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第1关：什么是IO流
相关知识
什么是字节
字节是指一小组相邻的二进制数码。通常是8位作为一个字节。它是构成信息的一个小单位，并作为一个整体来参加操作，比字小，是构成字的单位。
字节(Byte) 是一种计量单位，表示数据量的多少，它是计算机信息技术用于计量存储容量的一种计量单位.
什么是字符
我们想象一下，给你一串二进制码，要你来分辨它是什么含义，是代表数字还是字母还是汉字，你能有效的分辨吗？
显然不能，一般来说，我们是比较难以理解一串二进制码代表的含义的，而且一串二进制码是代表什么含义也无法很直观的表示出来。
我们比较好识别的是文字，字母和符号。
所以就有了字符，字符是指计算机中使用的文字和符号，比如1、2、3、A、B、C、~！·#￥%……—*（）——+、等等。
字符在计算机中可以看做：字节+编码表
我们知道，计算机是只识别二进制的，但是我们日常操作电脑，需要输入文字，字母，数字这些，我们不可能先去记住一串二进制数字，比如说A这个字母的二进制是什么，因为这样太麻烦，也记不住，所以编码表，就诞生了，编码表的作用就是在我们进行输入的时候，将我们输入的字符转换成计算机能识别的二进制，在我们阅读数据的时候，将二进制转换成我们人能识别的文字字母和数字。
最先普及的就要数ASCLL码表了，ASCLL码表是美国信息交换标准代码，是基于拉丁字母的一套电脑编码系统，主要用于显示现代英语和其他西欧语言。
看到这你肯定会有疑问，这ASCLL码表只有英语和西欧语呀，那汉语呢，其他语言呢？自从ASCLL码表推出之后，很多国家也都推出了本国语言的编码表。像中国就有GB2312，GBK等等。
现在我们一起设想一个场景，当我们编辑一个文本文件，输入了很多字符，这些字符都用ASCLL码表编码，然后我们查看这个文本文件的时候，是使用的GBK码表解码，会出现什么问题吗？
相信你已经有答案了，这会出现软件开发中非常常见的问题：乱码。
当我们对字节进行编码的时候使用的是一种编码表，而解码的时候使用的是另一种编码表的时候，就会出现乱码的问题了，是因为每一个编码表，它的字符对应二进制的字节是不一致的。但是互联网是一个互联互通的平台，所以如果每个国家都使用自己的一套编码器，就会出现许多问题。
在1992年的时候，推出了UTF-8编码规范，是一种针对Unicode的可变长度字符编码，又称万国码，UTF-8用1到6个字节编码Unicode字符。用在网页上可以统一页面显示中文简体繁体及其它语言（如英文，日文，韩文）。
UTF-8也是我们目前在应用开发中使用的最多的编码格式。
Java中默认采用的是Unicode编码格式（具体来说是UTF-16编码）。
什么是IO流
IO流中的IO是Input，Output，输入和输出的意思，是用来处理设备与设备之间的数据传输的，不仅能处理内部设备（比如CPU、GPU、内存），还能处理外部设备（比如手机和PC，客户端与服务器）。
在Java中定义数据按照流向，分为输入流和输出流。
首先我们来了解输入流，从字面上就很容易理解，凡是从外部流入的数据都可以通过输入流来处理。比如读取文件。
输出流，就表示从内部流出的数据，比如：我们编辑了一个文本文件，当我们按下ctrl+s的时候，就将该文件从内存保存到了硬盘，这就是一个将数据从内存中输出到硬盘的过程。
除了输出和输入流，流按照操作的数据还分为：字节流和字符流。
总体结构如下图：
好了，IO流的简单介绍就到这里啦，使用本关所学知识来完成选择题吧。
第2关：字节流-输入输出
相关知识
输入流
我们通过一个示例，来看看输入流应该如何使用，首先我们在D盘下创建一个hello.txt文件。输入文本Hello Java Hello InputStream。
在main方法中加入如下代码：
输出：
Hello Java Hello InputStream
代码解释：
这个例子我们主要目的是，读取文件中的数据并将数据显示在控制台。
实现步骤是：首先读取文件转换成文件输入流（FileInputStream），然后定义一个字节数组作为容器用来存储即将读取到的数据。fs.read(b)函数的作用是将数据读取到b数组中，最后通过编码表，将字节数组编码成字符。
输出流
我们使用输出流将字符串hello educoder写入到一个文件中：
运行这段代码，打开D盘下你会发现test.txt文件被创建了，并且文件的内容是hello educoder。
代码解释：
最佳实践
上面作为示例的两段代码都是存在很大问题的，什么问题呢？
因为在Java中对于流的操作是非常消耗资源的，如果我们使用流对一个资源进行操作了之后却没有释放它的资源，这就会造成系统资源的浪费，如果积累了很多这种空置的资源，最后可能会导致系统崩溃。
上述代码的最佳实践为：
OutputStream out = null;try {String file = "D://test.txt";out = new FileOutputStream(file);String str = "hello educoder";byte[] b = str.getBytes();out.write(b);out.flush();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();} finally {if (out != null) {try {out.close(); // 释放该输出流} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}
核心就是在使用完流之后，释放它所占用的资源。
编程要求
请仔细阅读右侧代码，根据方法内的提示，在Begin - End区域内进行代码补充，具体任务如下：
- 读取
src/step2/input/目录下的task.txt文件信息并输出到控制台，使用Java代码将字符串learning practice写入到src/step2/output/目录下的output.txt，若文件目录不存在，则创建该目录。
注意：临时字节数组需要定义长度为8位，否则会有空格。
package step2;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.FileReader;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
public class Task {
public void task() throws IOException{
/********* Begin *********/
File file = new File("src/step2/input/task.txt");
FileInputStream fs = new FileInputStream(file);
byte[] b = new byte[8];
fs.read(b); //输入流数据读入到字节数组
String str = new String(b,"UTF-8"); //指定字符格式
System.out.println(str);
File dir = new File("src/step2/output");
if(!dir.exists()){
dir.mkdir();
}
FileOutputStream out = new FileOutputStream("src/step2/output/output.txt");
String str1 = "learning practice";
byte[] c = str1.getBytes();
out.write(c); //字节写出到文件
out.flush(); //刷新缓冲区数据，类似于保存文件
fs.close(); //释放流
out.close(); //释放流
/********* End *********/
}
}第3关：字符流 - 输入输出
相关知识
Writer
字符流的使用很简单，和字节输入流类似，以FileWriter举例：
执行上述代码即可看到在D盘下创建了一个名为hello.txt的文件，文件的内容为hello。
上面代码fw.flush()和fw.close()也可以省略fw.flush()，只写fw.close()就可以了，但是都省略是不对的，如果都省略你会发现文本没有写入到hello.txt文件。
Reader
Reader的使用也很简单，以FileReader为例：
输出：
hello+ 1019个空格
使用上述代码的会输出hello.txt中的内容，但是会有一个问题：输出hello的同时还输出了1019个空格，这是什么原因呢，如何解决这些问题呢？请你思考。
我们在下一关中揭晓答案。
编程要求
请仔细阅读右侧代码，根据方法内的提示，在Begin - End区域内进行代码补充，具体任务如下：
-
将
src/step3/input/目录下的input.txt文件复制到src/step3/output/目录下； -
复制的新文件命名为
output.txt； -
input.txt文件中只有8个字符。
package step3;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileReader;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
public class Task {
public void task() throws IOException{
/********* Begin *********/
String file1 = "src/step3/input/input.txt";
FileReader fr = new FileReader(file1);
char[] ch = new char[8];
fr.read(ch); //文件数据读到数组中
String file2 = "src/step3/output/output.txt";
FileWriter fw = new FileWriter(file2);
fw.write(ch); //写出到文件
fr.close();
fw.flush(); //刷新流
fw.close(); //释放流
/********* End *********/
}
}第4关：复制文件
相关知识
上一关中最后，我们遇到了一个问题：hello.txt文件只有五个字符，而用来存储字符的数组有1024个字符，直接使用FileReader的read()方法读取然后输出就会有1019个空字符，如何来解决这个问题呢？
很容易想到的方法就是，我们定义一个长度为5的字符数组就可以了，这样确实可以暂时解决问题，可是我们往往不知道读取的文件有多大，如果文件中不止5个字符，而是有几万个字符我们又应该怎么办呢？
这就需要我们深入的了解IO流的常用函数了。
read()方法
我们来看read方法的详细解释：
理解了read方法，之前的问题就好解决了。
代码：
String file = "D://hello.txt";FileReader fr = new FileReader(file);char[] cbuf = new char[1024];int len = fr.read(cbuf);//将数据读入到cbuf中并返回读取到的数据长度StringBuilder builder = new StringBuilder();builder.append(cbuf,0,len); //将cbuf 0 到len长度的数据添加到builderSystem.out.println(builder.toString());
运行这段代码，我们会发现输出是正确的，没有再打印出多余的空格。
可能我们又会有疑问了，如果文本文件大于1K，这段代码肯定就行不通了，怎么办呢？
很简单，加个循环就可以啦：
String file = "D://hello.txt";FileReader fr = new FileReader(file);char[] cbuf = new char[1024];int len = 0; // 每次读取的长度StringBuilder builder = new StringBuilder();while ((len = fr.read(cbuf)) != -1) {builder.append(cbuf,0,len);}System.out.println(builder.toString());
这样修改之后我们就可以读取任意的文件，并将其内容输出到控制台了。
write()方法
write()方法有两种常用的重载方法：
理解了这两种方法，我们现在如果要复制一个文本文件就很方便了，现在我们就来将D盘下hello.txt文件复制到E盘下，并重命名为abc.txt：
FileReader fr = new FileReader("D://hello.txt"); //定义FileReader读取文件int len = 0; //每次读取的字符数量char[] cbuf = new char[1024]; //每次读取数据的缓冲区FileWriter fw = new FileWriter("E://abc.txt"); //定义FileWriter写文件while((len = fr.read(cbuf)) != -1){fw.write(cbuf,0,len);}fw.close(); //释放资源 刷新缓冲区fr.close();
这段代码就是一个边读边写的过程，运行之后我们发现E盘下已经有了abc.txt文件并且内容和hello.txt一致。
使用字节流读写文件
到目前为止我们一直操作的都是文本文件，不过我们计算机中存储的文件可不止有文本文件，还有很多其他类型的，比如图片，视频，等等。
如果要对非文本类型的文件进行操作，应该怎么做呢？这个时候字符流还能不能派上用场呢？
答案是否定的，字符流只适用于操作字符类型的文件，不能操作非字符类型的。
所以这个时候应该用什么来操作呢？
相信你已经想到了：字节流。
是的我们需要使用字节流来操作非字符类文件。
接下来，我们使用字节流来复制一个图片文件，代码：
FileInputStream fs = new FileInputStream("D://user.jpg"); //定义文件输入流读取文件信息FileOutputStream fos = new FileOutputStream("E://new.jpg");//定义文件输出流写文件int len = 0; //每次读取数据的长度byte[] bys = new byte[1024]; //数据缓冲区while( (len = fs.read(bys)) != -1){fos.write(bys, 0, len);}//释放资源 刷新缓冲区fs.close();fos.close();
运行即可看到E盘下生成了一个名为new.jpg的文件，且内容和user.jpg一致
可以发现上述代码和之前的字符流很像，确实原理都是类似的。
可能学到这，你会有很多疑问：
-
字节流既然可以用来读取非字符构成的文件，那可以读取字符类型的文件吗？ 答案是可以的，字节流可以操作所有类型的文件，因为计算机中的数据都是以字节的方式存储的；
-
既然字节流可以用来操作所有的文件，那还要字符流干啥咧？ 因为字符流操作字符类型的数据和文件要比字节流快很多。
扩展
使用BufferedReader读取字符文件的速度要比我们之前使用的字节流和FileReader快很多，示例代码：
BufferedReader bf = new BufferedReader(new FileReader("D://hello.txt"));BufferedWriter writer = new BufferedWriter(new FileWriter("D://abc.txt"));String str = "";while( (str = bf.readLine()) != null){writer.write(str);}bf.close();writer.close();
编程要求
请仔细阅读右侧代码，根据方法内的提示，在Begin - End区域内进行代码补充，具体任务如下：
-
复制
src/step4/input/目录下的input.txt文件到src/step4/output/目录下，新文件命名为output.txt； -
复制
src/step4/input/目录下的input.jpg文件到src/step4/output/目录下，新文件命名为output.jpg。
package step4;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.FileReader;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
public class Task {
public void task() throws IOException{
/********* Begin *********/
String file1 = "src/step4/input/input.txt";
FileInputStream fr = new FileInputStream(file1);
byte[] b = new byte[1024];
int len = 0;
String file2 = "src/step4/output/output.txt";
FileOutputStream fw = new FileOutputStream(file2);
while((len = fr.read(b))!=-1){ //将数据读入到b中并返回读取到的数据长度
fw.write(b,0,len);
}
fr.close();
fw.close();
String file3 = "src/step4/input/input.jpg";
String file4 = "src/step4/output/output.jpg";
FileInputStream fs = new FileInputStream(file3);
FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file4);
len = 0;
byte[] bys = new byte[1024];
while( (len = fs.read(bys)) != -1){
fos.write(bys, 0, len);
}
fs.close();
fos.close();
/********* End *********/
}
}