Java总结:Java 流(Stream)、文件(File)和IO

更新时间:2018-1-7 12:27:21

更多请查看在线文集:http://android.52fhy.com/java/index.html


java.io 包几乎包含了所有操作输入、输出需要的类。所有这些流类代表了输入源和输出目标。

输入输出流

简介

一个流被定义为一个数据序列。输入流用于从源读取数据,输出流用于向目标写数据。

下图是一个描述输入流和输出流的类层次图:

java.io包中操作文件内容的主要有两大类:字节流、字符流,两类都分为输入和输出操作。

在字节流中输出数据主要是使用OutputStream完成,输入使的是InputStream;在字符流中输出主要是使用Writer类完成,输入流主要使用Reader类完成。这四个都是抽象类。

java中提供了专用于输入输出功能的包java.io, 其中包括:

  • InputStream, OutputStream, Reader, Writer
  • InputStreamOutputStream, 两个是为字节流设计的,主要用来处理字节或二进制对象。
  • ReaderWriter, 两个是为字符流(1个字符占2个字节)设计的,主要用来处理字符或字符串。

常见的System.in其实就是InputStream对象。

字节流转换为字符流

为了方便处理字节流,我们经常会把字节流转换为字符流。例如:

Java 的控制台输入由 System.in 完成。为了获得一个绑定到控制台的字符流,我们可以把 System.in 包装在一个 BufferedReader对象中来创建一个字符流。

下面是创建 BufferedReader 的基本语法:

BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

同理,从文件读取:

InputStream f = new FileInputStream("C:/java/hello");
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(f));

使用BufferedReader是为了使用缓冲功能。

java.io.BufferedReaderjava.io.BufferedWriter类各拥有8192字符的缓冲区。当BufferedReader在读取文本文件时,会先尽量从文件中读入字符数据并置入缓冲区,而之后若使用read()方法,会先从缓冲区中进行读取。如果缓冲区数据不足,才会再从文件中读取,使用BufferedWriter时,写入的数据并不会先输出到目的地,而是先存储至缓冲区中。如果缓冲区中的数据满了,才会一次对目的地进行写出。

针对上面示例的三个类进行简单说明:

  • InputStream:是所有字节输入流的超类,一般使用它的子类:FileInputStream等,它能输出字节流;
  • InputStreamReader:是字节流与字符流之间的桥梁,能将字节流输出为字符流,并且能为字节流指定字符集,可输出一个个的字符;
  • BufferedReader:提供通用的缓冲方式文本读取,readLine()读取一个文本行,从字符输入流中读取文本,缓冲各个字符,从而提供字符、数组和行的高效读取。

InputStream提供的read()方法支持从输入流中读取一个数据字节。常用原型:

public int read() throws IOException {}

从此输入流中读取一个数据字节。如果没有输入可用,则此方法将阻塞。
指定者:类 InputStream 中的 read
返回:下一个数据字节;如果已到达文件末尾,则返回 -1。

public int read(byte[] b) throws IOException{}

从此输入流中将最多 b.length 个字节的数据读入一个 byte 数组中。在某些输入可用之前,此方法将阻塞。
覆盖:类 InputStream 中的 read
参数:存储读取数据的缓冲区。
返回:读入缓冲区的字节总数,如果因为已经到达文件末尾而没有更多的数据,则返回 -1。

示例

示例1:从控制台读取单字符输入

public static void main(String[] args) throws IOException{
    BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
    char c;
    
    System.out.println("输入字符,按下 'q' 键退出:");
    
    do {
        c = (char) br.read();
        System.out.println(c);
    }while(c != 'q');
}

示例2:从控制台读取多字符输入

public static void main(String[] args) throws IOException{
    BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
    String s;
    System.out.println("输入字符串,按下 'quit' 键退出:");
    
    do {
        s = br.readLine();
        System.out.println(s);
    }while(!s.equals("quit"));
}

示例3:使用 InputStream 中的 read读取字节流

public static void main(String[] args) throws IOException{
    InputStream input = System.in;
    byte[] b = new byte[1024];
    int len = 0;
    StringBuffer sb = new StringBuffer("");

    while ((len = input.read(b)) != 2) {
        System.out.println(len);
        sb.append(new String(b, 0, len));
    }
    
    input.close();
    System.out.println(sb.toString());
}

其实该例子改成文件读取会更好:

public static void main(String[] args) throws IOException{
    InputStream input = new FileInputStream("src/test.txt");
    byte[] b = new byte[1024];
    int len = 0;
    StringBuffer sb = new StringBuffer("");

    while ((len = input.read(b)) > 0) {
        System.out.println(len);
        sb.append(new String(b, 0, len));
    }
    
    input.close();
    System.out.println(sb.toString());
}

也可以使用一个文件对象来创建一个输入流对象来读取文件。我们首先得使用 File() 方法来创建一个文件对象:

File f = new File("src/test.txt");
InputStream input = new FileInputStream(f);

必须先在src目录下建立文件test.txt,内容: hello world
运行结果:

11
hello world

示例4:控制台输出:

我们知道,控制台的输出由 print()println() 完成。这些方法都由类 PrintStream 定义,System.out 是该类对象的一个引用。
PrintStream 继承了 OutputStream类,并且实现了方法 write()。这样,write() 也可以用来往控制台写操作。
但是write() 方法不经常使用,因为 print()println() 方法用起来更为方便。

PrintStream 定义 write() 的最简单格式如下所示:

void write(int byteval){}

该方法将 byteval 的低八位字节写到流中。

public static void main(String[] args) {
    System.out.write('h');
    System.out.write('\n');
}

示例5:输出内容到文件

public static void main(String[] args) throws IOException{
        
    String str = "hello world";
    
    // 构建FileOutputStream对象,文件不存在会自动新建
    OutputStream out = new FileOutputStream("src/test2.txt");
    out.write(str.getBytes());
    out.close();
}

也可以使用一个文件对象来创建一个输出流来写文件。我们首先得使用File()方法来创建一个文件对象:

File f = new File("src/test2.txt");
OutputStream out = new FileOutputStream(f);

运行后,打开src目,就能看到test2.txt。

getBytes()用于把字符串转化为字节流(byte型)。方法原型:

public byte[] getBytes() {
    return StringCoding.encode(value, 0, value.length);
}

public byte[] getBytes(Charset charset) {
    if (charset == null) throw new NullPointerException();
    return StringCoding.encode(charset, value, 0, value.length);
}

示例6:借助BufferedWriter输出内容到文件

public static void main(String[] args) throws IOException{
        
    String str = "hello";
    
    // 构建FileOutputStream对象,文件不存在会自动新建
    OutputStream out = new FileOutputStream("src/test3.txt");
    BufferedWriter bWriter = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(out));
    bWriter.write(str);
    bWriter.close();//关闭缓冲区
}

我们还可以结合上述的BufferedReader进行从键盘输入,保存到文件:

public static void main(String[] args) throws IOException{
        
    String str = "";
    
    // 构建FileOutputStream对象,文件不存在会自动新建
    OutputStream out = new FileOutputStream("src/test3.txt");
    BufferedWriter bWriter = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(out, "utf-8"));//构建OutputStreamWriter对象,参数可以指定编码,默认为操作系统默认编码,windows上是gbk
//      bWriter.write(str);
    
    //读缓存区
    BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
    
    do {
        str = br.readLine();
        bWriter.write(str);
        System.out.println(str);
    }while(!str.equals("quit"));
    
    bWriter.close();//关闭缓冲区,同时会把缓冲区内容写入文件
    out.close();// 关闭输出流,释放系统资源
}

文件和I/O

主要有这些类:

  • File 文件类。
  • FileReader FileReader类从InputStreamReader类继承而来。该类按字符读取流中数据。
  • FileWriter FileWriter 类从 OutputStreamWriter类继承而来。该类按字符向流中写入数据。

File 类至少有一个参数。File 类方法:

  • mkdir()方法创建一个文件夹,成功则返回true,失败则返回false。
    失败表明File对象指定的路径已经存在,或者由于整个路径还不存在,该文件夹不能被创建。
  • mkdirs()创建指定的目录,包括创建必需但不存在的父目录。创建多级目录使用该方法。
  • isDirectory()判断是否是一个目录。
  • isFile() 判断是否是一个标准文件。
  • list() 提取包含的文件和文件夹的列表。
  • delete()方法同于删除文件或空目录。
  • createNewFile() throws IOException
    当且仅当不存在具有此抽象路径名指定的名称的文件时,原子地创建由此抽象路径名指定的一个新的空文件。

示例1:目录操作

public static void main(String[] args) throws IOException {
    String dirname = "src/tmp";
    File file = new File(dirname);
    
    //创建目录
    if(!file.isDirectory()) {
        if(file.mkdirs()) {
            System.out.println("succ mkdirs");
        }
    }
    
    //创建文件
    File file2 = new File(dirname + "/test.txt");
    file2.createNewFile();//目录必须存在
    
    File file3 = new File(dirname + "/test/");
    file3.mkdir();
    
    //列出目录
    if(file.isDirectory()) {
        String[] lists = file.list();
        for (int i = 0; i < lists.length; i++) {
            File f = new File(dirname + "/" + lists[i]);
            if(f.isDirectory()) {
                System.out.println("[d]"+ lists[i]);
            }else {
                System.out.println("[f]"+ lists[i]);
            }
        }
    }else {
        System.out.println(dirname + " 不是一个目录");
    }
    
    //删除文件或目录
    if(file3.delete()) {
        System.out.println("删除成功");
    }
}

运行结果:

[d]test
[f]test.txt
删除成功

示例2:

public static void main(String[] args) throws IOException {
    String filename = "src/tmp/test.txt";
    File file = new File(filename);
    file.createNewFile();// 创建文件
    FileWriter fWriter = new FileWriter(file);//创建FileWriter对象
    fWriter.write('i');
    fWriter.write(' ');
    char[] cs = {'l', 'o', 'v', 'e', ' '};
    fWriter.write(cs);
    fWriter.write("java");
    fWriter.flush();//将输入流和输出流中的缓冲进行刷新,使缓冲区中的元素即时做输入和输出,而不必等缓冲区满
    fWriter.close();//关闭FileWriter对象
    
    //读取文件
    FileReader fReader = new FileReader(file);
    char[] cs2 = new char[15];
    fReader.read(cs2);//这里因为知道长度不会大于15,所以没有用while循环读取
    for(char c : cs2) {//遍历输出
        System.out.print(c);
    }
    fReader.close();

运行结果:

i love java

参考

1、Java 流(Stream)、文件(File)和IO | 菜鸟教程
http://www.runoob.com/java/java-files-io.html
2、java中char和byte的转换 - CSDN博客
http://blog.csdn.net/feixiazhitian/article/details/49511963
3、字节流与字符流的区别及相互转换 - 杰-维斯布鲁克 - 博客园
https://www.cnblogs.com/sjjsh/p/5269781.html
4、Java中,BufferedReader类的介绍及作用 - CSDN博客
http://blog.csdn.net/wiebin36/article/details/51912794

posted @ 2018-01-07 23:17 飞鸿影 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏