java输入输出流(I/O)总结

时间:2023-02-26 16:43:45

 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:

java输入输出流(I/O)总结

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java输入输出流(I/O)总结

java输入输出流(I/O)总结

      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

1.1.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):InputStreamReader、OutputStreamWriter

1.2.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

2.1. 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:

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         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 

 2.2.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:

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      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。

2.3. 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。

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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

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  1. import java.io.IOException;  
  2. import java.io.FileInputStream;  
  3. ;  
  4. public class TestFile {  
  5.     public static void main(String args[]) throws IOException {  
  6.         try{      
  7.                FileInputStream rf=new   FileInputStream("InputFromFile.java");  
  8.                int n=512;   byte  buffer[]=new  byte[n];     
  9.                while((rf.read(buffer,0,n)!=-1)&&(n>0)){  
  10.                    System.out.println(new String(buffer) );  
  11.                 }  
  12.                 System.out.println();  
  13.                 rf.close();  
  14.         } catch(IOException  IOe){        
  15.               System.out.println(IOe.toString());  
  16.         }  
  17.   
  18.     }  
  19.   
  20. }  

2.4.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。 

程序举例:使用键盘输入一段文章,将文章保存在文件write.txt中java输入输出流(I/O)总结
  1. import java.io.IOException;  
  2. import java.io.FileOutputStream;  
  3. public class TestFile {  
  4.     public static void main(String args[]) throws IOException {  
  5.         try {  
  6.             System.out.println("please Input from      Keyboard");  
  7.             int count, n = 512;  
  8.             byte buffer[] = new byte[n];  
  9.             count = System.in.read(buffer);  
  10.             FileOutputStream wf = new FileOutputStream("d:/myjava/write.txt");  
  11.             wf.write(buffer, 0, count);  
  12.             wf.close(); // 当流写操作结束时,调用close方法关闭流。  
  13.             System.out.println("Save to the write.txt");  
  14.         } catch (IOException IOe) {  
  15.             System.out.println("File Write Error!");  
  16.         }  
  17.     }  
  18.   
  19. }  

2.5. FileInputStream流和FileOutputStream的应用
利用程序将文件file1.txt 拷贝到file2.txt中。
  1. import java.io.File;  
  2. import java.io.IOException;  
  3. import java.io.FileOutputStream;  
  4. import java.io.FileInputStream;  
  5.   
  6. public class TestFile {  
  7.     public static void main(String args[]) throws IOException {  
  8.         try {  
  9.             File inFile = new File("copy.java");  
  10.             File outFile = new File("copy2.java");  
  11.             FileInputStream finS = new FileInputStream(inFile);  
  12.             FileOutputStream foutS = new FileOutputStream(outFile);  
  13.             int c;  
  14.             while ((c = finS.read()) != -1) {  
  15.                 foutS.write(c);  
  16.             }  
  17.             finS.close();  
  18.             foutS.close();  
  19.         } catch (IOException e) {  
  20.             System.err.println("FileStreamsTest: " + e);  
  21.         }  
  22.     }  
  23.   
  24. }  

2.6. 缓冲输入输出流 BufferedInputStream/ BufferedOutputStream
        java输入输出流(I/O)总结
      

       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。

1)将文件读入内存:

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

FileOutputStreamout=new FileOutputStream(“file1.txt”);

BufferedOutputStream  bin=new BufferedInputStream(out);


3)键盘输入流读到内存
将BufferedReader与标准的数据流相接   InputStreamReader sin=new InputStreamReader (System.in) ; BufferedReader bin=new             BufferedReader(sin);
  1. import java.io.*;  
  2.   
  3. public class ReadWriteToFile {  
  4.     public static void main(String args[]) throws IOException {  
  5.         InputStreamReader sin = new InputStreamReader(System.in);  
  6.         BufferedReader bin = new BufferedReader(sin);  
  7.         FileWriter out = new FileWriter("myfile.txt");  
  8.         BufferedWriter bout = new BufferedWriter(out);  
  9.         String s;  
  10.         while ((s = bin.readLine()).length() > 0) {  
  11.             bout.write(s, 0, s.length());  
  12.         }  
  13.   
  14.     }  
  15. }  
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。

3. 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。

3.1. 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。

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        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*/ 

3.2. 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:

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      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

3.3 .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

  1. import java.io.*;  
  2. public class EncodeTest {  
  3.     private static void readBuff(byte [] buff) throws IOException {  
  4.        ByteArrayInputStream in =new ByteArrayInputStream(buff);  
  5.         int data;  
  6.         while((data=in.read())!=-1)   System.out.print(data+"  ");  
  7.         System.out.println();     in.close();     }  
  8.   
  9.    public static void main(String args[]) throws IOException {  
  10.        System.out.println("内存中采用unicode字符编码:" );  
  11.        char   c='好';  
  12.        int lowBit=c&0xFF;     int highBit=(c&0xFF00)>>8;  
  13.        System.out.println(""+lowBit+"   "+highBit);  
  14.        String s="好";  
  15.        System.out.println("本地操作系统默认字符编码:");  
  16.        readBuff(s.getBytes());  
  17.        System.out.println("采用GBK字符编码:");  
  18.        readBuff(s.getBytes("GBK"));  
  19.        System.out.println("采用UTF-8字符编码:");        
  20.        readBuff(s.getBytes("UTF-8"));      }  
  21. }  
java输入输出流(I/O)总结
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。

4. IOException异常类的子类

4.1.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。
4.2.public class FileNotFoundException:
   当文件找不到时,抛出的异常。
4.3.public class InterruptedIOException:
   当I/O操作被中断时,抛出这种类型的异常。