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Java io(java输入输出流)详解


 

   

  1、读/写(输入/输出)都是对我而言的,不是对你操作的对象而言的,比如读文件是我读文件,对我而言就是输入,和我写文件,对我而言就是输出。

  2、java io使用的是包装模式,一个流包装另外一个流,来实现更好的目的。一个流包装另外一个流的规则是什么呢?使用字节流来读取文件,FileInputStream(new File()),可以使用BufferedInputStream(new FileInputStream())来包装它

  至于BufferedInputStream为什么就能包装 FileInputStream。BufferedInputStream的构造函数BufferedInputStream(InputStream in),而FileInputStream 的父类就是InputStream,所有就可以了。

  3、字节流转换为字符流:InputStreamReader/OutputStreamWriter

  注意:在使用FileReader操作文本数据时,该对象使用的时默认的编码表,即FileReader fr=new FileReader(“a.txt”); 与 InputStreamReader isr=new InputStreamReader(new FileInputStream("a.txt")); 的意义相同。

  如果要使用指定表编码表时,必须使用转换流,即如果a.txt中的文 件中的字符数据是通过utf-8的形式编码,那么在读取时,就必须指定编码表,那么转换流时必须的。

  即:InputStreamReader isr=new InputStreamReader(new FileInputStream("a.txt"),utf-8);

  Java流操作有关的类或接口:

  Java流类图结构:

  流的概念和作用

  流是一组有顺序的,有起点和终点的字节集合,是对数据传输的总称或抽象。即数据在两设备间的传输称为流,流的本质是数据传输,根据数据传输特性将流抽象为各种类,方便更直观的进行数据操作。

  IO流的分类

  •根据处理数据类型的不同分为:字符流和字节流

  •根据数据流向不同分为:输入流和输出流

  字符流和字节流

  字符流的由来: 因为数据编码的不同,而有了对字符进行高效操作的流对象。本质其实就是基于字节流读取时,去查了指定的码表。 字节流和字符流的区别:

  •读写单位不同:字节流以字节(8bit)为单位,字符流以字符为单位,根据码表映射字符,一次可能读多个字节。

  •处理对象不同:字节流能处理所有类型的数据(如图片、avi等),而字符流只能处理字符类型的数据。

  结论:只要是处理纯文本数据,就优先考虑使用字符流。 除此之外都使用字节流。

  输入流和输出流

  对输入流只能进行读操作,对输出流只能进行写操作,程序中需要根据待传输数据的不同特性而使用不同的流。

  Java IO流对象

  1.输入字节流InputStreamIO 中输入字节流的继承图可见上图,可以看出:

  1.InputStream 是所有的输入字节流的父类,它是一个抽象类。

  2.ByteArrayInputStream、StringBufferInputStream、FileInputStream 是三种基本的介质流,它们分别从Byte 数组、StringBuffer、和本地文件中读取数据。

PipedInputStream 是从与其它线程共用的管道中读取数据,与Piped 相关的知识后续单独介绍。

  3.ObjectInputStream 和所有FilterInputStream 的子类都是装饰流(装饰器模式的主角)。

  2.输出字节流OutputStream

  IO 中输出字节流的继承图可见上图,可以看出:

  1.OutputStream 是所有的输出字节流的父类,它是一个抽象类。

  2.ByteArrayOutputStream、FileOutputStream 是两种基本的介质流,它们分别向Byte 数组、和本地文件中写入数据。PipedOutputStream 是向与其它线程共用的管道中写入数据,

  3.ObjectOutputStream 和所有FilterOutputStream 的子类都是装饰流。

  3.字节流的输入与输出的对应

  图中蓝色的为主要的对应部分,红色的部分就是不对应部分。紫色的虚线部分代表这些流一般要搭配使用。从上面的图中可以看出Java IO 中的字节流是极其对称的。“存在及合理”我们看看这些字节流中不太对称的几个类吧!

  1.LineNumberInputStream 主要完成从流中读取数据时,会得到相应的行号,至于什么时候分行、在哪里分行是由改类主动确定的,并不是在原始中有这样一个行号。在输出部分没有对应的部分,我们完全可以自己建立一个LineNumberOutputStream,在最初写入时会有一个基准的行号,以后每次遇到换行时会在下一行添加一个行号,看起来也是可以的。好像更不入流了。

  2.PushbackInputStream 的功能是查看最后一个字节,不满意就放入缓冲区。主要用在编译器的语法、词法分析部分。输出部分的BufferedOutputStream 几乎实现相近的功能。

  3.StringBufferInputStream 已经被Deprecated,本身就不应该出现在InputStream 部分,主要因为String 应该属于字符流的范围。已经被废弃了,当然输出部分也没有必要需要它了!还允许它存在只是为了保持版本的向下兼容而已。

  4.SequenceInputStream 可以认为是一个工具类,将两个或者多个输入流当成一个输入流依次读取。完全可以从IO 包中去除,还完全不影响IO 包的结构,却让其更“纯洁”――纯洁的Decorator 模式。

  5.PrintStream 也可以认为是一个辅助工具。主要可以向其他输出流,或者FileInputStream 写入数据,本身内部实现还是带缓冲的。本质上是对其它流的综合运用的一个工具而已。一样可以踢出IO 包!System.out 和System.out 就是PrintStream 的实例!

  4.字符输入流Reader

  在上面的继承关系图中可以看出:

  1.Reader 是所有的输入字符流的父类,它是一个抽象类。

  2.CharReader、StringReader 是两种基本的介质流,它们分别将Char 数组、String中读取数据。PipedReader 是从与其它线程共用的管道中读取数据。

  3.BufferedReader 很明显就是一个装饰器,它和其子类负责装饰其它Reader 对象。

  4.FilterReader 是所有自定义具体装饰流的父类,其子类PushbackReader 对Reader 对象进行装饰,会增加一个行号。

  5.InputStreamReader 是一个连接字节流和字符流的桥梁,它将字节流转变为字符流。FileReader 可以说是一个达到此功能、常用的工具类,在其源代码中明显使用了将FileInputStream 转变为Reader 的方法。我们可以从这个类中得到一定的技巧。Reader 中各个类的用途和使用方法基本和InputStream 中的类使用一致。后面会有Reader 与InputStream 的对应关系。

  5.字符输出流Writer

  在上面的关系图中可以看出:

  1.Writer 是所有的输出字符流的父类,它是一个抽象类。

  2.CharArrayWriter、StringWriter 是两种基本的介质流,它们分别向Char 数组、String 中写入数据。PipedWriter 是向与其它线程共用的管道中写入数据,

  3.BufferedWriter 是一个装饰器为Writer 提供缓冲功能。

  4.PrintWriter 和PrintStream 极其类似,功能和使用也非常相似。

  5.OutputStreamWriter 是OutputStream 到Writer 转换的桥梁,它的子类FileWriter 其实就是一个实现此功能的具体类(具体可以研究一SourceCode)。功能和使用和OutputStream 极其类似,后面会有它们的对应图。

  6.字符流的输入与输出的对应

  7.字符流与字节流转换

  转换流的特点:

  1.其是字符流和字节流之间的桥梁

  2.可对读取到的字节数据经过指定编码转换成字符

  3.可对读取到的字符数据经过指定编码转换成字节

  何时使用转换流?

  1.当字节和字符之间有转换动作时;

  2.流操作的数据需要编码或解码时。

  具体的对象体现:

  1.InputStreamReader:字节到字符的桥梁

  2.OutputStreamWriter:字符到字节的桥梁

  这两个流对象是字符体系中的成员,它们有转换作用,本身又是字符流,所以在构造的时候需要传入字节流对象进来。

  8.File类

  File类是对文件系统中文件以及文件夹进行封装的对象,可以通过对象的思想来操作文件和文件夹。 File类保存文件或目录的各种元数据信息,包括文件名、文件长度、最后修改时间、是否可读、获取当前文件的路径名,判断指定文件是否存在、获得当前目录中的文件列表,创建、删除文件和目录等方法。

  9.RandomAccessFile类

  该对象并不是流体系中的一员,其封装了字节流,同时还封装了一个缓冲区(字符数组),通过内部的指针来操作字符数组中的数据。 该对象特点:

  1.该对象只能操作文件,所以构造函数接收两种类型的参数:a.字符串文件路径;b.File对象。

  2.该对象既可以对文件进行读操作,也能进行写操作,在进行对象实例化时可指定操作模式(r,rw)

  注意:该对象在实例化时,如果要操作的文件不存在,会自动创建;如果文件存在,写数据未指定位置,会从头开始写,即覆盖原有的内容。 可以用于多线程下载或多个线程同时写数据到文件。