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Java基础输入输出流


 

   

  虽然前面介绍了流的概念,但是这个概念对于初学者来说,还是比较抽象的,下面以实际的读取文件为例子,介绍流的概念,以及输入流的基本使用。

  按照前面介绍的知识,将文件中的数据读入程序,是将程序外部的数据传入程序中,应该使用输入流——InputStream或Reader。而由于读取的是特定的数据源——文件,则可以使用输入对应的子类FileInputStream或FileReader实现。

  在实际书写代码时,需要首先熟悉读取文件在程序中实现的过程。在Java语言的IO编程中,读取文件是分两个步骤:

  1、将文件中的数据转换为流.

  2、读取流内部的数据.

  其中第一个步骤由系统完成,只需要创建对应的流对象即可,对象创建完成以后步骤1就完成了,第二个步骤使用输入流对象中的read方法即可实现了。

  使用输入流进行编程时,代码一般分为3个部分:

  1、创建流对象.

  2、读取流对象内部的数据.

  3、关闭流对象。

  下面以读取文件的代码示例:

  import java.io.*;

  /**

  * 使用FileInputStream读取文件

  */

  public class ReadFile1 {

  public static void main(String[] args) {

  //声明流对象

  FileInputStream fis = null;

  try{

  //创建流对象

  fis = new FileInputStream("e:\a.txt");

  //读取数据,并将读取到的数据存储到数组中

  byte[] data = new byte[1024]; //数据存储的数组

  int i = 0; //当前下标

  //读取流中的第一个字节数据

  int n = fis.read();

  //依次读取后续的数据

  while(n != -1){ //未到达流的末尾

  //将有效数据存储到数组中

  data[i] = (byte)n;

  //下标增加

  i++;

  //读取下一个字节的数据

  n = fis.read();

  }

  //解析数据

  String s = new String(data,0,i);

  //输出字符串

  System.out.println(s);

  }catch(Exception e){

  e.printStackTrace();

  }finally{

  try{

  //关闭流,释放资源

  fis.close();

  }catch(Exception e){}

  }

  }

  }

  在该示例代码中,首先创建一个FileInputStream类型的对象fis:

  fis = new FileInputStream("e:\a.txt");

  这样建立了一个连接到数据源e:a.txt的流,并将该数据源中的数据转换为流对象fis,以后程序读取数据源中的数据,只需要从流对象fis中读取即可。

  读取流fis中的数据,需要使用read方法,该方法是从InputStream类中继承过来的方法,该方法的作用是每次读取流中的一个字节,如果需要读取流中的所有数据,需要使用循环读取,当到达流的末尾时,read方法的返回值是-1。

  在该示例中,首先读取流中的第一个字节:

  int n = fis.read();

  并将读取的值赋值给int值n,如果流fis为空,则n的值是-1,否则n中的最后一个字节包含的时流fis中的第一个字节,该字节被读取以后,将被从流fis中删除。

  然后循环读取流中的其它数据,如果读取到的数据不是-1,则将已经读取到的数据n强制转换为byte,即取n中的有效数据——最后一个字节,并存储到数组data中,然后调用流对象fis中的read方法继续读取流中的下一个字节的数据。一直这样循环下去,直到读取到的数据是-1,也就是读取到流的末尾则循环结束。

  这里的数组长度是1024,所以要求流中的数据长度不能超过1024,所以该示例代码在这里具有一定的局限性。如果流的数据个数比较多,则可以将1024扩大到合适的个数即可。

  经过上面的循环以后,就可以将流中的数据依次存储到data数组中,存储到data数组中有效数据的个数是i个,即循环次数。

  其实截至到这里,IO操作中的读取数据已经完成,然后再按照数据源中的数据格式,这里是文件的格式,解析读取出的byte数组即可。

  该示例代码中的解析,只是将从流对象中读取到的有效的数据,也就是data数组中的前n个数据,转换为字符串,然后进行输出。

  在该示例代码中,只是在catch语句中输出异常的信息,便于代码的调试,在实际的程序中,需要根据情况进行一定的逻辑处理,例如给出提示信息等。

  最后在finally语句块中,关闭流对象fis,释放流对象占用的资源,关闭数据源,实现流操作的结束工作。

  上面详细介绍了读取文件的过程,其实在实际读取流数据时,还可以使用其它的read方法,下面的示例代码是使用另外一个read方法实现读取的代码:

  import java.io.FileInputStream;

  /**

  * 使用FileInputStream读取文件

  */

  public class ReadFile2 {

  public static void main(String[] args) {

  //声明流对象

  FileInputStream fis = null;

  try{

  //创建流对象

  fis = new FileInputStream("e:\a.txt");

  //读取数据,并将读取到的数据存储到数组中

  byte[] data = new byte[1024]; //数据存储的数组

  int i = fis.read(data);

  //解析数据

  String s = new String(data,0,i);

  //输出字符串

  System.out.println(s);

  }catch(Exception e){

  e.printStackTrace();

  }finally{

  try{

  //关闭流,释放资源

  fis.close();

  }catch(Exception e){}

  }

  }

  }

  该示例代码中,只使用一行代码:

  int i = fis.read(data);

  就实现了将流对象fis中的数据读取到字节数组data中。该行代码的作用是将fis流中的数据读取出来,并依次存储到数组data中,返回值为实际读取的有效数据的个数。

  使用该中方式在进行读取时,可以简化读取的代码。

  当然,在读取文件时,也可以使用Reader类的子类FileReader进行实现,在编写代码时,只需要将上面示例代码中的byte数组替换成char数组即可。

  使用FileReader读取文件时,是按照char为单位进行读取的,所以更适合于文本文件的读取,而对于二进制文件或自定义格式的文件来说,还是使用FileInputStream进行读取,方便对于读取到的数据进行解析和操作。

  读取其它数据源的操作和读取文件类似,最大的区别在于建立流对象时选择的类不同,而流对象一旦建立,则基本的读取方法是一样,如果只使用最基本的read方法进行读取,则使用基本上是一致的。这也是IO类设计的初衷,使得对于流对象的操作保持一致,简化IO类使用的难度。

  程。

  基本的输出流包含OutputStream和Writer两个,区别是OutputStream体系中的类(也就是OutputStream的子类)是按照字节写入的,而Writer体系中的类(也就是Writer的子类)是按照字符写入的。

  使用输出流进行编程的步骤是:

  1、建立输出流

  建立对应的输出流对象,也就是完成由流对象到外部数据源之间的转换。

  2、向流中写入数据

  将需要输出的数据,调用对应的write方法写入到流对象中。

  3、关闭输出流

  在写入完毕以后,调用流对象的close方法关闭输出流,释放资源。

  在使用输出流向外部输出数据时,程序员只需要将数据写入流对象即可,底层的API实现将流对象中的内容写入外部数据源,这个写入的过程对于程序员来说是透明的,不需要专门书写代码实现。

  在向文件中输出数据,也就是写文件时,使用对应的文件输出流,包括FileOutputStream和FileWriter两个类,下面以FileOutputStream为例子说明输出流的使用。示例代码如下:

  import java.io.*;

  /**

  * 使用FileOutputStream写文件示例

  */

  public class WriteFile1 {

  public static void main(String[] args) {

  String s = "Java语言";

  int n = 100;

  //声明流对象

  FileOutputStream fos = null;

  try{

  //创建流对象

  fos = new FileOutputStream("e:\out.txt");

  //转换为byte数组

  byte[] b1 = s.getBytes();

  //换行符

  byte[] b2 = " ".getBytes();

  byte[] b3 = String.valueOf(n).getBytes();

  //依次写入文件

  fos.write(b1);

  fos.write(b2);

  fos.write(b3);

  } catch (Exception e) {

  e.printStackTrace();

  }finally{

  try{

  fos.close();

  }catch(Exception e){}

  }

  }

  }

  该示例代码写入的文件使用记事本打开以后,内容为:

  Java语言

  100

  在该示例代码中,演示了将一个字符串和一个int类型的值依次写入到同一个文件中。在写入文件时,首先创建了一个文件输出流对象fos:

  fos = new FileOutputStream("e:\out.txt");

  该对象创建以后,就实现了从流到外部数据源e:out.txt的连接。说明:当外部文件不存在时,系统会自动创建该文件,但是如果文件路径中包含未创建的目录时将出现异常。这里书写的文件路径可以是绝对路径也可以是相对路径。

  在实际写入文件时,有两种写入文件的方式:覆盖和追加。其中“覆盖”是指清除原文件的内容,写入新的内容,默认采用该种形式写文件,“追加”是指在已有文件 的末尾写入内容,保留原来的文件内容,例如写日志文件时,一般采用追加。在实际使用时可以根据需要采用适合的形式,可以使用:

  public FileOutputStream(String name, boolean append) throws FileNotFoundException

  只需要使用该构造方法在构造FileOutputStream对象时,将第二个参数append的值设置为true即可。

  流对象创建完成以后,就可以使用OutputStream中提供的wirte方法向流中依次写入数据了。最基本的写入方法只支持byte数组格式的数据,所以如果需要将内容写入文件,则需要把对应的内容首先转换为byte数组。

  这里以如下格式写入数据:首先写入字符串s,使用String类的getBytes方法将该字符串转换为byte数组,然后写入字符串“ ”,转换方式同上,该字符串的作用是实现文本文件的换行显示,最后写入int数据n,首先将n转换为字符串,再转换为byte数组。这种写入数据的顺序以及转换为byte数组的方式就是流的数据格式,也就是该文件的格式。因为这里写的都是文本文件,所以写入的内容以明文的形式显示出来,也可以根据自己需要存储的数据设定特定的文件格式。

  其实,所有的数据文件,包括图片文件、声音文件等等,都是以一定的数据格式存储数据的,在保存该文件时,将需要保存的数据按照该文件的数据格式依次写入即可,而在打开该文件时,将读取到的数据按照该文件的格式解析成对应的逻辑即可。

  最后,在数据写入到流内部以后,如果需要立即将写入流内部的数据强制输出到外部的数据源,则可以使用流对象的flush方法实现。如果不需要强制输出,则只需要在写入结束以后,关闭流对象即可。在关闭流对象时,系统首先将流中未输出到数据源中的数据强制输出,然后再释放该流对象占用的内存空间。

  使用FileWriter写入文件时,步骤和创建流对象的操作都和该示例代码一致,只是在转换数据时,需要将写入的数据转换为char数组,对于字符串来说,可以使用String中的toCharArray方法实现转换,然后按照文件格式写入数据即可。

  对于其它类型的字节输出流/字符输出流来说,只是在逻辑上连接不同的数据源,在创建对象的代码上会存在一定的不同,但是一旦流对象创建完成以后,基本的写入方法都是write方法,也需要首先将需要写入的数据按照一定的格式转换为对应的byte数组/char数组,然后依次写入即可。

  所以IO类的这种设计形式,只需要熟悉该体系中的某一个类的使用以后,就可以触类旁通的学会其它相同类型的类的使用,从而简化程序员的学习,使得使用时保持统一。