java进阶(三)

3 输入输出流IO

3.1 基础定义

java的输入输出流是比较难懂的地方,什么是java.io？

I/O 是指Input/Output，即输入和输出。
Input指从外部读入数据到内存，例如，把文件从磁盘读取到内存，从网络读取数据到内存等等。
Output指把数据从内存输出到外部，例如，把数据从内存写入到文件，把数据从内存输出到网络等等。

Java程序在执行的时候，是在内存进行的，外部的数据需要读写到内存才能处理；而在内存中的数据是随着程序结束就消失的，有时候我们也需要把数据输出到外部文件。Java中，是通过流 处理IO的，这种处理模式称为 IO流，IO流是一种顺序读写数据的模式。
你可以想象它是一根水管，数据就像水一样， 起点—终点 可互相流动。

• 源头
  从文件、网络、管道，我们称之为目标源

• 输入/输出
  从目标源读取到内容，我们叫输入，用InputStream或者Reader相关子类来处理。
  从内存输出到目标源，我们称之为输出，用OutputStream或者Writer相关子类来处理

• 传递介质
  我们想要把目标源转化成Byte或者Char才能传输，Byte用InputStream/OutputStream来操作，Char用Reader/Writer来操作。
  一般情况，视频、音频、图片等，用byte来传递；文字类的用Char来传递方便一些

3.2 IO框架

1.4大框架类

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

3.3 读取字节输入流-InputStream

InputStream 这个抽象类是表示输入字节流的所有类的超类（父类）。

3.3.1 InputStream.read

InputStream 中的三个基本的读方法：

• int read() ：
  读取一个字节数据，并返回读到的数据，如果返回 -1，表示读到了输入流的末尾。
• int read(byte[] b) ：
  将数据读入一个字节数组，同时返回实际读取的字节数。如果返回-1，表示读到了输入流的末尾。
• int read(byte[] b, int off, int len) ：
  将数据读入一个字节数组，同时返回实际读取的字节数。如果返回 -1，表示读到了输入流的末尾。off 指定在数组 b 中存放数据的起始偏移位置；len 指定读取的最大字节数。

InputStream子类

ByteArrayInputStream
FileInputStream
FilterInputStream
PushbackInputStream
DataInputStream
BufferedInputStream
LineNumberInputStream
ObjectInputStream
PipedInputStream
SequenceInputStream
StringBufferInputStream

其中最重要的是FileInputStream、BufferedInputStream

3.3.2 FileInputStream类说明

FileInputStream是文件字节输入流，就是对文件数据以字节的方式来处理，如音乐、视频、图片等。

  //1.一个一个和字节读入
    @Test
    public void t2() throws IOException {
        FileInputStream fis=new FileInputStream("d:\\x.txt");
        int dataByte=0;
        //1.一个一个和字节读入，如果返回-1，表示读取到末尾
        while((dataByte=fis.read())!=-1){
            System.out.print((char)dataByte);
        }
        fis.close();
    }

    //以字节数组读入
    @Test
    public void t3() throws IOException {
        File file=new File("d:\\x.txt");
        InputStream fis=new FileInputStream(file);
        int byte_len=0;
        byte[]bytes=new byte[8];
        //一个字节数组的读出数据,放置到bytes数组李，高效
        while((byte_len=fis.read(bytes))!=-1){
            System.out.print(new String(bytes));
//            for (int i = 0; i < byte_len; i++) {
//                System.out.print((char) bytes[i]);
//            }
        }


    }

    //一次性读入
    @Test
    public void t4() throws IOException {
        File file=new File("d:\\a.txt");
        InputStream fis=new FileInputStream(file);
        //把流里面左右内容转化为字节，jdk1.9以上提供
        byte[]bytes =  fis.readAllBytes();
        System.out.println(new String(bytes));

        //或者用以下方法
        /**
        int iAvail = fis.available(); //总的字节数
        int byte_len=0;
        byte[]bytes2=new byte[iAvail];
        //一个字节数组的读出数据,放置到bytes数组李，高效
        while((byte_len=fis.read(bytes2))!=-1){
            System.out.println(new String(bytes2));
        }
      **/
    }

注意：
英文一般占用1个字节，中文占用3个字节，直接用FileInputStream操作字符形式的文件，容易出现乱码，所以视频、音频、图片这些非字符型的流处理才直接使用FileInputStream

3.4读取字符输入流Reader

我们程序很多时候是操作字符型的输入流，如果用字节inputStream来读取，其是以字节byte形式，容易出现乱码，用Reader操作的是字符流，是字符，不会出现乱码

3.4.1 Reader.read

两则都是通过read方法来读取，一个是直接，一个是字符。

类	读取方法说明
InputStream	int read();//读取一个字节，返回的是字节，本身是一个整数 int read(byte[] bs) //把流内容读取到字节数组bs里
Reader	int read();//读取的是一个字符char，返回这个字符对应的整数 int read(char[] chs) //把流的内容读取到一字符数组里

3.4.2 FileReader类说明

我们这个例子是以Reader->InputStreamReader->FileReader为例子

 @Test
    public void t5() throws IOException {
        File file = new File("d:\\x.txt");
        Reader reader=new FileReader(file);
        //一个一个字符读取，注意read返回的是一个整数，用char可以转化为对应的char
        //在java中，char可以用整数表示
        int  ch;
        while((ch=reader.read())!=-1){
            System.out.print((char)ch);
        }
        reader.close();

    }

    @Test
    public void t6() throws IOException {
        File file = new File("d:\\x.txt");
        Reader reader=new FileReader(file);
        //读取一个字符数组，高效
        int  len=-1;
        char[] ch=new char[10];
         //这里字符数组的大写可以任意定义，也可以定义全部大小
        //ch=new char[(int)file.length()];  //这个写法是long->int,如果文字内容太大，可能造成丢失
        while((len=reader.read(ch))!=-1){
            System.out.print(new String(ch));
        }

        //或者这样写  
        while((len=reader.read(ch,0,10))!=-1){
            System.out.print(new String(ch));
        }
        reader.close();

    }

3.5 字节输出流OutputStream

3.5.1 OutputStream.write

OutputStream最重要的方法就是write
OutputStream源码

 /**
  b就是字节值
  如果读完流后返回-1
     */
public abstract void write(int b) throws IOException;

    /**
   字节数组
   如果读完流后返回-1
     */
    public void write(byte b[]) throws IOException {
        write(b, 0, b.length);
    }

    /**
     字节数组
     如果读完流后返回-1
     */
    public void write(byte b[], int off, int len) throws IOException {
        Objects.checkFromIndexSize(off, len, b.length);
        // len == 0 condition implicitly handled by loop bounds
        for (int i = 0 ; i < len ; i++) {
            write(b[off + i]);
        }
    }

3.5.2 FileOutputStream类说明

OutputStream->FileOutputStream，FileOutputStream是处理文件流的类

 @Test
    public void t7() throws IOException {
        File file = new File("d:\\jj.txt");
        //把字符串写入
        OutputStream os=new FileOutputStream(file);
        String str="我热你温\n你个蛤蟆皮";
        os.write(str.getBytes());
        os.close();


    }

    //文件复制

    @Test
    public void t8() throws IOException {
        File file = new File("d:\\a.txt");
        File target = new File("d:\\jb.txt");
        InputStream is=new FileInputStream(file);
        OutputStream os=new FileOutputStream(target);
        int len=-1;
        byte[] bs=new byte[10];
        while((len=is.read(bs))!=-1){
            os.write(bs);
        }
        System.out.println("copy ok");
        is.close();
        os.close();


    }

    @Test
    public void t9() throws IOException {
        File file = new File("d:\\a.txt");
        File target = new File("d:\\jb.txt");
        InputStream is=new FileInputStream(file);
        OutputStream os=new FileOutputStream(target);
        int c=-1;

        while((c=is.read())!=-1){
            os.write(c);
        }
        System.out.println("copy ok");
        is.close();
        os.close();
    }

3.6字符输出流Writer

OutputStream一般用于视频、音频、图片等非字符类的资源流，如果是文字类型，用Writer最方便

3.6.1 Writer.write

和OutputStream一致，其最重要的方法就是write方法
Writer源码：

/**
    输入一个char字符对应的整数
 */
public void write(int c) throws IOException {
        synchronized (lock) {
            if (writeBuffer == null){
                writeBuffer = new char[WRITE_BUFFER_SIZE];
            }
            writeBuffer[0] = (char) c;
            write(writeBuffer, 0, 1);
        }
    }

    /**
     输入char数组
     */
    public void write(char cbuf[]) throws IOException {
        write(cbuf, 0, cbuf.length);
    }

    /**
  字符串
     */
    public void write(String str) throws IOException {
        write(str, 0, str.length());
    }

    /**
  字符串
     */
    public void write(String str, int off, int len) throws IOException {
        synchronized (lock) {
        .....
        }
    }

3.6.2 FileWriter类说明

代码说明

@Test
    public void t10() throws IOException {
        File file = new File("d:\\x.txt");
        String str="宇宙第一胎神，四川蛤蟆皮";
        Writer writer=new FileWriter(file);
        writer.write(str);
        writer.close();
    }

    @Test
    public void t11() throws IOException {

        File file = new File("d:\\a.txt");
        File target = new File("d:\\jb2.txt");
        Reader rd=new FileReader(file);
        Writer wt=new FileWriter(target);
        int c=-1;
        //读取字符
        while((c=rd.read())!=-1){
            wt.write(c);
        }
        System.out.println("copy ok");
        rd.close();
        wt.close();
    }

    @Test
    public void t12() throws IOException {

        File file = new File("d:\\a.txt");
        File target = new File("d:\\jb3.txt");
        Reader rd=new FileReader(file);
        Writer wt=new FileWriter(target);
        int len=-1;
        char[] cs=new char[20];
        //读取字符
        while((len=rd.read(cs))!=-1){
            wt.write(cs);
        }
        System.out.println("copy ok");
        rd.close();
        wt.close();
    }

3.7 BufferedInputStream类说明

使用方式基本和FileInputStream一致。

BufferedInputStream有一个内部缓冲区数组，一次性读取较多的字节缓存起来，默认读取defaultBufferSize = 8192，作用于读文件时可以提高性能。