java IO流——字符流

一、概述

流的概念：

流是个抽象的概念，是对输入输出设备的抽象，Java程序中，对于数据的输入/输出操作都是以“流”的方式进行。设备可以是文件，网络，内存等。

流具有方向性，至于是输入流还是输出流则是一个相对的概念，一般以程序为参考，如果数据的流向是程序至设备，我们成为输出流，反之我们称为输入流。

可以将流想象成一个“水流管道”，水流就在这管道中形成了，自然就出现了方向的概念。

当程序需要从某个数据源读入数据的时候，就会开启一个输入流，数据源可以是文件、内存或网络等等。相反地，需要写出数据到某个数据源目的地的时候，也会开启一个输出流，这个数据源目的地也可以是文件、内存或网络等等。

小结：

　　java对数据的操作是通过流的方式。
　　java用于操作流的对象都在IO包中。
　　流按照操作数据不同分为两种，字节流和字符流。
　　流按照流向分为输入流，输出流。

　　输入输出的“入”和“出”是相当于内存来说的。

　　字符流：字节流读取文字字节数据后，不直接操作，而是先查指定的编码表，获取对应的文字，再对这个文字进行操作。简单来说就是字节流+码表。

　　在IO流中，字节流的顶层父类是Writer和Reader。

流结构：

Java所有的流类位于java.io包中，都分别继承字以下四种抽象流类型。

	字节流	字符流
输入流	InputStream	Reader
输出流	OutputStream	Writer

1.继承自InputStream/OutputStream的流都是用于向程序中输入/输出数据，且数据的单位都是字节(byte=8bit)，如图，深色的为节点流，浅色的为处理流。

2.继承自Reader/Writer的流都是用于向程序中输入/输出数据，且数据的单位都是字符(2byte=16bit)，如图，深色的为节点流，浅色的为处理流。

二、java.io.FileWriter类

public class FileWriterextends OutputStreamWriter

Writer

　　|--OutputStreamWriter

　　　　|--FileWriter

该类是操作字符文件的流，用于将数据写入到文件中

1.方法摘要

（1）.构造方法

FileWriter（File file)   根据给定的File对象构造一个FileWiter对象；

FileWriter (File file, boolean append) 根据给定的File对象构造一个FileWriter对象

后者相对于前者来说多了一个boolean型的参数，该参数的作用是决定写入文件的方式是追加方式还是覆写方式。

默认的构造方法（前者）构造的FileWriter流对象向文件中写入的时候会默认的将文件的内容清空然后再写入，如果使用后者并将true传入该构造方法，则写入的方式就变成了追加方式

（2）.write方法

该类没有自己的write方法，全部从父类或者超类中继承而来的write方法。

从OutputStreamWriter中继承而来的方法：

void write(char[] cbuf, int off, int len) 写入字符数组的某一部分
void write(int c) 写入单个字符
void write(String str, int off, int len) 写入字符串的某一部分

从Writer中继承而来的write方法：

void write（char[] cbuf) 写入字符数组
void write(String str） 写入字符串

（3）.flush方法

void flush() 刷新该流的缓冲

该方法是从OutputStreamWriter中继承而来的，作用是将流中的数据数据刷到文件中。文件关闭前会默认调用此方法。如果不调用此方法，则当缓冲区满了也会自动调用该方法。

（4）.close方法

void close() 关闭该流，但要先刷新它

2.flush与close比较

使用flush方法和close方法均可以保存文件，使用这两者各有什么好处？

举一个形象的例子：我们在使用记事本软件的时候，会常常使用“保存”按钮保存住当前内容到文件，如果没有保存，关闭文件的时候就会出现提示信息“是否要保存文件内容？”，然后再关闭文件。在这个例子中，“保存”相当于flush的功能，而关闭文件则相当于close的功能，经常点保存按钮的目的就是为了防止断电丢失和节约内存。

因此，使用flush的目的就是为了防止断电丢失和节约内存，因此在写程序的时候，尽量写入一句刷新一句；如果文件不关闭，最明显的影响就是“删不掉文件”。

3.FileWriter细节：换行和续写

在Windows字符文件中，文件的换行符是 ，在linux中则为 ，这样很有可能导致同一个java程序在linux中的运行结果和在windows中的运行结果不一致。解决方法是使用System类中的方法getProperty，得到当前系统中的行分隔符。具体用法：String line_sparator=System.getProperty("line.separator");

如果想要在已存在的文件末尾添加新内容，则需要使用第二种构造方法。

4.异常处理标准模板

package p02.FileWriterDemo.p01.ExceptionCaptureDemo;

import java.io.FileReader;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;

public class ExceptionHandleDemo {

    public static void main(String[] args) {
        standarExceptionHandleDemo();
    }

    private static void standarExceptionHandleDemo() {
        FileWriter fw=null;
        FileReader fr=null;
        try
        {
            fr=new FileReader("c:\source.txt");//可能会抛出FileNotFindException
            fw=new FileWriter("c:\aim.txt");//可能会抛出IOException
            char buf[]=new char[1024];
            int length=fr.read(buf);
            fw.write(buf,0,length);
            fw.flush();
        }
        catch(IOException e)
        {
            System.out.println("读写失败！");
        }
        finally
        {
            if(fr!=null)
            {
                try
                {
                    fr.close();
                } catch (IOException e)
                {
                    //异常处理程序
                }
            }
            if(fw!=null)
            {
                try
                {
                    fw.close();
                } catch (IOException e)
                {
                    //异常处理程序
                }
            }
        }
    }

}

 

二、FileReader类

public class FileReader extends InputStreamReader

Reader

　　|--InputStreamReader

　　　　|--FileReader

在IO流中，字符输入流的顶层父类是Reader类

1.方法摘要

（1）构造方法

FileReader ( File file)          在给定从中读取数据的File情况下创建一个新的FileReader
FileReader (FileDescriptor fd)   在给定从中读取数据的FileDescriptor的情况下创建一个新的FileReader
FileReader  (String filenamn)    在给定从中读取数据的文件名的情况下创建一个新的FileReader 

 构造方法必须传递一个参数，如果参数不正确，则会抛出FileNotFindException异常。

（2）read方法

该流不具备自己特有的read方法，其读取方法全部继承自父类或者其超类。

从InputStreamReader中继承的方法：

int read () 读取单个字符

int read (char[] cbuf, int offsett, int length) 将字符读入数组中的某一部分

从Reader类中继承的方法：

int read (char[] cbuf) 将字符读入数组
int read (CharBuffer target) 试图将字符读入指定的字符缓冲区

经常使用的方法只有两个：read()与read(char[] cbuf);前者返回字符的编码值，后者返回字符的长度。

（3）close方法

2.读取字符使用的两种方法

方法1：使用read()读取一个字符。

private static void function1() throws IOException {
        FileReader fr=new FileReader("c:\source.java");
        int ch;
        while((ch=fr.read())!=-1)
        {
            System.out.println((char)ch);
        }
        fr.close();
    }

方法2：使用read(buf)读取到缓冲数组。

private static void function2() throws IOException {
        FileReader fr=new FileReader("c:\source.java");
        char buf[]=new char[1024];
        int length=0;
        while((length=fr.read(buf))!=-1)
        {
            System.out.print(new String(buf,0,length));
        }
        fr.close();
    }

3.复制文本文件小练习

第一种方法：一次读取一个字符。

private static void withoutParameterFunction() {
        FileReader fr=null;
        FileWriter fw=null;
        try
        {
            fr=new FileReader("c:/source.java");
            fw=new FileWriter("c:/aim.java");
            int ch;
            while((ch=fr.read())!=-1)
            {
                fw.write(ch);
                fw.flush();
            }
        }
        catch(IOException e)
        {
            throw new RuntimeException("读写失败！");
        }
        finally
        {
            if(fr!=null)
            {
                try 
                {
                    fr.close();
                } catch (IOException e)
                {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if(fw!=null)
            {
                try 
                {
                    fw.close();
                } catch (IOException e)
                {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

第二种方法：一次读取多个字符。

private static void withParameterFunction() {
        FileReader fr=null;
        FileWriter fw=null;
        try
        {
            fr=new FileReader("c:/source.java");
            fw=new FileWriter("c:/aim.java");
            char buf[]=new char[1024];
            int len;
            while((len=fr.read(buf))!=-1)
            {
                fw.write(buf, 0, len);
                fw.flush();
            }
        }
        catch(IOException e)
        {
            throw new RuntimeException("读写失败！");
        }
        finally
        {
            if(fr!=null)
            {
                try 
                {
                    fr.close();
                } catch (IOException e)
                {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if(fw!=null)
            {
                try 
                {
                    fw.close();
                } catch (IOException e)
                {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

三、BufferedWriter缓冲流

public class BufferedWriter extends Writer

Reader

　　|--BufferedWriter

1.方法摘要

（1）构造方法

BufferedWriter( Writer out) 创建一个使用默认大小输出缓冲区的缓冲字符输出流
BufferedWriter（Writer out， int sz) 创建一个使用给定大小输出缓冲区的新缓冲字符输出流

该缓冲流使用了装饰设计模式，是对Writer类的功能增强。可以看出，构造方法中必须传入一个Writer对象，该对象是被缓冲的对象，如果该对象不存在则缓冲流就没有了存在的意义。

（2）write方法

该类中的write方法和FileWriter中的方法一致，不赘述。

但是应当注意，虽然方法相同，但是底层实现却完全不同。该类的write方法是将数据写入缓冲区中，而FileWriter的write方法是将数据写入文件（先写入流中）。

（3）flush方法和close方法

void	close()            关闭此流，但要先刷新它。
void	flush()            刷新该流的缓冲。

特别需要注意的是，close方法调用的是Writer的close方法，所以关闭流的时候一旦关闭了缓冲流就会关闭Writer的流，所以只需要关闭缓冲流就可以了

（4）特有的方法：newLine

public void newLine()throws IOException

写入一个行分隔符。行分隔符字符串由系统属性 line.separator 定义，并且不一定是单个新行 (' ') 符。

该方法封装了System.getProperty("line.separator");的动作，使得程序员提高了工作效率。

四、BufferedReader类

public class BufferedReader extends Reader

Reader

　　|--BufferedReader

该类是字符输入缓冲流，用于缓冲Reader类的流对象，以提高输入效率。

1.方法摘要

（1）构造方法

BufferedReader(Reader in)  创建一个使用默认大小输入缓冲区的缓冲字符输入流
BufferedReader（Reader in, int sz) 创建一个使用指定大小输入缓冲区的缓冲字符输入流

（2）read方法

该构造方法和BufferedWriter类似，也有两个，其中一个可以指定缓冲区的大小。

该read方法和FileReader中的read方法相同，不赘述。但是应当注意，虽然方法名完全相同，但是底层的实现却完全不同，该流对象操作的对象是内存（从内存中读，所以速度更快），而FileReader操作的是文件。

（3）特有方法：readLine()

public String readLine()throws IOException

读取一个文本行。通过下列字符之一即可认为某行已终止：换行 (' ')、回车 (' ') 或回车后直接跟着换行。

返回：

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

抛出：

IOException - 如果发生 I/O 错误

由于该流是针对字符的流，所以对于“行”有着特殊的方法，它是根据回车符来判断一行是否结束的（在文件中体现为“ ”），而不是根据肉眼观察到底有几行。

（4）close方法

五、用缓冲区的方式复制文本文件

第一种方法：一次读取一个字符

private static void CopyTextFileUseRead() {
        BufferedReader br=null;
        BufferedWriter bw=null;
        FileReader fr=null;
        FileWriter fw=null;
        try
        {
            fr=new FileReader("c:/source.java");
            fw=new FileWriter("c:/aim.java");
            br=new BufferedReader(fr);
            bw=new BufferedWriter(fw);
            int ch;
            while((ch=br.read())!=-1)
            {
                bw.write(ch);
                bw.flush();
            }
        }
        catch(IOException e)
        {
            throw new RuntimeException("读写失败！");
        }
        finally
        {
            if(fr!=null)
            try
            {
                fr.close();
            }
            catch(IOException e)
            {
            }
            if(fw!=null)
            {
                try 
                {
                    fw.close();
                } catch (IOException e)
                {
                }
            }
            
        }
    }

第二种方法：使用readLine方法，一次读取“一行”

private static void CopyTextFileUseReadLine() {
        BufferedReader br=null;
        BufferedWriter bw=null;
        FileReader fr=null;
        FileWriter fw=null;
        try
        {
            fr=new FileReader("c:/source.java");
            fw=new FileWriter("c:/aim.java");
            br=new BufferedReader(fr);
            bw=new BufferedWriter(fw);
            String buf=null;
            while((buf=br.readLine())!=null)
            {
                bw.write(buf);
                bw.newLine();
                bw.flush();
            }
        }
        catch(IOException e)
        {
            throw new RuntimeException("读写失败！");
        }
        finally
        {
            if(fr!=null)
            try
            {
                fr.close();
            }
            catch(IOException e)
            {
            }
            if(fw!=null)
            {
                try 
                {
                    fw.close();
                } catch (IOException e)
                {
                }
            }
        }
    }

 

 六、BufferedReader和BufferedWriter类使用了装饰模式

所谓的装饰模式是针对某一类进行功能增强的类。在这里，BufferedReader类对Reader（及其子类）类进行了功能增强，BufferedWriter类对Writer类（及其子类）进行了功能增强。

使用装饰模式和使用继承都能达到增强某一类的功能的目的，但是使用装饰模式更加灵活。装饰模式是针对某一类进行功能增强，而如果使用继承设计模式，则只能针对某个特别的类进行功能增强。比如，如果使用继承达到功能增强的目的，则继承层次将会变成这样：

Reader

　　|--InputStreamReader

　　　　|--FileReader

　　　　　　|--BufferedFileReader

　　　　|--BufferedInputStreamReader

相对于原本的继承层次：

Reader

　　|--InputStreamReader

　　　　|--FileReader

　　|--BufferedReader

来说，前者很明显多了一个缓冲流，但是绝不仅仅是多了一个，因为Reader的子类很多，如果针对每个具体的类进行功能增强，则整个继承体系将会变得非常臃肿。但是如果使用装饰模式进行功能增强，则可以几乎不需要改变原本的继承层次，只需要多出一个缓冲流即可。由此可见，使用装饰模式要灵活很多，因此，如果想要针对某一类进行功能增强，最好使用装饰模式而不是使用继承的方式。