I/O 输入输出流
流的定义:
流就是程序和设备之间嫁接起来的一根用于数据传输的管道,这个管道上有很多按钮,不同的按钮可以实现不同的功能。
这根用于数据传输的管道就是流,流就是一根管道
流一定是类,但类不一定是流;流是抽象类不能new对象
输入时,程序在源(文件,网络,内存)上打开一个流,然后如图一个一个顺序读。写也一样。
流的分类和使用:
四大基本抽象流,文件流,缓冲流,转换流,数据流,Print流,Object流。
JAVA.io 包中定义了多个流类型(类或抽象类)来实现输入/输出功能;可以从不同角度对其进行分类:
*按数据流的方向不用可以分为输入流和输出流
*按处理数据单位不同可以分为字节流和字符流
*按照功能不同可以分为节点流和处理流
JAVA中所提供的的所有流类型位于包JAVA.io内,都分别继承自以下四种抽象流类型:
节点流与处理流:
节点流可以从一个特定的数据源(节点)读取数据(如:文件,内存)
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。
节点流也叫原始流,处理流也叫包裹流。
流与类的关系:
如果一个类是用作设备和程序之间的数据传输,则这个类有一个新的名字叫做流
流一定是类,但类不一定是流
四大基本流的介绍
输入流,输出流,字节流,字符流
InputStream和OutputStream读写数据的单位是一个字节
Reader和Writer读写数据的单位是一个字符
在JAVA中一个字符占两个字节
InputStream,OutputStream,Reader,Writer都是抽象类,或者说都是抽象流,通常我们使用的都是它们的子类,凡是以Stream结尾的都是字节流。
InputStream 流中的常用方法:
OutputStream流中的常用方法:
Reader 流中的常用方法:
Writer流中的常用方法:
文件流
文件流包括:
FileInputStream FileOutputStream --字节流
FileReader FileWriter --字符流
实例:读取一个文件的内容并将其输出到显示器上,并统计读取的字节个数
/*
利用FileReader流来读取一个文件中的数据,并在显示器上输出!
*/
import java.io.*;
public class TestFileReader {
public static void main(String[] args) {
FileReader fr = null;
try {
fr = new FileReader("C:\\Documents and Settings\\others\\桌面\\java\\TestFileReader.java");
int cnt = 0;
int ch;
while (-1 != (ch = fr.read())) // 20行
{
System.out.print((char) ch); // System.out.print(int ch);
// 这是在显示器上输出ch的整数值,所以必须的进行类型转化,我们需要输出的是ch所代表的整数对应的字符
++cnt;
}
System.out.printf("总共从TestFileReader.java文件中读取了%d个字符", cnt);
} catch (FileNotFoundException e) {
System.out.println("找不到文件!");
System.exit(-1);
} catch (IOException e) {
System.out.println("文件读取失败!");
System.exit(-1);
}
}
}
FileInputStream的使用
FileReader的使用
字节流与字符流的区别:
FileInputStream 和FileOutputStream 可以完成所有格式文件的复制
FileReader和FileWriter只可以完成文本文件的复制,却无法完成其他格式文件的复制
因为字节是不需要解码和编码的,将字节转化为字符才存在解码和编码的问题
字节流可以从所有格式的设备中读写数据,但字符流只能从文本格式的设备中读写数据
/*
利用FileInputStream 和 FileOutputStream 可以完成所有格式文件的赋值
因为字节是不需要解码和编码的,将字节转化为字符才存在解码的问题
本程序完成了音频文件的复制
*/
import java.io.*;
public class TestFileInputStreamOutputStreamCopy {
public static void main(String[] args) {
FileInputStream fi = null;
FileOutputStream fo = null;
try {
fi = new FileInputStream("E:\\综艺\\歌曲\\卡农.mp3");
fo = new FileOutputStream("d:/share/Output.txt"); //使用播放器可正常播放该文件
int ch;
while (-1 != (ch = fi.read())) {
fo.write(ch);
}
} catch (FileNotFoundException e) {
System.out.println("文件没有找到!");
System.exit(-1);
} catch (IOException e) {
System.out.println("文件读写错误!");
System.exit(-1);
} finally {
try {
if (null != fi) {
fi.close();
fi = null;
}
if (null != fo) {
fo.close();
fo = null;
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
System.exit(-1);
}
}
System.out.println("文件复制成功!");
}
}
/*
本程序证明了 FileReader 和 FileWriter 只可以完成文本文件的复制,
却无法完成音频格式文件的复制
*/
import java.io.*;
public class TestFileReaderWriterCopy {
public static void main(String[] args) {
FileReader fi = null;
FileWriter fo = null;
try {
fi = new FileReader("E:\\综艺\\歌曲\\卡农.mp3");
fo = new FileWriter("d:/share/Output.txt"); // Output.txt使用播放器打开失败!
// 本程序证明了FileWriter 和
// FileReader
// 无法完成音频文件的复制,实际上FileWriter
// 和 FileReader
// 只能完成文本文件的复制
int ch;
while (-1 != (ch = fi.read())) {
fo.write(ch);
}
} catch (FileNotFoundException e) {
System.out.println("文件没有找到!");
System.exit(-1);
} catch (IOException e) {
System.out.println("文件读写错误!");
System.exit(-1);
} finally {
try {
if (null != fi) {
fi.close();
fi = null;
}
if (null != fo) {
fo.close();
fo = null;
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
System.exit(-1);
}
}
System.out.println("文件复制成功!");
}
}
缓冲流
缓冲流就是带有缓冲区的输入输出流
缓冲流可以显著的减少我们对IO访问的次数,保护我们的硬盘
缓冲流本事就是处理流(包裹流),缓冲流必须得依附于节点流(原始流)
处理流包裹在原始节点流上的流,相当于包裹在管道上的管道
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。JAVA提供了四种缓冲流,其常用的构造方法为:
BufferedOutputStream 和 BufferedInputStream
BufferedOutputStream :带有缓冲的输出流,允许一次向硬盘写入多个字节的数据。
BufferedInputStream:带缓冲的输入流,允许一次向程序中读入多个字节的数据。
BufferedOutputStream 和BufferedInputStream都是包裹流,必须依附于OutputStream和InputStream
例子:利用BufferedOutputStream 和BufferedInputStream 完成大容量文件的复制,这远比单纯利用FileInputStream和FileOutputStream要快的多
/*
利用BufferedOutputStream 和 BufferedInputStream完成大容量文件的复制
这远比单纯利用 FileInputStream 和 FileOutputStream 要快得多
BufferedOutputStream 和 BufferedInputStream 都是包裹流,必须的依附于
InputStream 和 OutputStream
*/
import java.io.*;
public class TestBufferedInputStreamOutputStreamCopy {
public static void main(String[] args) {
BufferedOutputStream bos = null;
BufferedInputStream bis = null;
try {
bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("e:/OutputView.txt")); // bos
// 输出流有个默认的缓冲区,大小为32个字节
bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("c:\\[高清在线]海底总动员DVD中英字幕.rmvb")); // bis
// 输入流有个默认的缓冲区,大小为32个字节
byte[] buf = new byte[1024];
int len = bis.read(buf, 0, 1024); // 一定要注意,这不是从buf中读数据,而是从bis所关联到的D:\\综艺\\电影\\猫和老鼠\\CD4.rmvb文件中读取数据,并将读取的数据写入bis自己的默认缓冲区中,然后再将缓冲区的内容写入buf数组中,每次最多向buf数组中写入1024个字节,返回实际写入buf数组的字节个数,如果读到了文件的末尾,无法再向buf数组中写入数据,则返回-1
while (-1 != len) {
bos.write(buf, 0, len); // 不是写入buf数组,而是将buf数组中下标从0开始的到len-1为止的所有数据写入bos所关联到的"d:/share/OutputView.txt"文件中
len = bis.read(buf); // bis.read(buf); 等价于 bis.read(buf, 0,
// buf.length);
}
bos.flush();
bis.close();
bos.close();
} catch (FileNotFoundException e) {
System.out.println("没有找到文件!");
System.exit(-1);
} catch (IOException e) {
System.out.println("文件读写错误!");
System.exit(-1);
}
System.out.println("文件复制成功!");
}
}
/*
本程序读写速度要慢于 "TestBufferedInputStreamOutputStreamCopy.java" 程序
即:
利用BufferedOutputStream 和 BufferedInputStream完成大容量文件的复制
这远比单纯利用 FileInputStream 和 FileOutputStream 要快得多
BufferedOutputStream 和 BufferedInputStream 都是包裹流,必须的依附于
OutputStream 和 OutputStream
*/
import java.io.*;
public class TestBufferedInputStreamOutputStreamCopy_2 {
public static void main(String[] args) {
FileOutputStream bos = null;
FileInputStream bis = null;
try {
bos = new FileOutputStream("e:/OutputView.txt");
bis = new FileInputStream("c:\\[高清在线]海底总动员DVD中英字幕.rmvb");
byte[] buf = new byte[1024];
int len = bis.read(buf, 0, 1024);
while (-1 != len) {
bos.write(buf, 0, len);
len = bis.read(buf);
}
bos.flush();
bis.close();
bos.close();
} catch (FileNotFoundException e) {
System.out.println("没有找到文件!");
System.exit(-1);
} catch (IOException e) {
System.out.println("文件读写错误!");
System.exit(-1);
}
System.out.println("文件复制成功!");
}
}
一定要注意,bis.read(buf,0,1024);这不是从buf中读数据,而是从bis所关联到的“D:\\综艺\\电影\\猫和老鼠\\CD4.rmvb”文件中读取数据,并将读取的数据写入bis自己的默认缓冲区中,然后再将缓冲区的内容写入buf数组中,每次最多向buf数组中写入1024个字节,返回实际写入buf数组的字节个数,如果读到了文件的末尾,无法再向buf数组中写入数据,则返回-1
BufferedInputStream流中有public int read(byte[] b)方法用来把从当前流关联到的设备中读取出来的数据存入一个byte数组中
BufferedOutputStream流中有public int write(byte[] b)方法用来把byte数组中的数据输出来当前流所关联到的设备中
如果我们希望用BufferedInputStream 和 BufferedOutputStream 完成“将一个设备中的数据导入另一个设备中”,我们就应该定义一个临时的byte类型的数据,用这个临时数组作为输入流和输出流进行交互的中转枢纽。
实例:利用BufferedReader 和BufferedWriter完成文本文件的复制
/*
利用 BufferedReader 和 BufferedWriter 完成文本文件的复制
*/
import java.io.*;
public class TestBufferedReaderWriterCopy {
public static void main(String[] args) {
BufferedReader br = null;
BufferedWriter bw = null;
try {
br = new BufferedReader(
new FileReader("C:\\Documents and Settings\\others\\桌面\\java\\TestBufferedReaderWriterCopy.java"));
bw = new BufferedWriter(new FileWriter("d:/share/Writer.txt"));
String str = null;
while (null != (str = br.readLine())) // br.readLine()读取一行字符,但会将读取的换行符自动丢弃,即返回的String对象中并不包括换行符
{
bw.write(str);
bw.newLine(); // 写入一个换行符 这行不能省
}
bw.flush();
} catch (FileNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
System.exit(-1);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
System.exit(-1);
} finally {
try {
bw.close();
br.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
System.exit(-1);
}
}
}
}
数据流DataInputStream DataOutputStream
DataInputStream能够以一种与机器无关的方式,直接从底层字节输入流读取JAVA基本类型和String类型的数据。常用方法包括:
DataInputStream 是包裹流,必须依附于InputStream
DataOutputStream能够以一种机器无关的方式,直接将JAVA基本类型和String类型数据写出到其他的字节输出流。常用方法包括:
DataOutputStream 是包裹流,它必须依附于OutputStream
数据流实例:
编程实现将long类型数据写入byte数组,然后再从byte数组中吧该数据读出来{
*这是Socket编程中经常要完成的功能。
*因为网络编程中经常要把数据存入byte数组中,然后把byte数组打包成数据包(DatagramPacket),再把数据包经过网络传输到目的机,目的机再从byte数组中把原数值型数据还原回来。
}
本程序要使用到:
DataInputStream
DataOutputStream
ByteArrayInputStream
ByteArrayOutputStream
/*
功能:把一个long类型的数据写入byte数组中,然后再从byte数组中读取出
这个long类型的数据
因为网络编程中经常要把数值型数据存入byte数组中然后打包成
DatagramPacket经过网络传输到目的机,目的机再从byte数组中
把原数值型数据还原回来
目的: ByteArrayOutputStream DataOutputStream ByteInputStream DataInputStream 流的使用
记住: DataOutputStream流中的writeLong(long n)是把n变量在内存
中的二进制代码写入该流所连接到的设备中
注意:查API文档得知:
构造 ByteArrayOutputStream 对象时不需要也不能指定缓冲数组,因为缓冲数组默认已经内置好了
构造 ByteArrayInputStream 对象时必须的指定缓冲数组是谁!
*/
import java.io.*;
public class TestByteArrayOutputStream1
{
public static void main(String args[]) throws Exception
{
long n = 9876543210L;
ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream(); //9行 API:"public ByteArrayOutputStream(): 创建一个新的 byte 数组输出流。缓冲区的容量最初是 32 字节,如有必要可增加其大小。 "
//9行代码一旦执行完毕,意味着两点: 1、在内存中生成了一个大小为32个字节的byte数组 2、有一根叫做baos的管道已链接到了该byte数组中,并且可以通过这个管道向该byte数组中写入数据
//虽然此时可以通过baos向baos所连接到的在内存中分配好的byte数组中写入数据,但是ByteArrayOutputStream流并没有提供可以直接把long类型数据直接写入ByteArrayOutputStream流所连接到的byte数组中的方法, 简单说我们没法通过baos向baos所连接到的byte数组中写入long类型的数据, 查API文档可以发现: ByteArrayOutputStream流中并没有类似writeLong()这样的方法,但是DataOutputStream流中却有writeLong() writeFloat()等方法
DataOutputStream dos = new DataOutputStream(baos);
dos.writeLong(n); //把n变量所代表的10000L在内存中的二进制代码写入dos所依附的baos管道所连接到的内存中的大小为32字节的byte数组中,由运行结果来看,这是二进制写入,既不是把10000L转化为字符'1' '0' '0' '0' '0'写入byte数组中,而是把10000L在内存中的总共8个字节的二进制代码写入byte数组中
dos.flush();
byte[] buf = baos.toByteArray(); //DataOutputStream 流中并没有toByteArray()方法,但是ByteArrayOutputStream 流中却有toByteArray()方法, 所以不可以把baos 改为dos,否则编译时会出错! ByteArrayOutputStream流中toByteArray()方法的含义,摘自API“创建一个新分配的 byte 数组。其大小是此输出流的当前大小,并且缓冲区的有效内容已复制到该数组中”
//利用ByteArrayInputStream 和 DataInputStream 可以从byte数组中得到原long类型的数值10000L
ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(buf);
DataInputStream dis = new DataInputStream(bais);
long l = dis.readLong();
System.out.println("l = " + l);
dos.close();
}
}
/*
在JDK 1.6中的运行结果是:
----------------
l = 9876543210
----------------
*/
/*
功能:
将long类型数据写入byte数组,然后在从byte数组中把该数据读出来
*/
import java.io.*;
public class TestByteArrayOutputStream2
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
long n = 1234567;
ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
DataOutputStream dos = new DataOutputStream(baos);
dos.writeLong(n);
byte[] buf = baos.toByteArray();
ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(buf);
DataInputStream dis = new DataInputStream(bis);
long n2 = dis.readLong();
System.out.println("n2 = " + n2);
dos.close();
dis.close();
}
}
转换流:OutputStreamWriter InputStreamReader
OutputStreamWriter 流是把OutputStream流 转化成Writer流的流
InputStreamReader 流是把InputStream流转化为Reader
OutputStreamWriter 和InputStreamReader都是包裹流
实例:如何将键盘输入的字符组成字符串直接赋给String对象。
/*
如何将键盘输入的字符组成字符串直接赋给String 对象
*/
import java.io.*;
public class TestStringInput
{
public static void main(String[] args)
{
String str = null;
BufferedReader br = new BufferedReader ( //21行
new InputStreamReader(System.in)
); //23行 查API:从21行到23行的代码是不会抛出任何异常的
try
{
str = br.readLine(); //会抛出IOException异常
}
catch (IOException e)
{
e.printStackTrace();
System.exit(-1);
}
System.out.println("str = " + str);
try
{
br.close(); //会抛出IOException异常
}
catch (IOException e)
{
e.printStackTrace();
System.exit(-1);
}
}
}
/*
在JDK 1.6中的运行结果是:
--------------------------------
sadd行政村123Asd?asd撒旦
str = sadd行政村123Asd?asd撒旦
--------------------------------
*/
readLine()与回车符的问题:
Print流 PrintWriterPrintStream
Print 流只有输出,没有输入
分类:
PrintWriter输入字符
PrintStream输出字符
PrintWriter在OutputStream基础之上提供了增强的功能,既可以方便地输出各种类型数据(而不仅限于byte型)的格式化表示形式。
PrintStream重载了print和println方法,用于各种不同类型数据的格式化输出。
格式化输出是指将一个数据用其字符串格式输出。
DataOutputStream 中的 WriteXXX(data)方法是把data在内存中的二进制数据写入文件
PrintStream 中的println(data)是该数据格式化后的字符串写入文件
/*
DataOutputStream 中的 writeXXX(data)方法与PrintStream 中的 println(data)的区别
总结:
DataOutputStream 中的 writeXXX(data)方法是把data在内存中的二进制数据写入文件
PrintStream 中的 println(data)写出的是该数据的格式化后的字符串
*/
import java.io.*;
public class TestPrintStream_1
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
DataOutputStream dos = new DataOutputStream(new FileOutputStream("d:/share/kk.txt"));
dos.writeLong(12345); //实际写入文件的是00 00 00 00 00 00 30 39
dos.close();
System.out.printf("%#X\n", 12345);
PrintStream ps = new PrintStream(new FileOutputStream("d:/share/kk2.txt"), true);
ps.println(12345); //实际写入文件的是'1' '2' '3' '4' '5'
ps.close();
}
}
PrintWriter 提供了PrintStream的所有打印方法, 其方法也从不抛出IOException。
与PrintStream的区别:
标准输入输出的重定向:
实例:编程实现将键盘输入的数据输入A文件中,如果输入有误,则把出错信息输出到B文件
import java.io.*;
public class TestSetSystemOut {
public static void main(String[] args) {
PrintStream ps_out = null;
try {
ps_out = new PrintStream(new FileOutputStream("d:/share/ww.txt"));
System.setOut(ps_out); // 将System.out的值重新设置为ps_out,即System.out不在关联到显示器,而是关联到"d:/share/ww.txt"文件
System.out.println(12); // 这实际上是把12输出到了System.out所关联的d:/share/ww.txt中
System.out.println(55.5); // 同上
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
try {
ps_out.close();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
/*
功能: 将键盘输入的数据输入A文件中,如果输入有误,
则把出错信息输出到B文件中
标准输入输出流的重定向
*/
import java.io.*;
import java.util.*;
public class TestSetOutErr {
public static void main(String[] args) {
PrintStream psOut = null;
PrintStream psError = null;
Scanner sc = null;
try {
psOut = new PrintStream("d:/Out.txt");
psError = new PrintStream("d:/error.txt");
sc = new Scanner(System.in);
int num;
System.setOut(psOut);
System.setErr(psError);
while (true) {
num = sc.nextInt();
System.out.println(num);
}
} catch (Exception e) {
System.err.println("出错的信息是:"); // 不可以写成System.out.println("出错的信息是:");
e.printStackTrace(); // e.printStackTrace(); 默认是输出到System.err所关联的设备中
}
}
}
对象的序列化 ObjectOutputStreamObjectInputStream
所谓序列化是指:把一个Object对象直接转化为字节流,然后把这个字节流直接写入本地硬盘或网络中
序列化流(ObjectOutputStream)----writeObject
反序列化流(ObjectInputStream)---readObject
如果想把某个对象序列化,则必须实现Serializable接口
transient关键字用用它修饰变量后该变量不会进行jvm默认的序列化
当我们要把一个对象在网络上传输转化成字节序列,我们有些变量没必要使用,放在网络上传输会浪费资源,这个时候我们就会用transient关键字
transient修饰的属性我们可以自己完成序列化
transient关键字在有些情况下可以提高性能
实例:
import java.io.*;
public class TestObjectIO
{
public static void main(String[] args)
{
ObjectOutputStream oos = null;
ObjectInputStream ois = null;
Student ss = new Student("zhansan", 1000, 88.8f); //注意88.8f不能改为88.8
Student ss2 = null;
try
{
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("d:/share/java/ObjectOut.txt");
oos = new ObjectOutputStream(fos);
oos.writeObject(ss);
ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("d:/share/java/ObjectOut.txt"));
ss2 = (Student)ois.readObject(); //(Student)不能省 ois.readObject();如果ois中的某个成员是transient,则该成员是不会被读取的,因为该成员不会被保存,何来读取之说?!
System.out.println("ss2.sname = " + ss2.sname);
System.out.println("ss2.sid = " + ss2.sid);
System.out.println("ss2.sscore = " + ss2.sscore);
}
catch (FileNotFoundException e)
{
System.out.println("文件没有找到!");
System.exit(-1);
}
catch (Exception e)
{
e.printStackTrace();
System.exit(-1);
}
finally
{
try
{
oos.close();
ois.close();
}
catch (Exception e)
{
e.printStackTrace();
System.exit(-1);
}
}
}
}
class Student implements Serializable //如果将implements Serializable 注释掉,则程序编译时就会报错
{
public String sname = null;
public int sid = 0;
transient public float sscore = 0; //表示sscore成员不能被序列化,所谓不能被序列化就是指:“该成员调用ObjectOutputStream 的writeOnbject()时不会被保存,调用ObjectInputStream的readObject()方法时不会被读取”
public Student(String name, int id, float score)
{
this.sname = name;
this.sid = id;
this.sscore = score;
}
}
分析ArrayList源码中序列化和反序列化的问题
ArrayList的底层虽然是一个数组,但是这个数组不一定放满,没有放满的数组元素是不需要进行序列化的,我们必须自己完成序列化,把有效元素一个一个自己完成序列化 ,反序列化也一样,所以ArrayList源码中的序列化和反序列化的作用就是把ArrayList中的有效元素进行序列化 无效元素不进行序列化,可以提高性能。
对ArrayList的源码有个初步的了解,能够进行序列化的优化问题
序列化中 子类和父类构造函数的调用问题
当一个子类的父类实现了序列化接口,子类可以直接进行序列化 ,子类序列化时会递归调用父类的构造方法。
对子类对象进行反序列化操作时,如果其父类没有实现序列化接口,那么其父类的构造方法会被调用