bit)
Reader与Writer处理的是字符流,在处理字符流时涉及了字符编码的转换问题
import
java.io.*;
public
class
EncodeTest {
private
static
void
readBuff(
byte
[] buff)
throws
IOException {
ByteArrayInputStream in =
new
ByteArrayInputStream(buff);
int
data;
while
) System.out.print(data+
" "
);
System.out.println(); in.close(); }
public
static
void
main(String args[])
throws
IOException {
System.out.println(
"内存中采用unicode字符编码:"
);
char
c=
'好'
;
int
lowBit=c&
0xFF
;
int
highBit=(c&
0xFF00
)>>
8
;
System.out.println(
""
+highBit);
String s=
"好"
;
System.out.println(
"本地操作系统默认字符编码:"
);
readBuff(s.getBytes());
System.out.println(
"采用GBK字符编码:"
);
readBuff(s.getBytes(
"GBK"
));
System.out.println(
"采用UTF-8字符编码:"
);
readBuff(s.getBytes(
"UTF-8"
)); }
}
Reader类能够将输入流中采用其他编码类型的字符转换为Unicode字符,然后在内存中为其分配内存
Writer类能够将内存中的Unicode字符转换为其他编码类型的字符,再写到输出流中。
3. IOException异常类的子类
1.public class EOFException :
非正常到达文件尾或输入流尾时,抛出这种类型的异常。
2.public class FileNotFoundException:
当文件找不到时,抛出的异常。
3.public class InterruptedIOException:
当I/O操作被中断时,抛出这种类型的异常。