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JAVASE之JAVAI/O流篇

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Java 面试

一 Java IO

IO流用来处理设备之间的数据传输。

Java程序中,对于数据的输入/输出操作以”流(stream)” 的方式进行。

java.io包下提供了各种“流”类和接口,用以获取不同种类的数据,并通过标准的方法输入或输出数据。

输入input读取外部数据(磁盘、光盘等存储设备的数据)到程序(内存)中。

输出output将程序(内存)数据输出到磁盘、光盘等存储设备中。

https://img1.sycdn.imooc.com//5b5c81830001299904660484.jpg

https://img1.sycdn.imooc.com//5b5c819d000111c908480338.jpg

二 流的分类

按操作数据单位不同分为:字节(8 bit),字符流(16 bit) 

按数据流的流向不同分为:输入流,输出

按流的角色的不同分为:节点流,处理

节点流可以从一个特定的数据源读写数据,处理流是“连接”在已存在的流(节点流或处理流)之上,通过对数据的处理为程序提供更为强大的读写功能。

跟物理文件相关的是File类:

java.io.File类:文件和目录路径名的抽象表示形式,与平台无关

File 能新建、删除、重命名文件和目录,但 File 不能访问文件内容本身。如果需要访问文件内容本身,则需要使用输入/输出流。

File对象可以作为参数传递给流的构造函数

File类的常见构造方法:

public File(String pathname)

         以pathname为路径创建File对象,可以是绝对路径或者相对路径,如果pathname是相对路径,则默认的当前路径在系统属性user.dir中存储。

public File(String parent,String child) 以parent为父路径,child为子路径创建File对象。

在UNIX中,此字段为‘/’,在Windows中,为‘\\’

三 抽象基类(InputStream,OutputStream,Writer,Reader)

一  缓冲流:

为了提高数据读写的速度,Java API提供了带缓冲功能的流类,在使用这些流类时,会创建一个内部缓冲区数组

根据数据操作单位可以把缓冲流分为:

BufferedInputStream BufferedOutputStream

BufferedReader BufferedWriter

缓冲流要“套接”在相应的节点流之上,对读写的数据提供了缓冲的功能,提高了读写的效率,同时增加了一些新的方法

对于输出的缓冲流,写出的数据会先在内存中缓存,使用flush()将会使内存中的数据立刻写出

TestWriterReader.java 

将File.txt文件中的内容读出来,写到File_out.txt中

package com.lxj.io;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileReader;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;

public class TestWriterReader {
    public static void main(String[] args) {
	    
    	BufferedReader bufferedReader = null;
		BufferedWriter bufferedWriter = null;
		try {
            //创建缓冲流对象:它是过滤流,是对节点流的包装
			FileWriter fileWriter = new FileWriter(new File("File_out.txt"));
			FileReader fileReader = new FileReader(new File("File.txt"));
			bufferedReader = new BufferedReader(fileReader);
			bufferedWriter = new BufferedWriter(fileWriter);
			
			String readLine ;
            //一次读取字符文本文件的一行字符
			while((readLine = bufferedReader.readLine()) != null) {
				System.out.println(readLine);
                //一次写入一行字符串
				bufferedWriter.write(readLine);
                //写入行分隔符
				bufferedWriter.newLine();
                //刷新缓冲区
                bufferedWriter.flush();
			}
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}finally {
			//关闭过滤流时,会自动关闭它所包装的底层节点流
            if(bufferedWriter != null) {
				try {
					bufferedWriter.close();
				} catch (IOException e) {
					e.printStackTrace();
				}
			}
			if(bufferedReader != null) {
				try {
					bufferedReader.close();
				} catch (IOException e) {
					e.printStackTrace();
				}
			}
		}
    }
    
}

控制台结果如下:
afafa
fdsfdsf
sfsfs
fsfsfsfd
fdsfsfsf
sfdsfdsf史蒂芬森佛挡杀佛打算sd佛挡杀佛打算
大师傅大师傅大师傅打算

注: 

定义文件路径时,注意:可以用“/”或者“\\”。

在写入一个文件时,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


二 转换流

       转换流提供了在字节流和字符流之间的转换,Java API提供了两个转换流:InputStreamReaderOutputStreamWriter

字节流中的数据都是字符时,转成字符流操作更高效。,用于将字节流中读取到的字节按指定字符集解码成字符。 

TestInputStreamReader.java    将键盘输入的字节流转换成字符流

package com.lxj.io;

import java.io.BufferedOutputStream;
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStreamWriter;
import java.util.Scanner;

public class TestInputStreamReader {

	  public static void main(String[] args) {
		    //System.in 返回的是输入字节流
		    Scanner scanner = new Scanner(System.in);
		    OutputStreamWriter osw = null;
		    BufferedWriter bw = null;
		    try {
				 osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("TestInputStreamReader.txt"));
				 bw = new BufferedWriter(osw);
				 String nextLine ;
				 while(!("&&").equals(nextLine = scanner.nextLine())) {
				     try {
						bw.write(nextLine);
						bw.newLine();
						bw.flush();
					} catch (IOException e) {
						e.printStackTrace();
					}
				 }  
				 
			} catch (FileNotFoundException e) {
				e.printStackTrace();
			}finally {
				if(bw != null){
					try {
						bw.close();
					} catch (IOException e) {
						e.printStackTrace();
					}
				}
			}
	  }
}

控制台输入:

aaaa
bbbb
cccc
sfdsfds 
fdsf奉答固道
佛挡杀佛
&&

TestInputStreamReader.txt 文件中内容

aaaa
bbbb
cccc
sfdsfds 
fdsf奉答固道
佛挡杀佛

三 字符编码

      计算机只能识别二进制数据,早期由来是电信号。为了方便应用计算机,让它可以识别各个国家的文字。就将各个国家的文字用数字来表示,并一一对应,形成一张表。这就是编码表。

常见的编码表:

ASCII:美国标准信息交换码。用一个字节的7位可以表示。

ISO8859-1:拉丁码表。欧洲码表用一个字节的8位表示。

GB2312:中国的中文编码表。

GBK:中国的中文编码表升级,融合了更多的中文文字符号。

Unicode:国际标准码,融合了多种文字。所有文字都用两个字节来表示,Java语言使用的就是unicode

UTF-8:最多用三个字节来表示一个字符

编码:字符串    ->  字节数组

解码:字节数组->  字符串

四 标准输入输出流

System.in和System.out分别代表了系统标准的输入和输出设备

默认输入设备是键盘,输出设备是显示器

System.in的类型是InputStream

System.out的类型是PrintStream,其是OutputStream的子类FilterOutputStream 的子类

通过System类的setIn,setOut方法对默认设备进行改变。

public static void setIn(InputStream in)

public static void setOut(PrintStream out)

五 打印流

PrintStream(字节打印流)PrintWriter(字符打印流)

Ø提供了一系列重载的print和println方法,用于多种数据类型的输出

ØPrintStream和PrintWriter的输出不会抛出异常

ØPrintStream和PrintWriter有自动flush功能

System.out返回的是PrintStream的实例

六 数据流

为了方便地操作Java语言的基本数据类型的数据,可以使用数据流。

数据流有两个类:(用于读取和写出基本数据类型的数据)

DataInputStreamDataOutputStream

分别“套接”在 InputStream OutputStream 节点流上

DataInputStream中的方法

     boolean readBoolean()  byte readByte()

     char readChar()  float readFloat()

     double readDouble()  short readShort()

     long readLong()  int readInt()

     String readUTF()    void readFully(byte[] b)

DataOutputStream中的方法与输入方法相似

    DataOutputStream dos = null;
	try {	
        //创建连接到指定文件的数据输出流对象
		dos = new DataOutputStream(new FileOutputStream(
					"d:\\IO\\Data.txt"));
			dos.writeUTF("ab中国");  //写UTF字符串
			dos.writeBoolean(false);  //写入布尔值
			dos.writeLong(1234567890L);  //写入长整数
			System.out.println("写文件成功!");
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		} finally {	//关闭流对象
			try {
			if (dos != null) {
			// 关闭过滤流时,会自动关闭它包装的底层节点流
			dos.close(); 
			}
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}	}

七 对象流

ObjectInputStreamOjbectOutputSteam

用于存储和读取对象的处理流。它的强大之处就是可以把Java中的对象写入到数据源中,也能把对象从数据源中还原回来。

序列化(Serialize):用ObjectOutputStream类将一个Java对象写入IO流中

反序列化(Deserialize):用ObjectInputStream类从IO流中恢复该Java对象

ObjectOutputStream和ObjectInputStream不能序列化static和transient修饰的成员变量

对象的序列化

    对象序列化机制允许把内存中的Java对象转换成平台无关的二进制流,从而允许把这种二进制流持久地保存在磁盘上,或通过网络将这种二进制流传输到另一个网络节点。当其它程序获取了这种二进制流,就可以恢复成原来的Java对象
    序列化的好处在于可将任何实现了Serializable接口的对象转化为字节数据,使其在保存和传输时可被还原
序列化,是 RMI(Remote Method Invoke – 远程方法调用)过程的参数和返回值都必须实现的机制,而 RMI 是 JavaEE 的基础。因此序列化机制是 JavaEE 平台的基础,如果需要让某个对象支持序列化机制,则必须让其类是可序列化的,为了让某个类是可序列化的,该类必须实现如下两个接口之一:
Serializable
Externalizable

凡是实现Serializable接口的类都有一个表示序列化版本标识符的静态变量:

private static final long serialVersionUID;
serialVersionUID用来表明类的不同版本间的兼容性

如果类没有显示定义这个静态变量,它的值是Java运行时环境根据类的内部细节自动生成的。若类的源代码作了修改,serialVersionUID 可能发生变化。故建议,显示声明。

显示定义serialVersionUID的用途:
希望类的不同版本对序列化兼容,因此需确保类的不同版本具有相同的serialVersionUID
不希望类的不同版本对序列化兼容,因此需确保类的不同版本具有不同的serialVersionUID

使用对象流序列化对象

若某个类实现了 Serializable 接口,该类的对象就是可序列化的:

Ø创建一个 ObjectOutputStream

Ø调用 ObjectOutputStream 对象的 writeObject(对象) 方法输出可序列化对象。注意写出一次,操作flush()

反序列化

Ø创建一个 ObjectInputStream

Ø调用 readObject() 方法读取流中的对象

强调:如果某个类的字段不是基本数据类型或 String  类型,而是另一个引用类型,那么这个引用类型必须是可序列化的,否则拥有该类型的 Field 的类也不能序列化。

//序列化:将对象写入到磁盘或者进行网络传输。
//要求对象必须实现序列化
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("test.txt"));
Person p = new Person("aaaa",18,"aaaa",new Cat());
oos.writeObject(p);
oos.flush();
oos.close();

//反序列化:将磁盘中的对象数据源读出。
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("test.txt"));
Person p1 = (Person)ois.readObject();
System.out.println(p1.toString());
ois.close();

八 RandomAccessFile流

RandomAccessFile 类支持 “随机访问” 的方式,程序可以直接跳到文件的任意地方来读、写文件

Ø支持只访问文件的部分内容

Ø可以向已存在的文件后追加内容

RandomAccessFile 对象包含一个记录指针,用以标示当前读写处的位置。RandomAccessFile 类对象可以自由移动记录指针:

long getFilePointer()获取文件记录指针的当前位置

void seek(long pos)将文件记录指针定位到 pos 位置

构造器

public RandomAccessFile(File file, String mode)

public RandomAccessFile(String name, String mode)

创建 RandomAccessFile 类实例需要指定一个 mode 参数,该参数指定 RandomAccessFile 的访问模式:

  r: 以只读方式打开

  rw:打开以便读取和写入

  rwd:打开以便读取和写入;同步文件内容的更新

  rws:打开以便读取和写入;同步文件内容和元数据的更新

//读取文件内容
    RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(“test.txt”, “rw”);
	//将指针定位到5的索引位置
    raf.seek(5);
	byte [] b = new byte[1024];

	int off = 0;
	int len = 5;
	raf.read(b, off, len);
		
	String str = new String(b, 0, len);
	System.out.println(str);
		
	raf.close();


//写入文件内容
    RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile("test.txt", "rw");
	raf.seek(5);
		
	//先读出来
	String temp = raf.readLine();
		
	raf.seek(5);
	raf.write("xyz".getBytes());
	raf.write(temp.getBytes());
		
	raf.close();

注意:

流是用来处理数据的。

处理数据时,一定要先明确数据源,与数据目的地

Ø数据源可以是文件,可以是键盘。

Ø数据目的地可以是文件、显示器或者其他设备。

而流只是在帮助数据进行传输,并对传输的数据进行处理,比如过滤处理、转换处理等。












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