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一、JAVA流式输入/输出原理
在Java程序中,对于数据的输入/输出操作以“流”(Stream)方式进行;J2SDK提供了各种各样的“流”类,用以获取不同种类的数据:程序中通过标准的方法输入或输出数据。
读入写出
二、输入输出流分类
Java.io 包中定义了多个流类型(类或抽象类)来实现输入/输出功能;可以从不同的角度对其进行分类:
- 按数据流的方向不同可以分为输入流和输出流
- 按照处理数据单位不同可以分为字节流和字符流
- 按照功能不同可以分为节点流和处理流
两个概念:
- 字节流:最原始的一个流,读出来的数据就是010101这种最底层的数据表示形式,一个字节(Byte)是8位(bit)读的时候不是一个位一个位的来读,而是一个字节一个字节来读。
- 字符流:字符流是一个字符一个字符地往外读取数据。一个字符是2个字节
输入流:InputStream(字节流),Reader(字符流)
输出流:OutPutStream(字节流),Writer(字符流)
区分什么叫输入流?什么叫输出流?
如果站在文件的角度上,这叫输出。
如果站在程序的角度上,这叫输入。
我们以后说输入流和输出流都是站在程序的角度上来说。
三、节点流和处理流
1.节点流类型
节点流就是一根管道直接插到数据源上面,直接读数据源里面的数据,或者是直接往数据源里面写入数据。典型的节点流是文件流:
文件的字节输入流(FileInputStream),文件的字节输出流(FileOutputStream),文件的字符输入流(FileReader),文件的字符输出流(FileWriter)。
2.处理流类型
处理流是包在别的流上面的流,相当于是包到别的管道上面的管道。
四、InputStream(输入流)
继承自InputStream的流都是用于向程序中输入数据,且数据的单位为字节(8bit);下图中深色为节点流,浅色为处理流。
InputStream的基本方法
//读取一个字节并以整数的形式返回(0~255) //如果返回-1就说明已经到了输入流的末尾 int read() throws IOException //读取一系列字节并存储到一个数组buffer //返回实际读取的字节数,如果读取前已到输入流的末尾,则返回-1 int read(byte[] buffer) throws IOException //读取length个字节 //并存储到一个字节数组buffer,从length位置开始 //返回实际读取的字节数,如果读取前以到输入流的末尾返回-1. int read(byte[] buffer,int offset,int length) throws IOException //关闭流释放内存资源 void close() throws IOException //跳过n个字节不读,返回实际跳过的字节数 long skip(long n) throws IOException
read()方法是一个字节一个字节地往外读,每读取一个字节,就处理一个字节。read(byte[] buffer)方法读取数据时,先把读取到的数据填满这个byte[]类型的数组buffer(buffer是内存里面的一块缓冲区),然
后再处理数组里面的数据。
以File(文件)这个类型作为讲解节点流的典型代表
使用FileInputStream流来读取FileInputStream.java文件的内容
package com.kou.chapter; import java.io.*; public class TestFileInputStream { public static void main(String args[]) { int b = 0;// 使用变量b来装调用read()方法时返回的整数 FileInputStream in = null; // 使用FileInputStream流来读取有中文的内容时,读出来的是乱码,因为使用 InputStream流里面的read()方法读取内容时是一个字节一个字节地读取的,而一个汉字是占用两个 字节的,所以读取出来的汉字无法正确显示。 // FileReader in = null; // 使用FileReader流来读取内容时,中英文都可以正确显示,因为Reader流里面的 read()方法是一个字符一个字符地读取的,这样每次读取出来的都是一个完整的汉字,这样就可以正确 显示了。 try { in = new FileInputStream("D:\\IDEA\\CODE\\JAVASE\\src\\com\\kou\\Student.java"); // in = new FileReader("D:\\IDEA\\CODE\\JAVASE\\src\\com\\kou\\Student.java"); } catch (FileNotFoundException e) { System.out.println("系统找不到指定文件!"); System.exit(-1);// 系统非正常退出 } long num = 0;// 使用变量num来记录读取到的字符数 // 调用read()方法时会抛异常,所以需要捕获异常 try { while ((b = in.read()) != -1) { // 调用int read() throws Exception方法时,返回的是一个int类型的整 数 // 循环结束的条件就是返回一个值-1,表示此时已经读取到文件的末尾了。 // System.out.print(b+"\t");//如果没有使用“(char)b”进行转换,那 么直接打印出来的b就是数字,而不是英文和中文了 System.out.print((char) b); // “char(b)”把使用数字表示的汉字和英文字母转换成字符输入 num++; } in.close();// 关闭输入流 System.out.println(); System.out.println("总共读取了" + num + "个字节的文件"); } catch (IOException e1) { System.out.println("文件读取错误!"); } } }
五、OutputStream(输出流)
继承自OutputStream的流是用于程序中输出数据,且数据的单位为字节(8bit):下图中深色的为节点流,浅色为处理流。
OutputStream的基本方法
//向输出流中写入一个字节数据,该字节数据为参数b的低8位 void write(int b) throws IOException //将一个字节类型的数组中的数据写入输出流 void write(byte[] b) throws IOException //将一个字节类型的数组中的从指定位置(off)开始的len个字节写入到输出流 void write(byte[] b,int off,int len) throws IOException //关闭流释放内存资源 void close() throws IOException //将输出流中缓冲的数据全部写出到目的地 void flush() throws IOException
六、Reader流
Reader : 和InputStream一模一样,唯一的区别就在于读的数据单位不同继承自Reader的流都是用于向程序中输入数据,且数据的单位为字符(16bit)
16位:一个字符也就是两个字节,使用Reader流读取数据时都是两个字节两个字节往外读的,为什么还要有这两种两个字节的读取方式呢? 因为有些字符是占2个字节的,如我们的中文字符在Java里面就是占两个字节的。如果采用一个字节一个字节往外读的方式,那么读出来的就是半个汉字,这样子Java就没有办法正确的显示中文字符的,所以有必要存在这种流,一个字符一个字符地往外读。
Reader的基本方法
//读取一个字节并以整数的形式返回(0~255) //如果返回-1就说明已经到了输入流的末尾 int read() throws IOException //读取一系列字节并存储到一个数组buffer //返回实际读取的字节数,如果读取前已到输入流的末尾,则返回-1 int read(byte[] buffer) throws IOException //读取length个字节 //并存储到一个字节数组buffer,从length位置开始 //返回实际读取的字节数,如果读取前以到输入流的末尾返回-1. int read(byte[] buffer,int offset,int length) throws IOException //关闭流释放内存资源 void close() throws IOException //跳过n个字节不读,返回实际跳过的字节数 long skip(long n) throws IOException
七、Writer流
继承自Writer的流都是用于程序中输出数据,且数据的单位为字符(16bit)
Writer的基本方法
//向输出流中写入一个字节数据,该字节数据为参数b的低16位 void write(int b) throws IOException //将一个字节类型的数组中的数据写入输出流 void write(byte[] b) throws IOException //将一个字节类型的数组中的从指定位置(off)开始的len个字节写入到输出流 void write(byte[] b,int off,int len) throws IOException //关闭流释放内存资源 void close() throws IOException //将输出流中缓冲的数据全部写出到目的地 void flush() throws IOException
演示使用FileWriter(字符流)向指定文件中写入数据
package com.kou.chapter; /*使用FileWriter(字符流)向指定文件中写入数据写入数据时以1个字符为单位进行写入*/ import java.io.*; public class TestFileWriter{ public static void main(String args[]){ /*使用FileWriter输出流从程序把数据写入到Uicode.dat文件中 使用FileWriter流向文件写入数据时是一个字符一个字符写入的*/ FileWriter fw = null; try{ fw = new FileWriter("D:\\IDEA\\CODE\\JAVASE\\src\\com\\kou\\chapter\\StudentNew.java"); //字符的本质是一个无符号的16位整数 //字符在计算机内部占用2个字节 //这里使用for循环把0~60000里面的所有整数都输出 //这里相当于是把全世界各个国家的文字都0~60000内的整数的形式来表示 for(int c=0;c<=60000;c++){ fw.write(c); //使用write(int c)把0~60000内的整数写入到指定文件内 //调用write()方法时,我认为在执行的过程中应该使用了“(char)c”进行强制 转换,即把整数转换成字符来显示 //因为打开写入数据的文件可以看到,里面显示的数据并不是0~60000内的整 数,而是不同国家的文字的表示方式 } /*使用FileReader(字符流)读取指定文件里面的内容 读取内容时是以一个字符为单位进行读取的*/ int b = 0; long num = 0; FileReader fr = null; fr = new FileReader("D:\\IDEA\\CODE\\JAVASE\\src\\com\\kou\\chapter\\StudentNew.java"); while((b = fr.read())!= -1){ System.out.print((char)b + "\t"); num++; } System.out.println(); System.out.println("总共读取了"+num+"个字符"); }catch(Exception e){ e.printStackTrace(); } } }
FileReader和FileWriter这两个流都是字符流,都是以一个字符为单位进行输入和输出的。
所以读取和写入占用2个字节的字符时都可以正常地显示出来,所谓的节点流指定就是直接把输入流或输出插入到数据源上,直接往数据源里面写入数据或读取数据。
八、IO流总结
部分图片来源:百度图片