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[Java教程]java学习笔记16


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IO(Input  Output)流

IO流用来处理设备之间的数据传输,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

输入/输出流可以从以下几个方面进行分类

从流的方向划分:

输入流、输出流

从流的分工划分:

节点流、处理流

从流的内容划分:

面向字符的流、面向字节的流

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。

流按流向分为:输入流、输出流

IO流常用基类

字节流的抽象基类:

•InputStream,OutputStream。

字符流的抽象基类:

•Reader, Writer。

注:由这四个类派生出来的子类名称都是以其父类名作为子类名的后缀。

如:InputStream的子类FileInputStream。

如:Reader的子类FileReader。

Java流操作有关的类或接口:

Java流类图结构:

读写文本文件

 写文本文件

例:在C盘根目录创建文本文件Hello.txt,并往里写入若干行文本
import java.io.*;  class Ex1{ public static void main ( String[] args ) throws IOException {    //main方法中声明抛出IO异常   String fileName = "C:\\Hello.txt";   FileWriter writer = new FileWriter( fileName );    writer.write( "Hello!\n");   writer.write( "This is my first text file,\n" );    writer.write( "You can see how this is done.\n" );   writer.write("输入一行中文也可以\n");   writer.close();  }}

说明:

每次运行这个程序,都将删除已经存在的”Hello.txt”文件,创建一个新的同名文件。FileWriter的构造方法有五个,本例是通过一个字符串指定文件名来创建。FileWriter类的write方法向文件中写入字符

Writer类的流可实现内部格式到外部磁盘文件格式的转换

“Hello.txt”是一个普通的ASCII码文本文件,每个英文字符占一个字节,中文字符占两个字节

Java程序中的字符串则是每个字符占两个字节的,采用Unicode编码

close方法清空流里的内容并关闭它。如果不调用该方法,可能系统还没有完成所有数据的写操作,程序就结束了

在看一个例子:处理IO异常

import java.io.*;  class Ex2 { public static void main ( String[] args ) {  String fileName = "c:\\Hello.txt" ;  try { //将所有IO操作放入try块中     FileWriter writer = new FileWriter( fileName ,true );     writer.write( "Hello!\n");      writer.write( "This is my first text file,\n" );      writer.write( "You can see how this is done. \n" );     writer.write("输入一行中文也可以\n");     writer.close();  }  catch ( IOException iox) {     System.out.println("Problem writing" + fileName ); }  }}

说明:

运行此程序,会发现在原文件内容后面又追加了重复的内容,这就是将构造方法的第二个参数设为true的效果

如果将文件属性改为只读属性,再运行本程序,就会出现IO错误,程序将转入catch块中,给出出错信息

BufferedWriter类

如果需要写入的内容很多,就应该使用更为高效的缓冲器流类BufferedWriter

FileWriter和BufferedWriter类都用于输出字符流,包含的方法几乎完全一样,但BufferedWriter多提供了一个newLine()方法用于换行

使用BufferedWriter完成上面的功能:

import java.io.*; class Ex3 {  public static void main ( String[] args ) throws IOException  {    String fileName = "C:/newHello.txt" ;    BufferedWriter out = new BufferedWriter(                  new FileWriter( fileName ) );    out.write( "Hello!" );       out.newLine() ;      out.write( "This is another text file using BufferedWriter," );      out.newLine(); ;    out.write( "So I can use a common way to start a newline" );     out.close();  }}

读文本文件

FileReader类

从文本文件中读取字符

继承自Reader抽象类的子类InputStreamReader

BufferedReader

读文本文件的缓冲器类

具有readLine()方法,可以对换行符进行鉴别,一行一行地读取输入流中的内容

继承自Reader

文件输入方法:

BufferedReader in = new BufferedReader(new FileReader( fileName) );

从Hello.txt中读取文本并显示在屏幕上

import java.io.*;class Ex4 {  public static void main ( String[] args ) {    String fileName = "C:/Hello.txt" , line;    try {       BufferedReader in = new BufferedReader(                       new FileReader( fileName ) );       line = in.readLine();  //读取一行内容       while ( line != null ) {          System.out.println( line );          line = in.readLine();       }       in.close();     }    catch ( IOException iox ) {       System.out.println("Problem reading " + fileName );     }  }}

运行该程序,屏幕上将逐行显示出Hello.txt文件中的内容

FileReader对象:创建后将打开文件,如果文件不存在,会抛出一个IOException

BufferedReader类的readLine()方法:从一个面向字符的输入流中读取一行文本。如果其中不再有数据,返回null

Reader类的read()方法:也可用来判别文件结束。该方法返回的一个表示某个字符的int型整数,如果读到文件末尾,返回 -1。据此,可修改本例中的读文件部分:

int c;while((c=in.read())!= -1) System.out.print((char)c);

close()方法:为了操作系统可以更为有效地利用有限的资源,应该在读取完毕后,调用该方法

指定源文件和目标文件名,将源文件的内容拷贝至目标文件。调用方式为:

java copy sourceFile  destinationFile

class CopyMaker {  String sourceName, destName;  BufferedReader source;  BufferedWriter dest;  String line;  private boolean openFiles() {    try {      source = new BufferedReader(new FileReader(sourceName));    } catch (IOException ex) {      System.out.println("Problem opening " + sourceName);      return false;    }    try {      dest = new BufferedWriter(new FileWriter(destName));    } catch (IOException ex) {      System.out.println("Problem opening " + destName);      return false;    }    return true;  }  private boolean copyFiles() {    try {      line = source.readLine();      while(line != null) {        dest.write(line);        dest.newLine();        line = source.readLine();      }    } catch (IOException ex) {      System.out.println("Problem reading or writing");      return false;    }    return true;  }  private boolean closeFiles() {    boolean retVal = true;    try {      source.close();    } catch (IOException ex) {      System.out.println("Prolem closing " + sourceName);      retVal = false;    }    try {      dest.close();    } catch (IOException ex) {      System.out.println("Problem closing " + destName);      retVal = false;    }    return retVal;  }  public boolean copy(String src, String dst) {    sourceName= src;    destName = dst;    return openFiles() && copyFiles() && closeFiles();  }}public class CopyFile {  public static void main(String[] args) {    if(args.length == 2)      new CopyMaker().copy(args[0], args[1]);    else      System.out.println("Please Enter names");  }}


读写二进制文件

二进制文件

原则上讲,所有文件都是由8位的字节组成的

如果文件字节中的内容应被解释为字符,则文件被称为文本文件;如果被解释为其它含义,则文件被称为二进制文件

例如文字处理程序,例如字处理软件Word产生的doc文件中,数据要被解释为字体、格式、图形和其他非字符信息。因此,这样的文件是二进制文件,不能用Reader流正确读取

为什么需要二进制文件?

输入输出更快

比文本文件小很多

有些数据不容易被表示为字符

抽象类OutputStream

派生类FileOutputStream

用于一般目的输出(非字符输出)

用于成组字节输出

派生类DataOutputStream

具有写各种基本数据类型的方法

将数据写到另一个输出流

它在所有的计算机平台上使用同样的数据格式

其常用的一些方法见下表

例:将三个int型数字255/0/-1写入数据文件data1.dat

public class ext6_7 {  public static void main(String[] args) {    String fileName = "c:/data1.dat";    int value0 = 255, value1 = 0, value2 = -1;    try {      DataOutputStream out = new DataOutputStream(          new FileOutputStream(fileName));      out.writeInt(value0);      out.writeInt(value1);      out.writeInt(value2);      out.close();    } catch (IOException ex) {      System.out.println("Problem writing " + fileName);    }  }}

说明:

FileOutputStream类的构造方法负责打开文件“data1.dat”用于写数据

FileOutputStream类的对象与DataOutputStream对象连接,写基本类型的数据

BufferedOutputStream

写二进制文件的缓冲流类

类似于文本文件中的BufferedWriter

对于大量数据的写入,可提高效率

用法示例:

DataOutputStream out = new DataOutputStream(new BufferedOutputStream(new FileOutputStream( fileName ) ) ); 

例:向文件中写入各种数据类型的数,并统计写入的字节数

public class ex6_8 {  public static void main(String[] args) throws IOException {    String fileName = "c:/mixedTypes.dat";    DataOutputStream dataOut = new DataOutputStream(        new BufferedOutputStream(            new FileOutputStream(fileName)));    dataOut.writeInt(0);    System.out.println(dataOut.size() + "bytes have been written.");    dataOut.writeDouble(31.2);    System.out.println(dataOut.size() + "bytes have been written.");    dataOut.writeBytes("java");    System.out.println(dataOut.size() + "bytes have been written.");    dataOut.close();  }}


读二进制文件

过滤流

读或写的同时对数据进行处理

通过另外一个流来构造一个过滤流

大部分java.io 包所提供过滤流都是FilterInputStream和FilterOutputStream的子类:

DataInputStream 和 DataOutputStream

BufferedInputStream 和 BufferedOutputStream

LineNumberInputStream

PushbackInputStream

PrintStream

读取上面的例子创建的数据文件中的3个int型数字,显示相加结果

public class ex6_10 {  public static void main(String[] args) {    String fileName = "C:\\data1.dat";    int sum = 0;    try {      DataInputStream instr = new DataInputStream(          new BufferedInputStream(new FileInputStream(fileName)));      sum += instr.readInt();      sum += instr.readInt();      sum += instr.readInt();      System.out.println("The sum is: " + sum);      instr.close();    } catch (IOException ex) {      System.out.println("Problem reading " + fileName);    }  }}

分析:

readInt方法可以从输入流中读入4个字节并将其当作int型数据

由于知道文件中存储的是3个int型数据,所以使用了3个读入语句

如果不知道数据的个数该怎么办呢?因为DataInputStream的读入操作如遇到文件结尾就会抛出EOFException异常,所以我们可以将读操作放入try块中

将读操作放入try块中,使遇到文件结尾就会抛出EOFException异常,进入到相应的catch块中

try{  while(true) sum += instr.readInt();}catch ( EOFException eof ){  System.out.println("The sum is: " + sum);  instr.close();}

File类

表示磁盘文件信息

定义了一些与平台无关的方法来操纵文件

–创建、删除文件

–重命名文件

–判断文件的读写权限及是否存在

–设置和查询文件的最近修改时间等

构造文件流可以使用File类的对象作为参数

File类常用方法:

例:在C盘创建文件Hello.txt,如果存在则删除旧文件,不存在则直接创建新的

public class ex6_13 {  public static void main(String[] args) {    File f = new File("C:" + File.separator + "hello.txt");    if(f.exists()) {      f.delete();    } else {      try {        f.createNewFile();      } catch (Exception e) {        System.out.println(e.getMessage());      }    }  }}

处理压缩文件

压缩流类

–java.util.zip包中提供了一些类,使我们可以以压缩格式对流进行读写

–它们都继承自字节流类OutputStream和InputStream

–其中GZIPOutputStream和ZipOutputStream可分别把数据压缩成GZIP格式和Zip格式

–GZIPInputStream和ZipInputStream可以分别把压缩成GZIP格式或Zip的数据解压缩恢复原状

public class ex6_14 {  public static void main(String[] args) throws IOException{    FileInputStream in = new FileInputStream("c:/Hello.txt");    GZIPOutputStream out = new GZIPOutputStream(  //生成压缩文件test.gz        new FileOutputStream("c:/test.gz"));    System.out.println("Writing compressing file from" +        "c:/Hello.txt to c:/test.gz");    int c;    while((c = in.read()) != -1) {      out.write(c);    }    in.close();    out.close();    System.out.println("Reading file form c:/test.gz to monitor");    BufferedReader in2 = new BufferedReader(        new InputStreamReader(            new GZIPInputStream(                new FileInputStream("c:/test.gz"))));    String s;    while((s = in2.readLine()) != null) System.out.println(s);    in2.close();    System.out.println("Writing decompression to c:/newHello.txt");    GZIPInputStream in3 = new GZIPInputStream(  //读取test.gz中的内容        new FileInputStream("c:/test.gz"));    FileOutputStream out2 = new FileOutputStream("c:/newHello.txt");    while((c = in3.read()) != -1) out2.write(c);    in3.close();    out2.close();  }}

Zip文件

–可能含有多个文件,所以有多个入口(Entry)

–每个入口用一个ZipEntity对象表示,该对象的getName()方法返回文件的最初名称

ZipOutputStream

–父类是DeflaterOutputStream

–可以把数据压缩成ZIP格式

ZipInputStream

–父类是InflaterInputStream

–可以把压缩成ZIP格式的数据解压缩

例:指定若干文件名,将所有文件压缩为"c:/test.zip",再从此压缩文件中解压缩并显示

public class ex6_15 {  public static void main(String[] args) throws IOException {    ZipOutputStream out = new ZipOutputStream(        new BufferedOutputStream(            new FileOutputStream("c:/test.zip")));    String[] s = {"c:/t1.txt", "c:/t2.txt", "c:/t3.txt"}; //文件路径    for(int i = 0; i < s.length; i++) {      System.out.println("Writing file" + s[i]);      BufferedInputStream in = new BufferedInputStream(          new FileInputStream(s[i]));      out.putNextEntry(new ZipEntry(s[i]));      int c;      while((c = in.read()) != -1) out.write(c);      in.close();    }    out.close();    System.out.println("Reading file");    ZipInputStream in2 = new ZipInputStream(        new BufferedInputStream(            new FileInputStream("c:/test.zip")));    ZipEntry ze;    while((ze = in2.getNextEntry()) != null) {      System.out.println("Reading file " + ze.getName());      int x;      while((x = in2.read()) != -1) System.out.write(x);      System.out.println();    }    in2.close();  }}

再看一个例子:解压缩Zip文件,并恢复其原来路径

class Unzip {  byte[] doc = null;  ;  //存储解压缩数据的缓冲字节数组  String FileName = null;  //压缩文件名字符串  String UnZipPath = null;  //解压缩路径字符串   public Unzip(String filename, String unZipPath) {    this.FileName = filename;    this.UnZipPath = unZipPath;    this.setUnZipPath(this.UnZipPath);  }  public Unzip(String filename) {    this.FileName = new String(filename);    this.UnZipPath = null;    this.setUnZipPath(this.UnZipPath);  }  private void setUnZipPath(String unZipPath) {    if(unZipPath.endsWith("\\"))      this.UnZipPath = new String(unZipPath);    else      this.UnZipPath = new String(unZipPath + "\\");  }  public void doUnZip() {    try {      ZipInputStream zipis = new ZipInputStream(          new FileInputStream(FileName));      ZipEntry fEntry = null;      while((fEntry = zipis.getNextEntry()) != null) {        if(fEntry.isDirectory()) {          checkFilePath(UnZipPath + fEntry.getName());        } else {  //是文件则解压缩文件          String fname = new String(UnZipPath + fEntry.getName());          try {            FileOutputStream out = new FileOutputStream(fname);            doc = new byte[512];            int n;            while((n = zipis.read(doc, 0, 512)) != -1) {              out.write(doc, 0, n);            }            out.close();            out = null;            doc = null;          } catch (Exception ex) {                      }          }      }      zipis.close();  //关闭输入流    } catch (IOException ioe) {      System.out.println(ioe);    }  }  private void checkFilePath(String dirName) {    File dir = new File(dirName);    if(!dir.exists())      dir.mkdirs();  }}public class ex6_16 {  public static void main(String[] args) {    String zipFile = "c:/test.zip";    String unZipPath = "";    Unzip myZip = new Unzip(zipFile, unZipPath);    myZip.doUnZip();  }}

对象序列化

保存对象的信息,在需要的时候,再读取这个对象

内存中的对象在程序结束时就会被垃圾回收机制清除

用于对象信息存储和读取的输入输出流类:

ObjectInputStream、ObjectOutputStream

实现对象的读写

通过ObjectOutputStream把对象写入磁盘文件

通过ObjectInputStream把对象读入程序

–不保存对象的transient和static类型的变量

–对象要想实现序列化,其所属的类必须实现Serializable接口

必须通过另一个流构造ObjectOutputStream:

FileOutputStream out = new FileOutputStream("theTime");          ObjectOutputStream s = new ObjectOutputStream(out);s.writeObject("Today");s.writeObject(new Date());s.flush();

必须通过另一个流构造ObjectInputStream:

FileInputStream in = new FileInputStream("theTime");ObjectInputStream s = new ObjectInputStream(in);String today = (String)s.readObject();Date date = (Date)s.readObject();

空接口,使类的对象可实现序列化

Serializable 接口的定义:

package java.io;public interface Serializable {  // there's nothing in here!};

实现Serializable接口的语句

public class MyClass implements Serializable {  ...}

使用关键字transient可以阻止对象的某些成员被自动写入文件

看一个例子:

创建一个书籍对象,并把它输出到一个文件book.dat中,然后再把该对象读出来,在屏幕上显示对象信息

class Book implements Serializable {  int id;  String name;  String author;  float price;  public Book(int id, String name, String author, float price) {    this.id = id;    this.name = name;    this.author = author;    this.price = price;  }}public class ex6_17 {  public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {    Book book = new Book(100000, "java programming", "Wu", 23);    ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(        new FileOutputStream("c:/book.dat"));    oos.writeObject(book);    oos.close();    System.out.println("ID is: " + book.id);    System.out.println("name is: " + book.name);    System.out.println("author is: " + book.author);    System.out.println("price is: " + book.price);  }}

Externalizable 接口

–实现该接口可以控制对象的读写

–API中的说明为

public interface Externalizable extends Serializable

–其中有两个方法writeExternal()和readExternal(),因此实现该接口的类必须实现这两个方法

–ObjectOutputStream的writeObject()方法只写入对象的标识,然后调用对象所属类的writeExternal()

–ObjectInputStream的readObject()方法调用对象所属类的readExternal()

随机文件读写

RandomAccessFile类

–可跳转到文件的任意位置读/写数据

–可在随机文件中插入数据,而不破坏该文件的其他数据

–实现了DataInput 和 DataOutput 接口,可使用普通的读写方法

–有个位置指示器,指向当前读写处的位置。刚打开文件时,文件指示器指向文件的开头处。对文件指针显式操作的方法有:

int skipBytes(int n):把文件指针向前移动指定的n个字节

void seek(long):移动文件指针到指定的位置。

long getFilePointer():得到当前的文件指针。

–在等长记录格式文件的随机读取时有很大的优势,但仅限于操作文件,不能访问其它IO设备,如网络、内存映像等

–可用来实现读和写,构造方法包括
public RandomAccessFile(File file,String mode) throws FileNotFoundExceptionpublic RandomAccessFile(String name, String mode) throws FileNotFoundException

–建立一个RandomAccessFile时,要指出你要执行的操作:仅从文件读,还是同时读写
new RandomAccessFile("farrago.txt", "r");new RandomAccessFile("farrago.txt", "rw");

RandomAccessFile类常用API

例:创建一个雇员类,包括姓名、年龄。姓名不超过8个字符,年龄是int类型。每条记录固定为20个字节。使用RandomAccessFile向文件添加、修改、读取雇员信息

class Employee {  char name[] = {'\u0000', '\u0000','\u0000', '\u0000',      '\u0000', '\u0000', '\u0000', '\u0000'};  int age;  public Employee(String name, int age) throws Exception {    if(name.toCharArray().length > 8)      System.arraycopy(name.toCharArray(), 0, this.name, 0, 8);    else      System.arraycopy(name.toCharArray(), 0, this.name, 0, name.toCharArray().length);    this.age = age;  }}public class ex6_18 {  String FileName;  public ex6_18(String FileName) {    this.FileName = FileName;  }  public void writeEmployee(Employee e, int n) throws Exception {    RandomAccessFile ra = new RandomAccessFile(FileName, "rw");    ra.seek(n * 20);  //将位置指示器移到指定位置上    for(int i = 0; i < 8; i++) ra.writeChar(e.name[i]);    ra.writeInt(e.age);    ra.close();  }  public void readEmployee(int n) throws Exception {    char buf[] = new char[8];    RandomAccessFile ra = new RandomAccessFile(FileName, "r");    ra.seek(n * 20);    for(int i = 0; i < 8; i++) buf[i] = ra.readChar();    System.out.print("name: ");    System.out.println(buf);    System.out.println("age: " + ra.readInt());    ra.close();  }  public static void main(String[] args) throws Exception {    ex6_18 t = new ex6_18("c:/temp.txt");    Employee e1 = new Employee("zhangsan", 22);    Employee e2 = new Employee("lisi", 20);    Employee e3 = new Employee("wangwu", 25);    t.writeEmployee(e1, 0);    t.writeEmployee(e3, 2);    System.out.println("第1个雇员的信息");    t.readEmployee(0);    System.out.println("第3个雇员的信息");    t.readEmployee(2);    System.out.println("第2个雇员的信息");    t.readEmployee(1);  }}

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