IO流：概述、字符流、缓冲区
一、IO流概述
概述：
IO流简单来说就是Input和Output流，IO流主要是用来处理设备之间的数据传输，java对于数据的操作都是通过流实现，而java用于操作流的对象都在IO包中。
分类：
按操作数据分为：字节流和字符流。 如：Reader和InpurStream
按流向分：输入流和输出流。如：InputStream和OutputStream
IO流常用的基类：
* InputStream ， OutputStream
字符流的抽象基类：
* Reader ， Writer
由上面四个类派生的子类名称都是以其父类名作为子类的后缀：
如：FileReader和FileInputStream
二、字符流
- 字符流简介：
-
字符流中的对象融合了编码表，也就是系统默认的编码表。我们的系统一般都是GBK编码。
-
字符流只用来处理文本数据，字节流用来处理媒体数据。
-
数据最常见的表现方式是文件，字符流用于操作文件的子类一般是FileReader和FileWriter。
2.字符流读写：
注意事项：
-
写入文件后必须要用flush()刷新。
-
用完流后记得要关闭流
-
使用流对象要抛出IO异常
- 定义文件路径时，可以用“/”或者“”。
- 在创建一个文件时，如果目录下有同名文件将被覆盖。
- 在读取文件时，必须保证该文件已存在，否则出异常
示例1：在硬盘上创建一个文件,并写入一些文字数据
class FireWriterDemo {
public static void main(String[] args) throws IOException { //需要对IO异常进行处理
//创建一个FileWriter对象，该对象一被初始化就必须要明确被操作的文件。
//而且该文件会被创建到指定目录下。如果该目录有同名文件，那么该文件将被覆盖。
FileWriter fw = new FileWriter("F:\1.txt");//目的是明确数据要存放的目的地。
//调用write的方法将字符串写到流中
fw.write("hello world!");
//刷新流对象缓冲中的数据，将数据刷到目的地中
fw.flush();
//关闭流资源，但是关闭之前会刷新一次内部缓冲中的数据。当我们结束输入时候，必须close();
fw.write("first_test");
fw.close();
//flush和close的区别：flush刷新后可以继续输入，close刷新后不能继续输入。
}
}
示例2：FileReader的reade()方法.
要求：用单个字符和字符数组进行分别读取
class FileReaderDemo {
public static void main(String[] args) {
characters();
}
/*****************字符数组进行读取*********************/
private static void characters() {
try {
FileReader fr = new FileReader("Demo.txt");
char [] buf = new char[6];
//将Denmo中的文件读取到buf数组中。
int num = 0;
while((num = fr.read(buf))!=-1) {
//String(char[] value , int offest,int count) 分配一个新的String,包含从offest开始的count个字符
sop(new String(buf,0,num));
}
sop('
');
fr.close();
}
catch (IOException e) {
sop(e.toString());
}
}
/*****************单个字母读取*************************/
private static void singleReader() {
try {
//创建一个文件读取流对象，和指定名称的文件关联。
//要保证文件已经存在，否则会发生异常：FileNotFoundException
FileReader fr = new FileReader("Demo.txt");
//如何调用读取流对象的read方法？
//read()方法，一次读取一个字符，并且自动往下读。如果到达末尾则返回-1
int ch = 0;
while ((ch=fr.read())!=-1) {
sop((char)ch);
}
sop('
');
fr.close();
/*int ch = fr.read();
sop("ch=" + (char)ch);
int ch2 = fr.read();
sop("ch2=" + (char)ch2);
//使用结束注意关闭流
fr.close(); */
}
catch (IOException e) {
sop(e.toString());
}
}
/**********************Println************************/
private static void sop(Object obj) {
System.out.print(obj);
}
}
示例3：对已有文件的数据进行续写
import java.io.*;
class FileWriterDemo3 {
public static void main(String[] args) {
try {
//传递一个参数,代表不覆盖已有的数据。并在已有数据的末尾进行数据续写
FileWriter fw = new FileWriter("F:\java_Demo\day9_24\demo.txt",true);
fw.write(" is charactor table?");
fw.close();
}
catch (IOException e) {
sop(e.toString());
}
}
/**********************Println************************/
private static void sop(Object obj)
{
System.out.println(obj);
}
}
练习：
将F盘的一个文件复制到E盘。
import java.io.*;
import java.util.Scanner;
class CopyText {
public static void main(String[] args) throws IOException {
sop("请输入要拷贝的文件的路径:");
Scanner in = new Scanner(System.in);
String source = in.next();
sop("请输入需要拷贝到那个位置的路径以及生成的文件名:");
String destination = in.next();
in.close();
CopyTextDemo(source,destination);
}
/*****************文件Copy*********************/
private static void CopyTextDemo(String source,String destination) {
try {
FileWriter fw = new FileWriter(destination);
FileReader fr = new FileReader(source);
char [] buf = new char[1024];
//将Denmo中的文件读取到buf数组中。
int num = 0;
while((num = fr.read(buf))!=-1) {
//String(char[] value , int offest,int count) 分配一个新的String,包含从offest开始的count个字符
fw.write(new String(buf,0,num));
}
fr.close();
fw.close();
}
catch (IOException e) {
sop(e.toString());
}
}
/**********************Println************************/
private static void sop(Object obj) {
System.out.println(obj);
}
}
三、缓冲区
- 字符流的缓冲区：BufferedReader和BufferedWreiter
-
缓冲区的出现时为了提高流的操作效率而出现的.
-
需要被提高效率的流作为参数传递给缓冲区的构造函数
-
在缓冲区中封装了一个数组，存入数据后一次取出
BufferedReader示例：
读取流缓冲区提供了一个一次读一行的方法readline，方便对文本数据的获取。
readline()只返回回车符前面的字符，不返回回车符。如果是复制的话，必须加入newLine()，写入回车符
newLine()是java提供的多平台换行符写入方法。
import java.io.*;
class BufferedReaderDemo {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//创建一个字符读取流流对象，和文件关联
FileReader rw = new FileReader("buf.txt");
//只要将需要被提高效率的流作为参数传递给缓冲区的构造函数即可
BufferedReader brw = new BufferedReader(rw);
for(;;) {
String s = brw.readLine();
if(s==null) break;
System.out.println(s);
}
brw.close();//关闭输入流对象
}
}
BufferedWriter示例：
class BufferedWriterDemo {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//创建一个字符写入流对象
FileWriter fw = new FileWriter("buf.txt");
//为了提高字符写入效率，加入了缓冲技术。
//只要将需要被提高效率的流作为参数传递给缓冲区的构造函数即可
BufferedWriter bfw = new BufferedWriter(fw);
//bfw.write("abc
de");
//bfw.newLine(); 这行代码等价于bfw.write("
"),相当于一个跨平台的换行符
//用到缓冲区就必须要刷新
for(int x = 1; x < 5; x++) {
bfw.write("abc");
bfw.newLine(); //java提供了一个跨平台的换行符newLine();
bfw.flush();
}
bfw.flush(); //刷新缓冲区
bfw.close(); //关闭缓冲区，但是必须要先刷新
//注意，关闭缓冲区就是在关闭缓冲中的流对象
fw.close(); //关闭输入流对象
}
}
2.装饰设计模式
装饰设计模式：：：：
要求：自定义一些Reader类，读取不同的数据(装饰和继承的区别)
MyReader //专门用于读取数据的类
|--MyTextReader
|--MyBufferTextReader
|--MyMediaReader
|--MyBufferMediaReader
|--MyDataReader
|--MyBufferDataReader
如果将他们抽取出来，设计一个MyBufferReader，可以根据传入的类型进行增强
class MyBufferReader {
MyBufferReader (MyTextReader text) {}
MyBufferReader (MyMediaReader media) {}
MyBufferReader (MyDataReader data) {}
}
但是上面的类拓展性很差。找到其参数的共同类型，通过多态的形式，可以提高拓展性
class MyBufferReader extends MyReader{
private MyReader r; //从继承变为了组成模式 装饰设计模式
MyBufferReader(MyReader r) {}
}
优化后的体系：
|--MyTextReader
|--MyMediaReader
|--MyDataReader
|--MyBufferReader //增强上面三个。装饰模式比继承灵活，
避免继承体系的臃肿。降低类与类之间的耦合性
装饰类只能增强已有的对象，具备的功能是相同的。所以装饰类和被装饰类属于同一个体系
MyBuffereReader类： 自己写一个MyBuffereReader类，功能与BuffereReader相同
class MyBufferedReader1 extends Reader{
private Reader r;
MyBufferedReader1(Reader r){
this.r = r;
}
//一次读一行数据的方法
public String myReaderline() throws IOException {
//定义一个临时容器，原BufferReader封装的是字符数组。
//为了演示方便。定义一个StringBuilder容器。最终要将数据变成字符串
StringBuilder sb = new StringBuilder();
int ch = 0;
while((ch = r.read()) != -1)
{
if(ch == '
')
continue;
if(ch == '
') //遇到换行符
,返回字符串
return sb.toString();
else
sb.append((char)ch);
}
if(sb.length()!=0) //当最后一行不是以
结束时候，这里需要判断
return sb.toString();
return null;
}
/*
需要覆盖Reader中的抽象方法close()，read();
*/
public void close()throws IOException {
r.close();
}
public int read(char[] cbuf,int off, int len)throws IOException { //覆盖read方法
return r.read(cbuf,off,len);
}
public void myClose() throws IOException{
r.close();
}
}
四、字节流
1.概述：
1、字节流和字符流的基本操作是相同的，但是要想操作媒体流就需要用到字节流。
2、字节流因为操作的是字节，所以可以用来操作媒体文件。（媒体文件也是以字节存储的）
3、读写字节流：InputStream 输入流（读）和OutputStream 输出流（写）
4、字节流操作可以不用刷新流操作。
5、InputStream特有方法：
int available();//返回文件中的字节个数
注：可以利用此方法来指定读取方式中传入数组的长度，从而省去循环判断。但是如果文件较大，而虚拟机启动分配的默认内存一般为64M。当文件过大时，此数组长度所占内存空间就会溢出。所以，此方法慎用，当文件不大时，可以使用。
练习：
需求：复制一张图片F:java_Demoday9_281.BMP到F:java_Demoday9_282.bmp
class CopyPic {
public static void main(String[] args){
copyBmp();
System.out.println("复制完成");
}
public static void copyBmp() {
FileInputStream fis = null;
FileOutputStream fos = null;
try {
fis = new FileInputStream("F:\java_Demo\day9_28\1.bmp"); //写入流关联文件
fos = new FileOutputStream("F:\java_Demo\day9_28\2.bmp"); //读取流关联文件
byte[] copy = new byte[1024];
int len = 0;
while((len=fis.read(copy))!=-1) {
fos.write(copy,0,len);
}
}
catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
throw new RuntimeException("复制文件异常");
}
finally {
try {
if(fis!=null) fis.close();
}
catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
throw new RuntimeException("读取流");
}
}
}
}
- 字节流缓冲区
- 字节流缓冲区跟字符流缓冲区一样，也是为了提高效率。
注意事项：
1. read()：会将字节byte()提升为int型值
2. write()：会将int类型转换为byte()类型，保留最后的8位。
练习：
1.复制MP3文件 1.MP3 --> 2.MP3
2.自己写一个MyBufferedInputStream缓冲类，提升复制速度
代码：
//自己的BufferedInputStream
class MyBufferedInputStream {
private InputStream in; //定义一个流对象
private byte [] buf = new byte[1024*4];
private int count = 0,pos = 0;
public MyBufferedInputStream(InputStream in){
this.in = in;
}
public int MyRead() throws IOException{
if(count==0) { //当数组里的数据为空时候，读入数据
count = in.read(buf);
pos = 0;
byte b = buf[pos];
count--;
pos++;
return b&255; //提升为int类型，在前面三个字节补充0。避免1111 1111 1111 1111
}
else if(count > 0) {
byte b = buf[pos];
pos++;
count--;
return b&0xff; //提升为int类型，在前面三个字节补充0。避免1111 1111 1111 1111
}
return -1;
}
public void myClose() throws IOException{
in.close();
}
}
class BufferedCopyDemo {
public static void main(String[] args) {
long start = System.currentTimeMillis();
copy();
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("时间:"+(end-start)+"ms");
start = System.currentTimeMillis();
copy1();
end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("时间:"+(end-start)+"ms");
}
public static void copy1() { // 应用自己的缓冲区缓冲数据
MyBufferedInputStream bis = null;
BufferedOutputStream bos = null;
try {
bis = new MyBufferedInputStream(new FileInputStream("马旭东-入戏太深.mp3"));//匿名类，传入一个InputStream流对象
bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("3.mp3"));
int buf = 0;
while((buf=bis.MyRead())!=-1) {
bos.write(buf);
}
}
catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
throw new RuntimeException("复制失败");
}
finally {
try {
if(bis!=null) {
bis.myClose();
bos.close();
}
}
catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
五、流操作规律
- 键盘读取，控制台打印。
System.out: 对应的标准输出设备：控制台 //它是PrintStream对象，（PrintStream：打印流。OutputStream的子类）
System.in: 对应的标准输入设备：键盘 //它是InputStream对象
示例：
/*================从键盘录入流，打印到控制台上================*/
public static void InOutDemo(){
//键盘的最常见的写法
BufferedReader bufr = null;
BufferedWriter bufw = null;
try {
/*InputStream ips = System.in; //从键盘读入输入字节流
InputStreamReader fr = new InputStreamReader(ips); //将字节流转成字符流
bufr = new BufferedReader(fr); */ //将字符流加强，提升效率
bufr = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)); //匿名类。InputSteamReader:读取字节并将其解码为字符
bufw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(System.out)); //OutputStreamWriter:要写入流中的字符编码成字节
String line = null;
while((line = bufr.readLine())!=null){
if("over".equals(line)) break;
bufw.write(line.toUpperCase()); //打印
bufw.newLine(); //为了兼容，使用newLine()写入换行符
bufw.flush(); //必须要刷新。不然不会显示
}
if(bufw!=null) {
bufr.close();
bufw.close();
}
}
catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
- 整行录入
1.从键盘录入数据，并存储到文件中。
2. 我们在键盘录入的是时候，read()方法是一个一个录入的，能不能整行的录入呢？这时候我们想到了BufferedReader中ReadLine()方法。
- 转换流
为了让字节流可以使用字符流中的方法，我们需要转换流。
- InputStreamReader:字节流转向字符流；
a
、获取键盘录入对象。
InputStream in=System.in;
b、将字节流对象转成字符流对象，使用转换流。
InputStreamReaderisr=new InputStreamReader(in);
c、为了提高效率，将字符串进行缓冲区技术高效操作。使用BufferedReader
BufferedReaderbr=new BufferedReader(isr);
//键盘录入最常见写法
BufferedReaderin=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
2.OutputStreamWriter:字符流通向字节流
示例：
/*================把键盘录入的数据存到一个文件中==============*/
public static void inToFile() {
//键盘的最常见的写法
BufferedReader bufr = null;
BufferedWriter bufw = null;
try {
/*InputStream ips = System.in; //从键盘读入输入字节流
InputStreamReader fr = new InputStreamReader(ips); //将字节流转成字符流
bufr = new BufferedReader(fr); */ //将字符流加强，提升效率
bufr = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)); //匿名类。InputSteamReader:读取字节并将其解码为字符
bufw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("out.txt"))); //OutputStreamWriter:要写入流中的字符编码成字节
String line = null;
while((line = bufr.readLine())!=null){
if("over".equals(line)) break;
bufw.write(line.toUpperCase()); //打印
bufw.newLine(); //为了兼容，使用newLine()写入换行符
bufw.flush(); //必须要刷新。不然不会显示
}
if(bufw!=null) {
bufr.close();
bufw.close();
}
}
catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
- 流操作基本规律
为了控制格式我将其写入了java代码段中，如下：
示例1：文本 ~ 文本
/*
流操作的基本规律。
一、两个明确：(明确体系)
1. 明确源和目的
源：输入流 InputStream Reader
目的：输出流 OutputStream Writer
2. 操作的数据是否是纯文本
是： 字符流
否： 字节流
二、明确体系后要明确具体使用的对象
通过设备区分：内存，硬盘，键盘
目的设备：内存，硬盘，控制台
示例1：将一个文本文件中的数据存储到另一个文件中: 复制文件
一、明确体系
源：文件-->读取流-->(InputStream和Reader)
是否是文本：是-->Reader
目的：文件-->写入流-->(OutputStream Writer)
是否纯文本：是-->Writer
二、 明确设备
源：Reader
设备：硬盘上一个文本文件 --> 子类对象为：FileReader
FileReader fr = new FileReader("Goods.txt");
是否提高效率：是-->加入Reader中的缓冲区：BufferedReader
BufferedReader bufr = new BufferedReader(fr);
目的：Writer
设备：键盘上一个文本文件 --> 子类对象：FileWriter
FileWriter fw = new FileWriter("goods1.txt");
是否提高效率：是-->加入Writer的缓冲区：BufferedWriter
BufferedWriter bufw = new BufferedWriter(fw);
示例2：将一个图片文件数据复制到另一个文件中：复制文件
一、明确体系
源：文件-->读取流-->(InputStream和Reader)
是否是文本：否-->InputStream
目的：文件-->写入流-->(OutputStream Writer)
是否纯文本：否-->OutputStream
二、 明确设备
源：InputStream
设备：硬盘上一个媒体文件 --> 子类对象为：FileInputStream
FileInputStream fis = new FileInputStream("Goods.txt");
是否提高效率：是-->加入InputStream中的缓冲区：BufferedInputStream
BufferedInputStream bufi = new BufferedInputStream(fis);
目的：OutputStream
设备：键盘上一个媒体文件 --> 子类对象：FileOutputStream
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("goods1.txt");
是否提高效率：是-->加入OutputStream的缓冲区：BufferedOutputStream
BufferedOutputStream bufo = new BufferedOutputStream(fw);
示例3：将键盘录入的数据保存到一个文本文件中
一、明确体系
源：键盘-->读取流-->(InputStream和Reader)
是否是文本：是-->Reader
目的：文件-->写入流-->(OutputStream Writer)
是否纯文本：是-->Writer
二、 明确设备
源：InputStream
设备：键盘 --> 对用对象为：System.in --> InputStream
为了操作方便，转成字符流Reader --> 使用Reader中的转换流：InputStreamReader
InputStreamReader isr = new InputStreamReader(System.in);
是否提高效率：是-->加入Reader中的缓冲区：BufferedReader
BufferedReader bufr = new BufferedReader(isr);
目的：Writer
设备：键盘上一个文本文件 --> 子类对象：FileWriter
FileWriter fw = new FileWriter("goods1.txt");
是否提高效率：是-->加入Writer的缓冲区：BufferedWriter
BufferedWriter bufw = new BufferedWriter(fw);
5.指定编码表(转换流可以指定编码表)
要求：用UTF-8编码存储一个文本文件
import java.io.*;
public class IOStreamLaw {
/**
* @param args
*/
public static void main(String[] args) throws IOException {
//键盘的最常见写法
BufferedReader bufr = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
BufferedWriter bufw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("goods1.txt"),"UTF-8"));
String line = null;
while((line=bufr.readLine())!=null){
if("over".equals(line)) break;
bufw.write(line.toUpperCase());
bufw.newLine();
bufw.flush();
}
bufr.close();
}
}