Java流操作有关的类或接口:
IO中的继承图表
流的概念和作用
流是一组有顺序的,有起点和终点的字节集合,是对数据传输的总称或抽象。即数据在两设备间的传输称为流,流的本质是数据传输,根据数据传输特性将流抽象为各种类,方便更直观的进行数据操作。
IO流的分类
- 根据处理数据类型的不同分为:字符流和字节流
- 根据数据流向不同分为:输入流和输出流
字符流和字节流
字符流的由来: 因为数据编码的不同,而有了对字符进行高效操作的流对象。本质其实就是基于字节流读取时,去查了指定的码表。 字节流和字符流的区别:
- 读写单位不同:字节流以字节(8bit)为单位,字符流以字符为单位,根据码表映射字符,一次可能读多个字节。
- 处理对象不同:字节流能处理所有类型的数据(如图片、avi等),而字符流只能处理字符类型的数据。
结论:只要是处理纯文本数据,就优先考虑使用字符流。 除此之外都使用字节流。
输入流和输出流
对输入流只能进行读操作,对输出流只能进行写操作,程序中需要根据待传输数据的不同特性而使用不同的流。
Java IO流对象
1.输入字节流InputStreamIO 中输入字节流的继承图可见上图,可以看出:
- InputStream 是所有的输入字节流的父类,它是一个抽象类。
- ByteArrayInputStream、StringBufferInputStream、FileInputStream 是三种基本的介质流,它们分别从Byte 数组、StringBuffer、和本地文件中读取数据。PipedInputStream 是从与其它线程共用的管道中读取数据,与Piped 相关的知识后续单独介绍。
- ObjectInputStream 和所有FilterInputStream 的子类都是装饰流(装饰器模式的主角)。
2.输出字节流OutputStream
IO 中输出字节流的继承图可见上图,可以看出:
- OutputStream 是所有的输出字节流的父类,它是一个抽象类。
- ByteArrayOutputStream、FileOutputStream 是两种基本的介质流,它们分别向Byte 数组、和本地文件中写入数据。PipedOutputStream 是向与其它线程共用的管道中写入数据,
- ObjectOutputStream 和所有FilterOutputStream 的子类都是装饰流
3.字节流的输入与输出的对应
图中蓝色的为主要的对应部分,红色的部分就是不对应部分。紫色的虚线部分代表这些流一般要搭配使用。从上面的图中可以看出Java IO 中的字节流是极其对称的。“存在及合理”我们看看这些字节流中不太对称的几个类吧!
- LineNumberInputStream 主要完成从流中读取数据时,会得到相应的行号,至于什么时候分行、在哪里分行是由改类主动确定的,并不是在原始中有这样一个行号。在输出部分没有对应的部分,我们完全可以自己建立一个LineNumberOutputStream,在最初写入时会有一个基准的行号,以后每次遇到换行时会在下一行添加一个行号,看起来也是可以的。好像更不入流了。
- PushbackInputStream 的功能是查看最后一个字节,不满意就放入缓冲区。主要用在编译器的语法、词法分析部分。输出部分的BufferedOutputStream 几乎实现相近的功能。
- StringBufferInputStream 已经被Deprecated,本身就不应该出现在InputStream 部分,主要因为String 应该属于字符流的范围。已经被废弃了,当然输出部分也没有必要需要它了!还允许它存在只是为了保持版本的向下兼容而已。
- SequenceInputStream 可以认为是一个工具类,将两个或者多个输入流当成一个输入流依次读取。完全可以从IO 包中去除,还完全不影响IO 包的结构,却让其更“纯洁”――纯洁的Decorator 模式。
- PrintStream 也可以认为是一个辅助工具。主要可以向其他输出流,或者FileInputStream 写入数据,本身内部实现还是带缓冲的。本质上是对其它流的综合运用的一个工具而已。一样可以踢出IO 包!System.out 和System.out 就是PrintStream 的实例!
PushbackInputStream用法举例
1. java.io.PushbackInputStream拥有一个PushBack缓冲区,从PushbackInputStream读出数据后,只要PushBack缓冲区没有满,就可以使用unread()将数据推回流的前端。
2. 假设一个文本文件中同时存储有ASCII码范围的英文字符与BIG5范围的中文字符。想要判断那些位置是ASCII而哪些位置是BIG5中文字符,BIG5中文字符使用两个字节来表示一个中文字,而ASCII只使用一个字节来表示英文字符。
3. Big5中文为了与ASCII兼容,低字节范围内0xA4-0xF9,而高字节为0x40--0x7E以及0xA1--0xFE。存储时低字节先存,再存高字节,所以读取时只要先读到字节是在0xA4--0xF9,就表示它可能是一个中文字符的前半数据。
4. 下面的范例说明PushbackInputStream的功能,一次从文件中读取两个字节,并检查两个字节合并后的整数值是否在0xA440--0xFFFF之间,这样可以简单地判断其两个字节合并后是否为BIG码。如果是BIG5码则使用这两个字节产生String实例以显示汉字字符;如果不在这个范围之内,则可能是个ASCII范围内的字符,您可以显示第一个字节的字符表示,并将第二个字节推回流,以待下一次可以重新读取。
package ysu.hxy;
import java.io.*;
public class PushbackInputStreamDemo
{
public static void main(String[] args)
{
try
{
PushbackInputStream pushbackInputStream =
new PushbackInputStream(new FileInputStream(args[0]));
byte[] array = new byte[2];
int tmp = 0;
int count = 0;
while((count = pushbackInputStream.read(array))!=-1)
{
//两个字节转换为整数
tmp = (short)((array[0] << 8) | (array[1] & 0xff));
tmp = tmp & 0xFFFF;
//判断是否为BIG5,如果是则显示BIG5中文字
if(tmp >= 0xA440 && tmp < 0xFFFF)
{
System.out.println("BIG5:" + new String(array));
}
else
{
//将第二个字节推回流
pushbackInputStream.unread(array,1,1);
//显示ASCII范围的字符
System.out.println("ASCII: " + (char)array[0]);
}
}
pushbackInputStream.close();
}
catch(ArrayIndexOutOfBoundsException e)
{
System.out.println("请指定文件名称");
}
catch(IOException e)
{
e.printStackTrace();
}
}
}
4.字符输入流Reader
在上面的继承关系图中可以看出:
- Reader 是所有的输入字符流的父类,它是一个抽象类。
- CharReader、StringReader 是两种基本的介质流,它们分别将Char 数组、String中读取数据。PipedReader 是从与其它线程共用的管道中读取数据。
- BufferedReader 很明显就是一个装饰器,它和其子类负责装饰其它Reader 对象。
- FilterReader 是所有自定义具体装饰流的父类,其子类PushbackReader 对Reader 对象进行装饰,会增加一个行号。
- InputStreamReader 是一个连接字节流和字符流的桥梁,它将字节流转变为字符流。FileReader 可以说是一个达到此功能、常用的工具类,在其源代码中明显使用了将FileInputStream 转变为Reader 的方法。我们可以从这个类中得到一定的技巧。Reader 中各个类的用途和使用方法基本和InputStream 中的类使用一致。后面会有Reader 与InputStream 的对应关系。
5.字符输出流Writer
在上面的关系图中可以看出:
- Writer 是所有的输出字符流的父类,它是一个抽象类。
- CharArrayWriter、StringWriter 是两种基本的介质流,它们分别向Char 数组、String 中写入数据。PipedWriter 是向与其它线程共用的管道中写入数据,
- BufferedWriter 是一个装饰器为Writer 提供缓冲功能。
- PrintWriter 和PrintStream 极其类似,功能和使用也非常相似。
- OutputStreamWriter 是OutputStream 到Writer 转换的桥梁,它的子类FileWriter 其实就是一个实现此功能的具体类(具体可以研究一SourceCode)。功能和使用和OutputStream 极其类似,后面会有它们的对应图。
6.字符流的输入与输出的对应
7.字符流与字节流转换
转换流的特点:
- 其是字符流和字节流之间的桥梁
- 可对读取到的字节数据经过指定编码转换成字符
- 可对读取到的字符数据经过指定编码转换成字节
何时使用转换流?
- 当字节和字符之间有转换动作时;
- 流操作的数据需要编码或解码时。
具体的对象体现:
- InputStreamReader:字节到字符的桥梁
- OutputStreamWriter:字符到字节的桥梁
这两个流对象是字符体系中的成员,它们有转换作用,本身又是字符流,所以在构造的时候需要传入字节流对象进来。
8.File类
File类是对文件系统中文件以及文件夹进行封装的对象,可以通过对象的思想来操作文件和文件夹。 File类保存文件或目录的各种元数据信息,包括文件名、文件长度、最后修改时间、是否可读、获取当前文件的路径名,判断指定文件是否存在、获得当前目录中的文件列表,创建、删除文件和目录等方法。
9.RandomAccessFile类
该对象并不是流体系中的一员,其封装了字节流,同时还封装了一个缓冲区(字符数组),通过内部的指针来操作字符数组中的数据。 该对象特点:
- 该对象只能操作文件,所以构造函数接收两种类型的参数:a.字符串文件路径;b.File对象。
- 该对象既可以对文件进行读操作,也能进行写操作,在进行对象实例化时可指定操作模式(r,rw)
注意:该对象在实例化时,如果要操作的文件不存在,会自动创建;如果文件存在,写数据未指定位置,会从头开始写,即覆盖原有的内容。 可以用于多线程下载或多个线程同时写数据到文件。
============================================================================================import java.io.*; class StreamTest { public static void main(String[] args) throws Exception { /*int data; while((data=System.in.read())!=-1) { System.out.write(data); }*/ /*FileOutputStream fos=new FileOutputStream("1.txt"); //fos.write("http://www.mybole.com.cn".getBytes()); //fos.close(); BufferedOutputStream bos=new BufferedOutputStream(fos); //bos.write("http://www.mybole.com.cn".getBytes()); //bos.flush(); //bos.close(); DataOutputStream dos=new DataOutputStream(bos); byte b=3; int i=78; char ch='a'; float f=4.5f; dos.writeByte(b); dos.writeInt(i); dos.writeChar(ch); dos.writeFloat(f); dos.close(); FileInputStream fis=new FileInputStream("1.txt"); BufferedInputStream bis=new BufferedInputStream(fis);*/ /*byte[] buf=new byte[100]; //int len=fis.read(buf); int len=bis.read(buf); System.out.println(new String(buf,0,len)); //fis.close(); bis.close();*/ /*DataInputStream dis=new DataInputStream(bis); System.out.println(dis.readByte()); System.out.println(dis.readInt()); System.out.println(dis.readChar()); System.out.println(dis.readFloat()); dis.close();*/ /*FileOutputStream fos=new FileOutputStream("1.txt"); OutputStreamWriter osw=new OutputStreamWriter(fos); BufferedWriter bw=new BufferedWriter(osw); bw.write("http://www.mybole.com.cn"); bw.close(); FileInputStream fis=new FileInputStream("1.txt"); InputStreamReader isr=new InputStreamReader(fis); BufferedReader br=new BufferedReader(isr); System.out.println(br.readLine()); br.close();*/ InputStreamReader isr=new InputStreamReader(System.in); BufferedReader br=new BufferedReader(isr); String strLine; while((strLine=br.readLine())!=null) { System.out.println(strLine); } br.close(); } }
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import java.io.*; class PipedStreamTest { public static void main(String[] args) { PipedOutputStream pos=new PipedOutputStream(); PipedInputStream pis=new PipedInputStream(); try { pos.connect(pis); new Producer(pos).start(); new Consumer(pis).start(); } catch(Exception e) { e.printStackTrace(); } } } class Producer extends Thread { private PipedOutputStream pos; public Producer(PipedOutputStream pos) { this.pos=pos; } public void run() { try { pos.write("Hello,welcome you!".getBytes()); pos.close(); } catch(Exception e) { e.printStackTrace(); } } } class Consumer extends Thread { private PipedInputStream pis; public Consumer(PipedInputStream pis) { this.pis=pis; } public void run() { try { byte[] buf=new byte[100]; int len=pis.read(buf); System.out.println(new String(buf,0,len)); pis.close(); } catch(Exception e) { e.printStackTrace(); } } }
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import java.io.*; class ObjectSerialTest { public static void main(String[] args) throws Exception { Employee e1=new Employee("zhangsan",25,3000.50); Employee e2=new Employee("lisi",24,3200.40); Employee e3=new Employee("wangwu",27,3800.55); FileOutputStream fos=new FileOutputStream("employee.txt"); ObjectOutputStream oos=new ObjectOutputStream(fos); oos.writeObject(e1); oos.writeObject(e2); oos.writeObject(e3); oos.close(); FileInputStream fis=new FileInputStream("employee.txt"); ObjectInputStream ois=new ObjectInputStream(fis); Employee e; for(int i=0;i<3;i++) { e=(Employee)ois.readObject(); System.out.println(e.name+":"+e.age+":"+e.salary); } ois.close(); } } class Employee implements Serializable { String name; int age; double salary; transient Thread t=new Thread(); public Employee(String name,int age,double salary) { this.name=name; this.age=age; this.salary=salary; } private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream oos) throws IOException { oos.writeInt(age); oos.writeUTF(name); System.out.println("Write Object"); } private void readObject(java.io.ObjectInputStream ois) throws IOException { age=ois.readInt(); name=ois.readUTF(); System.out.println("Read Object"); } }
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import java.io.*; class RandomFileTest { public static void main(String[] args) throws Exception { Student s1=new Student(1,"zhangsan",98.5); Student s2=new Student(2,"lisi",96.5); Student s3=new Student(3,"wangwu",78.5); RandomAccessFile raf=new RandomAccessFile("student.txt","rw"); s1.writeStudent(raf); s2.writeStudent(raf); s3.writeStudent(raf); Student s=new Student(); raf.seek(0); for(long i=0;i<raf.length();i=raf.getFilePointer()) { s.readStudent(raf); System.out.println(s.num+":"+s.name+":"+s.score); } raf.close(); } } class Student { int num; String name; double score; public Student() { } public Student(int num,String name,double score) { this.num=num; this.name=name; this.score=score; } public void writeStudent(RandomAccessFile raf) throws IOException { raf.writeInt(num); raf.writeUTF(name); raf.writeDouble(score); } public void readStudent(RandomAccessFile raf) throws IOException { num=raf.readInt(); name=raf.readUTF(); score=raf.readDouble(); } }
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import java.io.*; class FileTest { public static void main(String[] args) throws Exception { //File f=new File("1.txt"); //f.createNewFile(); //f.mkdir(); //File f=new File("E:\\JavaLesson\\Lesson7\\1.txt"); //f.createNewFile(); /*File fDir=new File(File.separator); String strFile="JavaLesson"+File.separator+"Lesson7"+ File.separator+"1.txt"; File f=new File(fDir,strFile); f.createNewFile(); //f.delete(); f.deleteOnExit(); Thread.sleep(3000);*/ /*for(int i=0;i<5;i++) { File f=File.createTempFile("winsun",".tmp"); f.deleteOnExit(); } Thread.sleep(3000);*/ File fDir=new File(File.separator); String strFile="JavaLesson"+File.separator+"Lesson6"; File f=new File(fDir,strFile); String[] names=f.list(new FilenameFilter() { public boolean accept(File dir,String name) { return name.indexOf(".java")!=-1; } }); for(int i=0;i<names.length;i++) { System.out.println(names[i]); } } }
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import java.util.*; import java.nio.charset.*; class CharsetTest { public static void main(String[] args) throws Exception { /*Map m=Charset.availableCharsets(); Set names=m.keySet(); Iterator it=names.iterator(); while(it.hasNext()) { System.out.println(it.next()); }*/ Properties pps=System.getProperties(); //pps.list(System.out); pps.put("file.encoding","ISO-8859-1"); int data; byte[] buf=new byte[100]; int i=0; while((data=System.in.read())!='q') { buf[i]=(byte)data; i++; } String str=new String(buf,0,i); //System.out.println(str); String strGBK=new String(str.getBytes("ISO-8859-1"),"GBK"); System.out.println(strGBK); } }