Java 进阶:Java File & IO—2

目录

一、转换流
二、字节缓冲流
三、字符缓冲流
四、序列化流与反序列化流
五、打印流
六、标准输入、输出流
七、IO流总结

一、转换流

1. OutputStreamWriter 类

(1) 概述

  • java.io.OutputStreamWriter继承 Writer类;就是一个字符输出流,写文本文件;
  • 是字符通向字节的桥梁,将 字符流 转成 字节流
  • write():字符,字符数组,字符串

(2) 构造方法

  • OutputStreamWriter(OuputStream out):接收所有的字节输出流

字节输出流目前只有: FileOutputStream

  • OutputStreamWriter(OutputStream out, String charsetName)

String charsetName:传递 编码表名字:GBK、UTF-8

public class OutputStreamWriterDemo {
    
    
    public static void main(String[] args) throws IOException {
    
    
        writeUTF();
    }

   //转换流对象OutputStreamWriter写文本,采用UTF-8编码表写入
    public static void writeUTF()throws IOException{
    
    
        //创建字节输出流,绑定文件
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("c:\\utf.txt");
        //创建转换流对象,构造方法保证字节输出流,并指定编码表是UTF-8
        OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(fos,"UTF-8"); //GBK可以不写
        osw.write("你好");
        osw.close(); //使用close()连刷新带关闭
    }
}

2. InputStreamReader 类

(1) 概述

  • java.io.InputStreamReader继承 Reader;是 字符输入流,读取文本文件
  • 字节流向字符的桥梁,将 字节流 转为 字符流
  • 读取的方法:read() 读取1个字符,读取字符数组

(2) 构造方法

  • InputStreamReader(InputStream in):接收所有的 字节输入流

可以传递的字节输入流: FileInputStream

  • InputStreamReader(InputStream in,String charsetName): 传递编码表的名字
public class InputStreamReaderDemo {
    
    
    public static void main(String[] args) throws IOException {
    
    
        readUTF();
    }

    //转换流,InputSteamReader读取文本,采用UTF-8编码表,读取文件utf
    public static void readUTF()throws IOException{
    
    
        //创建字节输入流,传递文本文件
        FileInputStream fis = new FileInputStream("c:\\utf.txt");
        //创建转换流对象,构造方法中,包装字节输入流,同时写编码表名
        InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis,"UTF-8");
        char[] ch = new char[1024];
        int len = isr.read(ch);
        System.out.println(new String(ch,0,len));
        isr.close();
    }
}

###3. 转换流子类父类的区别

  • 继承关系
    OutputStreamWriter 的子类: FileWriter
    InputStreamReader 的子类:FileReader
  • 区别
  • OutputStreamWriterInputStreamReader 是字符和字节的桥梁:也可以称之为字符转换流。字符转换流原理:字节流 + 编码表
  • FileWriterFileReader:作为子类,仅作为操作字符文件的便捷类存在。当操作的字符文件,使用的是默认编码表时可以不用父类,而直接用子类就完成操作了,简化了代码。
  • 以下三句话功能相同

InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream(“a.txt”));//默认字符集。
InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream(“a.txt”),“GBK”);//指定GBK字符集。
FileReader fr = new FileReader(“a.txt”);

注意:一旦要指定其他编码时,绝对不能用子类,必须使用字符转换流。什么时候用子类呢?
条件:1、操作的是文件。2、使用默认编码。

二、字节缓冲流

1. 概述

  • 可提高IO流的读写速度
  • 分为字节缓冲流与字符缓冲流

2. 字节输出缓冲流 BufferedOutputStream

  • java.io.BufferedOuputStream作用: 提高原有输出流的写入效率
  • BufferedOuputStream 继承 OutputStream
  • 方法:写入 write 字节,字节数组
  • 构造方法BufferedOuputStream(OuputStream out):可以传递任意的字节输出流,传递的是哪个字节流,就对哪个字节流提高效率
public class BufferedOutputStreamDemo {
    
    
    public static void main(String[] args)throws IOException {
    
    
        //创建字节输出流,绑定文件
        //FileOutputStream fos = new FileOutputStream("c:\\buffer.txt");

        //创建字节输出流缓冲流的对象,构造方法中,传递字节输出流
        BufferedOutputStream bos = new
                BufferedOutputStream(new FileOutputStream("c:\\buffer.txt"));

        bos.write(55);
        byte[] bytes = "HelloWorld".getBytes();
        bos.write(bytes);
        bos.write(bytes, 3, 2);

        bos.close();
    }
}

3. 字节输入缓冲流 BufferedInputStream

  • BufferedInputStream,继承 InputStream ,标准的字节输入流
  • 读取方法: read() ,单个字节,字节数组
  • 构造方法: BufferedInputStream(InputStream in):可以传递任意的字节输入流,传递是谁,就提高谁的效率
  • 可以传递的字节输入流 FileInputStream
public class BufferedInputStreamDemo {
    
    
    public static void main(String[] args) throws IOException{
    
    
        //创建字节输入流的缓冲流对象,构造方法中包装字节输入流,包装文件
        BufferedInputStream bis = new
                BufferedInputStream(new FileInputStream("c:\\buffer.txt"));
        byte[] bytes = new byte[1024];
        int len = 0 ;
        while((len = bis.read(bytes))!=-1){
    
    
            System.out.print(new String(bytes,0,len));
        }
        bis.close();
    }
}

4. 四种文件复制方式的效率比较

  • 结论:
  • 字节流读写单个字节 :125250 毫秒
  • 字节流读写字节数组 :193 毫秒
  • 字节流缓冲区流读写单个字节:1210 毫秒
  • 字节流缓冲区流读写字节数组 :73 毫秒
  • 代码
public class Copy {
    
    
    public static void main(String[] args)throws IOException {
    
    
        long s = System.currentTimeMillis();
        copy_4(new File("c:\\q.exe"), new File("d:\\q.exe"));
        long e = System.currentTimeMillis();
        System.out.println(e-s);
    }
    /*
     * 方法,实现文件复制
     *  4. 字节流缓冲区流读写字节数组
     */
    public static void copy_4(File src,File desc)throws IOException{
    
    
        BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream(src));
        BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(desc));
        int len = 0 ;
        byte[] bytes = new byte[1024];
        while((len = bis.read(bytes))!=-1){
    
    
            bos.write(bytes,0,len);
        }
        bos.close();
        bis.close();
    }
    /*
     * 方法,实现文件复制
     *  3. 字节流缓冲区流读写单个字节
     */
    public static void copy_3(File src,File desc)throws IOException{
    
    
        BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream(src));
        BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(desc));
        int len = 0 ;
        while((len = bis.read())!=-1){
    
    
            bos.write(len);
        }
        bos.close();
        bis.close();
    }

    /*
     * 方法,实现文件复制
     *  2. 字节流读写字节数组
     */
    public static void copy_2(File src,File desc)throws IOException{
    
    
        FileInputStream fis = new FileInputStream(src);
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(desc);
        int len = 0 ;
        byte[] bytes = new byte[1024];
        while((len = fis.read(bytes))!=-1){
    
    
            fos.write(bytes,0,len);
        }
        fos.close();
        fis.close();
    }

    /*
     * 方法,实现文件复制
     *  1. 字节流读写单个字节
     */
    public static void copy_1(File src,File desc)throws IOException{
    
    
        FileInputStream fis = new FileInputStream(src);
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(desc);
        int len = 0 ;
        while((len = fis.read())!=-1){
    
    
            fos.write(len);
        }
        fos.close();
        fis.close();
    }
}

三、字符缓冲流

1. 字符输出缓冲流 BufferedWriter

  • java.io.BufferedWriter继承 Writer
  • 写入方法: write () ,单个字符,字符数组,字符串
  • 构造方法:BufferedWriter(Writer w):传递任意字符输出流,传递谁,就高效谁
  • 能传递的字符输出流: FileWriter, OutputStreamWriter
public class BufferedWrierDemo {
    
    
    public static void main(String[] args) throws IOException{
    
    
        //创建字符输出流,封装文件
        FileWriter fw = new FileWriter("c:\\buffer.txt");
        BufferedWriter bfw = new BufferedWriter(fw);

        bfw.write(100);
        bfw.flush();
        bfw.write("你好".toCharArray());
        bfw.flush();

        bfw.write("你好");
        bfw.flush();

        bfw.write("我好好");
        bfw.flush();

        bfw.write("大家都好");
        bfw.flush();

        bfw.close();
    }
}

2. 字符输出缓冲流 BufferedWriter—特有方法 newLine

  • void newLine(): 写换行
  • newLine():文本中换行, \r\n也是文本换行
  • 方法具有平台无关性

windows \r\n ; Linux \n

  • newLine()运行结果和操作系统是相互关联的
  • JVM: 安装的是 Windows 版本,newLine()写的就是 \r\n;安装的是 Linux 版本,newLine() 写的就是**\n**

3.字符输入流缓冲流 BufferedReader

(1)概述

  • java.io.BufferedReader继承 Reader,从字符输入流中读取文本,缓冲各个字符,从而实现字符、数组和行的高效读取
    读取功能: read(), 单个字符,字符数组
    构造方法:BufferedReader(Reader r):可以任意的字符输入流,有:FileReaderInputStreamReader

(2)BufferedReader 自己的功能

  • String readLine(): 读取文本行 \r\n ,读取一个文本行,包含该行内容的字符串,不包含任何行终止符,如果已到达流末尾,则返回 null

获取内容的方法一般都有返回值
int:没有返回的都是 负数
引用类型: 找不到返回 null
boolean: 找不到返回 false

public class BufferedReaderDemo {
    
    
    public static void main(String[] args) throws IOException {
    
    
        int lineNumber = 0;
        //创建字符输入流缓冲流对象,构造方法传递字符输入流,包装数据源文件
        BufferedReader bfr = new BufferedReader(new FileReader("c:\\a.txt"));
        //调用缓冲流的方法 readLine()读取文本行
        //循环读取文本行, 结束条件 readLine()返回null
        String line = null;
        while((line = bfr.readLine())!=null){
    
    
            lineNumber++;
            System.out.println(lineNumber+"  "+line);
        }
        bfr.close();
    }
}

4. 字符流缓冲区流复制文本文件

/*
 *  使用缓冲区流对象,复制文本文件
 *  数据源  BufferedReader+FileReader 读取
 *  数据目的 BufferedWriter+FileWriter 写入
 *  读取文本行, 读一行,写一行,写换行
 */
public class Copy_1 {
    
    
    public static void main(String[] args) throws IOException{
    
    
        BufferedReader bfr = new BufferedReader(new FileReader("c:\\w.log"));   
        BufferedWriter bfw = new BufferedWriter(new FileWriter("d:\\w.log"));
        //读取文本行, 读一行,写一行,写换行
        String line = null;
        while((line = bfr.readLine())!=null){
    
    
            bfw.write(line);
            bfw.newLine();
            bfw.flush();
        }
        bfw.close();
        bfr.close();
    }
}

四、序列化流与反序列化流

1. 概述

  • 对象的序列化:对象中的数据,以流的形式,写入到文件中保存过程称为写出对象,ObjectOutputStream将对象写道文件中,实现序列化
  • 对象的反序列化:在文件中,以流的形式,将对象读出来,读取对象,ObjectInputStream将文件对象读取出来

2. 实现

  • ObjectOutputStream: 写对象,实现序列化
    • 构造方法:ObjectOutputStream(OutputSteam out):传递任意的 字节输出流
    • void writeObject(Object obj):写出对象
  • ObjectInputStream:读取对象,实现反序列化
    • 构造方法ObjectInputStream(InputStream in):传递任意的 字节输入流,输入流封装文件,必须是序列化的文件
  • Object readObject()读取对象
//定义类
public class Person implements Serializable{
    
    
   //省略
    }               
}

 public class ObjectStreamDemo {
    
    
    public static void main(String[] args)throws IOException, ClassNotFoundException {
    
    
        writeObject();
        readObject();
    }

    //ObjectOutputStream
    public static void writeObject() throws IOException{
    
    
        //创建字节输出流,封装文件
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("c:\\person.txt");
        //创建写出对象的序列化流的对象,构造方法传递字节输出流
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(fos);
        Person p = new Person("lisi",25);
        //调用序列化流的方法writeObject,写出对象
        oos.writeObject(p);
        oos.close();

    //ObjectInputStream
    public static void readObject() throws IOException, ClassNotFoundException{
    
    
        FileInputStream fis = new FileInputStream("c:\\person.txt");
        //创建反序列化流,构造方法中,传递字节输入流
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(fis);
        //调用反序列化流的方法 readObject()读取对象
        Object obj =ois.readObject();
        System.out.println(obj);
        ois.close();
    }
}

3. 细节

(1)transient 瞬态关键字

  • 作用: 被 transient修饰的属性不会被序列化
  • transient关键字只能修饰成员变量

(2)静态不能序列化

  • 原因:序列化是把对象数据进行持久化存储;静态的东西不属于对象,而属于类

(3)Serializable 接口

  • 作用:给需要序列化的类上加标记。该标记中没有任何抽象方法;只有实现了 Serializable接口的类的对象才能被序列化

4. 序列化中的序列号冲突问题

  • 问题产生: 当一个类实现Serializable接口后,创建对象并将对象写入文件,之后更改了源代码 (比如:将成员变量的修饰符有private改成public),再次从文件中读取对象时会报异常

  • 原因:一旦修改了源码,重新编译产生class文件,会根据类的成员重新计算序列号,这样新编译的class文件中的序列号,与原来文件中的序列号就不同了

  • 解决:需要做一个终身不变的序列号! 需要在序列化中自定义序列号

private static final long serialVersionUID = 1478652478456L;
// 这样每次编译类时生成的 serialVersionUID 值都是固定的
//类自定义了序列号,编译器就不会计算序列号

五、打印流

1. 概述

  • 打印流添加输出数据的功能,使它们能够方便地打印各种数据值表示形式.

2. 打印流根据流的分类

  • 字节打印流 PrintStream
  • 字符打印流 PrintWriter

3. 方法

  • void print(String str): 输出任意类型的数据,
  • void println(String str): 输出任意类型的数据,自动写入换行操作

4. 特点

  • 此流不负责数据源,只负责数据目的
  • 可以操作任意类型的数据。(boolean, int, long, float, double)
  • 打印流,可以开启自动刷新功能
    满足两个条件:
    • 使用特定的构造方法,打开打印流的自动刷新,输出的数据目的必须是流对象:OutputStreamWriter
    • 必须调用 println,printf,format三个方法中的一个,启用自动刷新
  • 为其他输出流,添加功能
  • 永远不会抛出 IOException,但是可能抛出别的异常

5. 构造方法

  • 就是打印流的输出目的端
  • PrintStream构造方法
    • 接收File类型,接收字符串文件名,接收字节输出流OutputStream
  • PrintWriter构造方法
    • 接收File类型,接收字符串文件名,接收字节输出流OutputStream, 接收字符输出流Writer

6. 打印字符数组

  • println数组,只有打印字符数组时是打印内容,其余均打印数组的地址
  • 因为api中定义了打印字符数组的方法,其底层是在遍历数组中的元素,而其他打印数组的方法,都是将数组对象编程Object,其底层再将对象编程String,调用了 String s = String.valueOf(x);方法

7. 利用打印流,完成文本文件的复制

/*
 * 打印流实现文本复制
 * 读取数据源  BufferedReader+File 读取文本行
 * 写入数据目的 PrintWriter+println 自动刷新
 */
public class PrintWriterDemo1 {
    
    
    public static void main(String[] args) throws IOException{
    
    
        BufferedReader bfr = new BufferedReader(new FileReader("c:\\a.txt"));
        PrintWriter pw = new PrintWriter(new FileWriter("d:\\a.txt"),true);
        String line = null;
        while((line = bfr.readLine())!=null){
    
    
            pw.println(line);
        }
        pw.close();
        bfr.close();
    }
}

六、标准输入、输出流

1. 概述

  • 标准输入流System.in默认指键盘输入
  • 标准输出流System.out向显示器输出

2. 继承关系

  • PrintStream extends FilterOutputStream
  • FilterOutputStream extends OutputStream

3. 案例

public class StandardIO {
    
    
    public static void main(String[] args) throws IOException {
    
    
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        String s;
        // 标准输入流的read方法,读取键盘数据的时候,当当前没有键盘输入数据的时候
        // read会阻塞当前线程,使得不能结束,只有自定义协议,才能结束标准输入流
        while((s = br.readLine()) != null) {
    
    
            //自定协议,当用户输入886结束接收用户输入
            if("886".equals(s)) {
    
    
                break;
            }
            System.out.println("输出:" + s);
        }
        br.close();
    }
}

七、IO流总结

  • 字节流
    • 字节输入流 InputStream
      • FileInputStream 操作文件的字节输入流
      • BufferedInputStream高效的字节输入流
      • ObjectInputStream 反序列化流
    • 字节输出流 OutputStram
      • FileOutputStream 操作文件的字节输出流
      • BufferedOutputStream 高效的字节输出流
      • ObjectOuputStream 序列化流
      • PrintStream 字节打印流
  • 字符流
    • 字符输入流 Reader
      • FileReader 操作文件的字符输入流
      • BufferedReader 高效的字符输入流
      • InputStreamReader 输入操作的转换流(把字节流封装成字符流)
    • 字符输出流 Writer
      • FileWriter 操作文件的字符输出流
      • BufferedWriter 高效的字符输出流
      • OutputStreamWriter 输出操作的转换流(把字节流封装成字符流)
      • PrintWriter 字符打印流
  • 方法:
    • 读数据方法:
      • read() 一次读一个字节或字符的方法
      • read(byte[] char[]) 一次读一个数组数据的方法
      • readLine() 一次读一行字符串的方法(BufferedReader类特有方法)
      • readObject() 从流中读取对象(ObjectInputStream特有方法)
    • 写数据方法:
      • write(int) 一次写一个字节或字符到文件中
      • write(byte[] char[]) 一次写一个数组数据到文件中
      • write(String) 一次写一个字符串内容到文件中
      • writeObject(Object ) 写对象到流中(ObjectOutputStream类特有方法)
      • newLine() 写一个换行符号(BufferedWriter类特有方法)
  • 向文件中写入数据的过程
    1,创建输出流对象
    2,写数据到文件
    3,关闭输出流
  • 从文件中读数据的过程
    1, 创建输入流对象
    2, 从文件中读数据
    3, 关闭输入流
  • 文件复制的过程
    1, 创建输入流(数据源)
    2, 创建输出流(目的地)
    3, 从输入流中读数据
    4, 通过输出流,把数据写入目的地
    5, 关闭流

File类

  • 方法
  • 获取文件名称 getName()
  • 获取文件绝对路径 getAbsolutePath()
  • 获取文件大小 length()
  • 获取当前文件夹中所有File对象 File[] listFiles()
  • 判断是否为文件 isFile()
  • 判断是否为文件夹 isDirectory()
  • 创建文件夹 mkdir() mkdirs()
  • 创建文件 createNewFile()
  • 异常
    • try…catch…finally捕获处理异常
    • throws 声明异常
    • throw 抛出异常对象
  • 异常的分类
    • 编译期异常 Exception
    • 运行期异常 RuntimeException
  • 注意:
    • 编译期异常,必须处理,不然无法编译通过
    • 运行期异常,程序运行过程中,产生的异常信息
  • 实现文件内容的自动追加
    • 构造方法
      • FileOutputStream(File file, boolean append)
      • FileOutputStream(String fileName, boolean append)
      • FileWriter(File, boolean append)
      • FileWriter(String fileName, boolean append)
  • 实现文件内容的自动刷新
    • 构造方法
      • PrintStream(OutputStream out, boolean autoFlush)
      • PrintWriter(OutputStream out, boolean autoFlush)
      • PrintWriter(Writer out, boolean autoFlush)

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