IO概述
1.1 什么是IO
生活中,你肯定经历过这样的场景。当你编辑一个文本文件,忘记了ctrl+s
,可能文件就白白编辑了。当你电脑上插入一个U盘,可以把一个视频,拷贝到你的电脑硬盘里。那么数据都是在哪些设备上的呢?键盘、内存、硬盘、外接设备等等。
我们把这种数据的传输,可以看做是一种数据的流动,按照流动的方向,以内存为基准,分为输入input
和输出output
,即流向内存是输入流,流出内存的输出流。
Java中I/O操作主要是指使用java.io
包下的内容,进行输入、输出操作。输入也叫做读取数据,输出也叫做作写出数据。
1.2 IO的分类
根据数据的流向分为:输入流和输出流。
- 输入流 :把数据从
其他设备
上读取到内存
中的流。 - 输出流 :把数据从
内存
中写出到其他设备
上的流。
格局数据的类型分为:字节流和字符流。
- 字节流 :以字节为单位,读写数据的流。
- 字符流 :以字符为单位,读写数据的流。
1.3 IO的流向说明图解
1.4 顶级父类们
输入流 | 输出流 | |
---|---|---|
字节流 | 字节输入流 InputStream |
字节输出流 OutputStream |
字符流 | 字符输入流 Reader |
字符输出流 Writer |
第二章 字节流
2.1 一切皆为字节
一切文件数据(文本、图片、视频等)在存储时,都是以二进制数字的形式保存,都一个一个的字节,那么传输时一样如此。所以,字节流可以传输任意文件数据。在操作流的时候,我们要时刻明确,无论使用什么样的流对象,底层传输的始终为二进制数据。
2.2 字节输出流【OutputStream】
java.io.OutputStream抽象类是表示字节输出流的的所有类的超类,将指定的字节信息写出到目的地。它定义了字节输出流的基本共性功能的方法。
子类共性的成员方法:
public void close()
: 关闭此输出流并释放与此流相关联的任何系统资源。public void flush()
:刷新此输出流并强制任何缓冲的输出字节被写出。public void write(byte[] b)
:将 b.length字节从指定的字节数组写入此输出流。public void write(byte[] b, int off, int len)
:从指定的字节数组写入 len字节,从偏移量 off开始输出到此输出流。public abstract void write(int b)
:将指定的字节输出流。
小贴士:
close方法,当完成流的操作时,必须调用此方法,释放系统资源。
2.3 FileOutputStream类
java.io.FileOutputStream extends OutputStream
FileOutputStream:文件字节输出流
作用:把内存中的数据写到硬盘的文件中
OutputStream
有很多子类,我们从最简单的一个子类开始。
java.io.FileOutputStream
类是文件输出流,用于将数据写出到文件。
构造方法
public FileOutputStream(File file)
:创建文件输出流以写入由指定的 File对象表示的文件。- File file:目的地是一个文件
public FileOutputStream(String name)
: 创建文件输出流以指定的名称写入文件。- String name:目的地是一个文件的路径
构造方法的作用:
- 创建一个FileOutputStream对象
- 会根据构造方法中传递的文件/文件路径,创建一个空的文件
- 会吧FileOutputStream对象指向创建好的文件
写入数据的原理(内容-->硬盘)
将内存中的数据写入硬盘中
java程序 --> JVM(java虚拟机)--> OS(操作系统)-->OS调用写数据的方法--> 把数据写到文件中
字节输出流的使用步骤(重点):
- 创建一个FileOutputStream对象,构造方法中传递写入数据的目的地
- 调用FileOutputStream对象中的方法write,把数据写入到文件中
- 释放资源(流使用会占用内存,使用完毕要把内存清空)。
当你创建一个流对象时,必须传入一个文件路径。该路径下,如果没有这个文件,会创建该文件。如果有这个文件,会清空这个文件的数据。
写出字节数据
- 写出字节:
write(int b)
方法,每次可以写出一个字节数据,代码使用演示:
public static void main(String[] args)throws IOException{
// 创建一个FileOutputStream对象,构造方法中传递写入数据的目的地
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("c://test//a.txt");
// 调用FileOutputStream对象中的方法write,把数据写入到文件中
fos.write(36);
// 释放资源(流使用会占用内存,使用完毕要把内存清空)。
fos.close();
}
小贴士:
- 虽然参数为int类型四个字节,但是只会保留一个字节的信息写出。
- 流操作完毕后,必须释放系统资源,调用close方法,千万记得。
写出指定长度字节数组
write(byte[] b, int off, int len)
,每次写出从off索引开始,len个字节
把字符串转换为字节数组
写入字符的方法:可以使用String类中的方法把字符转换为字节数组byte[] getBytes() 把字符串转换为字节数组
public class Demo02OutputStream {
public static void main(String[] args) throws IOException {
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("D:\\develop\\Projects\\IdeaProjects\\03_API\\09_IOAndPerties\\a.txt");
byte[] arr = {66,67,68,69};
fos.write(arr);
/*
写出指定长度字节数组**:`write(byte[] b, int off, int len)` ,
每次写出从off索引开始,
len个字节,代码使用演示:
*/
fos.write(arr,2,2);
/*
写入字符的方法:可以使用String类中的方法把字符转换为字节数组
byte[] getBytes() 把字符串转换为字节数组
*/
byte[] bytes = "你好".getBytes();
System.out.println(Arrays.toString(bytes));
// [-28, -67, -96, -27, -91, -67]
fos.write(bytes);
fos.close();
}
}
数据追加续写以及换行
经过以上的演示,每次程序运行,创建输出流对象,都会清空目标文件中的数据。如何保留目标文件中数据,还能继续添加新数据呢?
public FileOutputStream(File file, boolean append)
: 创建文件输出流以写入由指定的 File对象表示的文件。public FileOutputStream(String name, boolean append)
: 创建文件输出流以指定的名称写入文件。
参数:
string name,File file:写入数据的目的地
boolean append:追加续写的开关
true:创建对象不会覆盖源文件,继续在文件的末尾追加写数据
false:创建一个新文件,覆盖原文件
写换行:符号
- Windows:\r\n
- Linux:/n
- max:/r
示例代码
public static void main(String[] args){
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("D:\\Text\\a.txt");
for(int i = 0;i<10;i++){
fos.write("你好".getBytes);
fos.write("\r\n".getBytes);
}
fos.close();
}
- 回车符
\r
和换行符\n
:
- 回车符:回到一行的开头(return)。
- 换行符:下一行(newline)。
- 系统中的换行:
- Windows系统里,每行结尾是
回车+换行
,即\r\n
;- Unix系统里,每行结尾只有
换行
,即\n
;- Mac系统里,每行结尾是
回车
,即\r
。从 Mac OS X开始与Linux统一。
2.4 字节输入流【InputStream】
java.io.InputStream
抽象类是表示字节输入流的所有类的超类,可以读取字节信息到内存中。它定义了字节输入流的基本共性功能方法。
public void close()
:关闭此输入流并释放与此流相关联的任何系统资源。public abstract int read()
: 从输入流读取数据的下一个字节。public int read(byte[] b)
: 从输入流中读取一些字节数,并将它们存储到字节数组 b中 。
java.io.FileInputStream extends InputStream
FileInputStream: 文件字节输入流
作用:把硬盘文件中的数据,读取到内存中使用
小贴士:
close方法,当完成流的操作时,必须调用此方法,释放系统资源。
读取数据的(硬盘--> 内存)
将硬盘中的文件读取到内存中
java程序--> JVM-->OS-->OS读取数据的方法--> 读取文件
构造方法
FileInputStream(File file)
: 通过打开与实际文件的连接来创建一个 FileInputStream ,该文件由文件系统中的 File对象 file命名。- File file : 文件
FileInputStream(String name)
: 通过打开与实际文件的连接来创建一个 FileInputStream ,该文件由文件系统中的路径名 name命名。- String name:文件的路径
构造方法的作用:
- 会创建一个FileInputStream对象
- 会把FileInputeStream对象指定构造方法中读取文件
当你创建一个流对象时,必须传入一个文件路径。该路径下,如果没有该文件,会抛出FileNotFoundException
。
字节输入流的使用步骤(重点):
- 创建FileInputStream对象,构造方法中绑定要读取的数据源
- 使用 FileInputStream对象中的方法read,读取文件
- 释放资源
读取字节数据
-
读取字节:
read
方法,每次可以读取一个字节的数据,提升为int类型,读取到文件末尾,返回-1
,代码演示:
public static void main(String[] args) throws IOException{
// 创建FileInputStream对象,构造方法中绑定要读取的数据源 相对路径和绝对路径都可以
// 假如read.txt 存储的是abc
FileInputStream fis = new FileInputStream("read.txt");
// 使用 FileInputStream对象中的方法read,读取文件
int read = fis.read();
System.out.println(read);// 97 a
read = fis.read();
System.out.println((char) read);// b
read = fis.read();
System.out.println(read);// 99 c
// 读取到末尾,返回-1
read = fis.read();
System.out.println(read);// -1
// 利用循环
int read = 0;
while((read.fis.read())!=-1){
System.out.println((char) read);
}
// 关闭资源
fis.close();
}
小贴士:
- 虽然读取了一个字节,但是会自动提升为int类型。
- 流操作完毕后,必须释放系统资源,调用close方法,千万记得。
-
使用字节数组读取:
int read(byte[] b)
,每次读取b的长度个字节到数组中,返回读取到的有效字节个数,读取到末尾时,返回-1
,String类的构造方法
String(byte[] bytes):把字节数组转换为字符串
String(byte[] bytes,int offset,int length) 把字节数组的一部分转换为字符串
offset :数组开始的索引
length:转换的字节个数
明确两件事:
-
方法的参数byte[] 的作用?
- 起到缓冲的作用,存储每次读取到的多个字节
- 数组的长度一般定义为1024(1kb)或者1024的整数倍
-
方法的返回值int是什么?
获取读取到的有效字节数
代码使用演示:
-
public static void main(String[] args){
// 1. 创建FileInputStream对象,构造方法中绑定要读取的数据源
FileInputStream fis = new FileInputStream("read.txt");// 文件中为abcde
// 2. 使用 FileInputStream对象中的方法read,读取文件
// int read(byte[] b) 从输出流中读取一定数量的字节,并将其存储在缓冲区数组 b 中
int len = 0;
byte[] bytes = new byte[2];
// 获取读取到的有效字节数
int len = fis.read(bytes);
System.out.println(len);
System.out.println(Arrays.toString(bytes));
System.out.println(new String(bytes));
len = fis.read(bytes);
System.out.println(len);
System.out.println(Arrays.toString(bytes));
System.out.println(new String(bytes));
len = fis.read(bytes);
System.out.println(len);
System.out.println(Arrays.toString(bytes));
System.out.println(new String(bytes));
// 输出结果:
ab
cd
ed
// 或者使用循环
byte[] b = new byte[1024];
// 存储读取到的多个字节
int len = 0;
// 记录每次读取到的有效字节个数
while((len = fis.read(b))!=-1){
System.out.println(new String(bytes));
}
}
错误数据d
,是由于最后一次读取时,只读取一个字节e
,数组中,上次读取的数据没有被完全替换,所以要通过len
,获取有效的字节,代码使用演示:
小贴士:
使用数组读取,每次读取多个字节,减少了系统间的IO操作次数,从而提高了读写的效率,建议开发中使用。
2.6 字节流练习:图片复制
复制原理图解
文件复制练习:一读一写
明确:
数据源:c:\1.jpg
数据的目的地:d:\1.jpg
文件复制步骤:
- 创建一个字节输入流对象,构造方法中绑定要读取的数据源
- 创建一个字节输出流对象,构造方法中绑定要写入的目的地
- 使用字节输入流对象中的方法read读取文件
- 使用字节输出流中的方法write,把读取到的字节写入到目的地的文件中
- 释放资源
示例代码
public static void main(String[] args){
long s = System.currentTimeM();
// 1. 创建一个字节输入流对象,构造方法中绑定要读取的数据源(将硬盘中的文件读取到内存中)
FileInputStream fis = new FileInputStream("C:\\Test\\1.jpg");
// 2.创建一个字节输出流对象,构造方法中绑定要写入的目的地(将内存中的数据写入硬盘中)
FileoutputStream fos = new FileOutputStream("D:\\Test\\1.jpg");
// 3.使用字节输入流对象中的方法read读取文件
// 一次读取一个字节写入一个字节的方式
int len = 0;
while((len = fis.read())!= -1){
// 4.使用字节输出流中的方法write,把读取到的字节写入到目的地的文件中
fos.write(len);
}
// 或者使用循数组缓冲读取多个字节,写入多个字节
byte[] bytes = new byte[1024];
// 3.使用字节输入流对象中的方法read读取文件
int l = 0;
while((l = fis.read(bytes))!=-1){
fos.write(bytes,0,len)
}
// 5.释放资源(先关写的,后关读的。如果写完了,也肯定读取完了)
fos.close();
fis.close();
// 测试运行的时间
long e = System.currentTimeM();
System.out.println("程序运行时间为:"+(e-s)+"毫秒");
}
小贴士:
流的关闭原则:先开后关,后开先关。