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一. IO概述
1.1 什么是IO
举个例子,当你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。
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
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 |
二. 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。
2.3 FileOutputStream类
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,用于将数据写出到硬盘的文件中。
构造方法
public FileOutputStream(File file)
:目的地是文件,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)
:目的地是文件的路径, 创建文件输出流以指定的名称写入文件。- 构造方法的作用:
1.创建一个FileOutputStream对象
2.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
3.会把FileOutputStream对象指向创建好的文件
- 构造方法的作用:
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。
-
写入数据的原理(内存–>硬盘)
java程序–>JVM(java虚拟机)–>OS(操作系统)–>OS调用写数据的方法–>把数据写入到文件中 -
字节输出流的使用步骤:
1.创建一个FileOutputStream对象,构造方法中传递写入数据的目的地
2.调用FileOutputStream对象中的方法write,把数据写入到文件中
3.释放资源(流使用会占用一定的内存,使用完毕要把内存清空,提供程序的效率)
- 构造举例,代码如下:
public class FileOutputStreamConstructor throws IOException {
public static void main(String[] args) {
// 使用File对象创建流对象
File file = new File("a.txt");
//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(file);
// 使用文件名称创建流对象,相对路径
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("b.txt");
}
}
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 class FOSWrite {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 使用文件名称创建流对象
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos.txt");
// 写出数据
fos.write(97); // 写出第1个字节,十进制97-->二进制1100001,
fos.write(98); // 写出第2个字节,硬盘中存储的数据都是字节,一个字节=8个比特位(10101010)
fos.write(99); // 写出第3个字节,
//但是打开文件时,文本编辑器都会查询编码表,把字节转换为字符
//0-127:查询ASCII表 97-->a
// 关闭资源
fos.close();
}
}
输出结果:
abc
- 写出字节数组:
write(byte[] b)
,每次可以写出数组中的数据,代码使用演示:
- 写入字符的方法:可以使用String类中的方法把字符串,转换为字节数组
- byte[] getBytes() 把字符串转换为字节数组
public class FOSWrite {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 使用文件名称创建流对象
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos.txt");
// 字符串转换为字节数组
byte[] b = "黑马程序员".getBytes();
// 写出字节数组数据
fos.write(b);
// 关闭资源
fos.close();
}
}
输出结果:
黑马程序员
- 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:
public class FOSWrite {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 使用文件名称创建流对象
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos.txt");
// 字符串转换为字节数组
byte[] b = "abcde".getBytes();
// 写出从索引2开始,2个字节。索引2是c,两个字节,也就是cd。
fos.write(b,2,2);
// 关闭资源
fos.close();
}
}
输出结果:
cd
数据追加续写
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。
这两个构造方法,参数中都需要传入一个boolean类型的值,true
表示追加数据,不会覆盖原文件false
表示清空原有数据。这样创建的输出流对象,就可以指定是否追加续写了,代码使用演示:
public class FOSWrite {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 使用文件名称创建流对象
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos.txt",true);
// 字符串转换为字节数组
byte[] b = "abcde".getBytes();
// 写出从索引2开始,2个字节。索引2是c,两个字节,也就是cd。
fos.write(b);
// 关闭资源
fos.close();
}
}
文件操作前:cd
文件操作后:cdabcde
写出换行
Windows系统里,换行符号是\r\n
。把
以指定是否追加续写了,代码使用演示:
public class FOSWrite {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 使用文件名称创建流对象
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos.txt");
// 定义字节数组
byte[] words = {97,98,99,100,101};
// 遍历数组
for (int i = 0; i < words.length; i++) {
// 写出一个字节
fos.write(words[i]);
// 写出一个换行, 换行符号转成数组写出
fos.write("\r\n".getBytes());
}
// 关闭资源
fos.close();
}
}
输出结果:
a
b
c
d
e
- 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()
:读取文件中一个字节并返回,读取到末尾返回-1, 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 。
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。
2.5 FileInputStream类
java.io.FileInputStream
类是文件字节输入流, 作用:把硬盘文件中的数据,读取到内存中使用,从文件中读取字节。
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。 -
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。-
参数:读取文件的数据源
String name:文件的路径
File file:文件 -
构造方法的作用:
1.会创建一个FileInputStream对象
2.会把FileInputStream对象指定构造方法中要读取的文件
-
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):
1.创建FileInputStream对象,构造方法中绑定要读取的数据源
2.使用FileInputStream对象中的方法read,读取文件
3.释放资源 -
构造举例,代码如下:
public class FileInputStreamConstructor throws IOException{
public static void main(String[] args) {
// 使用File对象创建流对象
File file = new File("a.txt");
FileInputStream fos = new FileInputStream(file);
// 使用文件名称创建流对象
FileInputStream fos = new FileInputStream("b.txt");
}
}
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
,代码使用演示:
public class FISRead {
public static void main(String[] args) throws IOException{
// 使用文件名称创建流对象
FileInputStream fis = new FileInputStream("read.txt");
// 读取数据,返回一个字节
int read = fis.read();//read=97
System.out.println((char) read);//强制类型转换成a
read = fis.read();
System.out.println((char) read);
read = fis.read();
System.out.println((char) read);
read = fis.read();
System.out.println((char) read);
read = fis.read();
System.out.println((char) read);
// 读取到末尾,返回-1
read = fis.read();
System.out.println( read);
// 关闭资源
fis.close();
}
}
输出结果:
a
b
c
d
e
-1
循环改进读取方式,代码使用演示:
public class FISRead {
public static void main(String[] args) throws IOException{
// 使用文件名称创建流对象
FileInputStream fis = new FileInputStream("read.txt");
// 定义变量,保存数据
int b ;
// 循环读取
while ((b = fis.read())!=-1) {
System.out.println((char)b);
}
// 关闭资源
fis.close();
}
}
输出结果:
a
b
c
d
e
- 使用字节数组读取:
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
,代码使用演示:
public class FISRead {
public static void main(String[] args) throws IOException{
// 使用文件名称创建流对象.
FileInputStream fis = new FileInputStream("read.txt"); // 文件中为abcde
// 定义变量,作为有效字节个数
int len ;//比如read.txt数据是abcde,第一次读取ab放置b字节数组中,len=2
//第二次读取cd放置b字节数组中,len=2
//第三次读取e放置b字节数组中,并且覆盖第二次的c,输出ed,但是len是read.txt中所剩有效字 节数组为1,len=1
// 定义字节数组,作为装字节数据的容器
byte[] b = new byte[2];
// 循环读取
while (( len= fis.read(b))!=-1) {
//当读到read.txt最后一个数据后面时,len=-1表示结束标记,无数据了
// 每次读取后,把数组变成字符串打印
System.out.println(Arrays.toString(b));//[97,98]
//String类的构造方法,String(byte[] bytes):将字节数组转换成字符串
System.out.println(new String(b));//匿名string对象将字节数组转换成字符串ab
}
// 关闭资源
fis.close();
}
}
输出结果:
ab
cd
ed
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:
public class FISRead {
public static void main(String[] args) throws IOException{
// 使用文件名称创建流对象.
FileInputStream fis = new FileInputStream("read.txt"); // 文件中为abcde
// 定义变量,作为有效个数
int len ;
// 定义字节数组,作为装字节数据的容器
byte[] b = new byte[2];
// 循环读取
while (( len= fis.read(b))!=-1) {
// 每次读取后,把数组的有效字节部分,变成字符串打印
//String(byte[] bytes, int offset, int length) 把字节数组的一部分转换为字符串 offset:数组的开始索引 length:转换的字节个数
System.out.println(new String(b,0,len));// len 每次读取的有效字节个数
}
// 关闭资源
fis.close();
}
}
输出结果:
ab
cd
e