• Java- IO流

    文章目录

    IO流

    File类的使用

    File类的理解

    1. File类的一个对象，代表一个文件或一个文件目录(俗称：文件夹)
    2. File类声明在java.io包下
    3. File类中涉及到关于文件或文件目录的创建、删除、重命名、修改时间、文件大小等方法，
      并未涉及到写入或读取文件内容的操作。如果需要读取或写入文件内容，必须使用IO流来完成。
    4. 后续File类的对象常会作为参数传递到流的构造器中，指明读取或写入的"终点".

    File的实例化

    2.1 常用构造器
    File(String filePath)
    File(String parentPath,String childPath)
    File(File parentFile,String childPath)

    2.2 路径的分类
    相对路径：相较于某个路径下，指明的路径。
    绝对路径：包含盘符在内的文件或文件目录的路径

    说明：
    IDEA中：
    如果大家开发使用JUnit中的单元测试方法测试，相对路径即为当前Module下。
    如果大家使用main()测试，相对路径即为当前的Project下。
    Eclipse中：
    不管使用单元测试方法还是使用main()测试，相对路径都是当前的Project下。

    2.3 路径分隔符
    windows和DOS系统默认使用“\”来表示
    UNIX和URL使用“/”来表示

    File类的常用方法

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    IO流概述

    流的分类

    • 操作数据单位：字节流、字符流
    • 数据的流向：输入流、输出流
    • 流的角色：节点流、处理流

    image-20220307172948400

    流的体系结构

    说明：红框对应的是IO流中的4个抽象基类。
    蓝框的流需要大家重点关注。

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    重点说明的几个流结构

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    输入、输出的标准化过程

    4.1 输入过程
    ① 创建File类的对象，指明读取的数据的来源。（要求此文件一定要存在）
    ② 创建相应的输入流，将File类的对象作为参数，传入流的构造器中
    ③ 具体的读入过程：
    创建相应的byte[] 或 char[]。
    ④ 关闭流资源
    说明：程序中出现的异常需要使用try-catch-finally处理。

    4.2 输出过程
    ① 创建File类的对象，指明写出的数据的位置。（不要求此文件一定要存在）
    ② 创建相应的输出流，将File类的对象作为参数，传入流的构造器中
    ③ 具体的写出过程：
    write(char[]/byte[] buffer,0,len)
    ④ 关闭流资源

    说明：程序中出现的异常需要使用try-catch-finally处理。

    节点流（或文件流）

    FileReader/FileWriter的使用：

    FileReader的使用

    /*
将day09下的hello.txt文件内容读入程序中，并输出到控制台

说明点：
1. read()的理解：返回读入的一个字符。如果达到文件末尾，返回-1
2. 异常的处理：为了保证流资源一定可以执行关闭操作。需要使用try-catch-finally处理
3. 读入的文件一定要存在，否则就会报FileNotFoundException。

 */
@Test
    public void testFileReader1()  {
        FileReader fr = null;
        try {
            //1.File类的实例化
            File file = new File("hello.txt");

            //2.FileReader流的实例化
            fr = new FileReader(file);

            //3.读入的操作
            //read(char[] cbuf):返回每次读入cbuf数组中的字符的个数。如果达到文件末尾，返回-1
            char[] cbuf = new char[5];
            int len;
            while((len = fr.read(cbuf)) != -1){
                //方式一：
                //错误的写法
//                for(int i = 0;i < cbuf.length;i++){
//                    System.out.print(cbuf[i]);
//                }
                //正确的写法
//                for(int i = 0;i < len;i++){
//                    System.out.print(cbuf[i]);
//                }
                //方式二：
                //错误的写法,对应着方式一的错误的写法
//                String str = new String(cbuf);
//                System.out.print(str);
                //正确的写法
                String str = new String(cbuf,0,len);
                System.out.print(str);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if(fr != null){
                //4.资源的关闭
                try {
                    fr.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
        }

    }

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    FileWriter的使用

    /*
从内存中写出数据到硬盘的文件里。

说明：
1. 输出操作，对应的File可以不存在的。并不会报异常
2.
     File对应的硬盘中的文件如果不存在，在输出的过程中，会自动创建此文件。
     File对应的硬盘中的文件如果存在：
           如果流使用的构造器是：FileWriter(file,false) / FileWriter(file):对原文件的覆盖
           如果流使用的构造器是：FileWriter(file,true):不会对原文件覆盖，而是在原文件基础上追加内容

 */
@Test
public void testFileWriter() {
    FileWriter fw = null;
    try {
        //1.提供File类的对象，指明写出到的文件
        File file = new File("hello1.txt");

        //2.提供FileWriter的对象，用于数据的写出
        fw = new FileWriter(file,false);

        //3.写出的操作
        fw.write("I have a dream!\n");
        fw.write("you need to have a dream!");
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        //4.流资源的关闭
        if(fw != null){

            try {
                fw.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

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    文本文件的复制：

    @Test
    public void testFileReaderFileWriter() {
        FileReader fr = null;
        FileWriter fw = null;
        try {
            //1.创建File类的对象，指明读入和写出的文件
            File srcFile = new File("hello.txt");
            File destFile = new File("hello2.txt");

            //不能使用字符流来处理图片等字节数据
//            File srcFile = new File("爱情与友情.jpg");
//            File destFile = new File("爱情与友情1.jpg");


            //2.创建输入流和输出流的对象
             fr = new FileReader(srcFile);
            fw = new FileWriter(destFile);


            //3.数据的读入和写出操作
            char[] cbuf = new char[5];
            int len;//记录每次读入到cbuf数组中的字符的个数
            while((len = fr.read(cbuf)) != -1){
                //每次写出len个字符
                fw.write(cbuf,0,len);

            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //4.关闭流资源
            //方式一：
//            try {
//                if(fw != null)
//                    fw.close();
//            } catch (IOException e) {
//                e.printStackTrace();
//            }finally{
//                try {
//                    if(fr != null)
//                        fr.close();
//                } catch (IOException e) {
//                    e.printStackTrace();
//                }
//            }
            //方式二：
            try {
                if(fw != null)
                    fw.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            try {
                if(fr != null)
                    fr.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }

        }

    }


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    FileInputStream / FileOutputStream的使用：

    * 1. 对于文本文件(.txt,.java,.c,.cpp)，使用字符流处理
* 2. 对于非文本文件(.jpg,.mp3,.mp4,.avi,.doc,.ppt,...)，使用字节流处理
/*
实现对图片的复制操作
 */
@Test
public void testFileInputOutputStream()  {
    FileInputStream fis = null;
    FileOutputStream fos = null;
    try {
        //1.造文件
        File srcFile = new File("爱情与友情.jpg");
        File destFile = new File("爱情与友情2.jpg");

        //2.造流
        fis = new FileInputStream(srcFile);
        fos = new FileOutputStream(destFile);

        //3.复制的过程
        byte[] buffer = new byte[5];
        int len;
        while((len = fis.read(buffer)) != -1){
            fos.write(buffer,0,len);
        }

    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        if(fos != null){
            //4.关闭流
            try {
                fos.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        if(fis != null){
            try {
                fis.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }

        }
    }

}


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    【注意】
    相对路径在IDEA和Eclipse中使用的区别？
    IDEA:
    如果使用单元测试方法，相对路径基于当前的Module的。
    如果使用main()测试，相对路径基于当前Project的。

    Eclipse:
    单元测试方法还是main(),相对路径都是基于当前Project的。

    缓冲流的使用

    缓冲流涉及到的类：

    • BufferedInputStream
    • BufferedOutputStream
    • BufferedReader
    • BufferedWriter

    作用：

    作用：提供流的读取、写入的速度
    提高读写速度的原因：内部提供了一个缓冲区。默认情况下是8kb

    image-20220307173540426

    使用BufferedInputStream和BufferedOutputStream:处理非文本文件

    //实现文件复制的方法
    public void copyFileWithBuffered(String srcPath,String destPath){
        BufferedInputStream bis = null;
        BufferedOutputStream bos = null;

        try {
            //1.造文件
            File srcFile = new File(srcPath);
            File destFile = new File(destPath);
            //2.造流
            //2.1 造节点流
            FileInputStream fis = new FileInputStream((srcFile));
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream(destFile);
            //2.2 造缓冲流
            bis = new BufferedInputStream(fis);
            bos = new BufferedOutputStream(fos);

            //3.复制的细节：读取、写入
            byte[] buffer = new byte[1024];
            int len;
            while((len = bis.read(buffer)) != -1){
                bos.write(buffer,0,len);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //4.资源关闭
            //要求：先关闭外层的流，再关闭内层的流
            if(bos != null){
                try {
                    bos.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
            if(bis != null){
                try {
                    bis.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
            //说明：关闭外层流的同时，内层流也会自动的进行关闭。关于内层流的关闭，我们可以省略.
//        fos.close();
//        fis.close();
        }
    }


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    使用BufferedReader和BufferedWriter：处理文本文件

    @Test
    public void testBufferedReaderBufferedWriter(){
        BufferedReader br = null;
        BufferedWriter bw = null;
        try {
            //创建文件和相应的流
            br = new BufferedReader(new FileReader(new File("dbcp.txt")));
            bw = new BufferedWriter(new FileWriter(new File("dbcp1.txt")));

            //读写操作
            //方式一：使用char[]数组
//            char[] cbuf = new char[1024];
//            int len;
//            while((len = br.read(cbuf)) != -1){
//                bw.write(cbuf,0,len);
//    //            bw.flush();
//            }

            //方式二：使用String
            String data;
            while((data = br.readLine()) != null){
                //方法一：
//                bw.write(data + "\n");//data中不包含换行符
                //方法二：
                bw.write(data);//data中不包含换行符
                bw.newLine();//提供换行的操作

            }


        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //关闭资源
            if(bw != null){

                try {
                    bw.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if(br != null){
                try {
                    br.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
        }

    }


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    转换流的使用

    转换流涉及到的类：属于字符流

    InputStreamReader：将一个字节的输入流转换为字符的输入流
    解码：字节、字节数组 —>字符数组、字符串

    OutputStreamWriter：将一个字符的输出流转换为字节的输出流
    编码：字符数组、字符串 —> 字节、字节数组

    说明：编码决定了解码的方式

    作用：提供字节流与字符流之间的转换

    image-20220307173813561

    典型实现：

    @Test
    public void test1() throws IOException {

        FileInputStream fis = new FileInputStream("dbcp.txt");
//        InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis);//使用系统默认的字符集
        //参数2指明了字符集，具体使用哪个字符集，取决于文件dbcp.txt保存时使用的字符集
        InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis,"UTF-8");//使用系统默认的字符集

        char[] cbuf = new char[20];
        int len;
        while((len = isr.read(cbuf)) != -1){
            String str = new String(cbuf,0,len);
            System.out.print(str);
        }

        isr.close();

    }

/*
此时处理异常的话，仍然应该使用try-catch-finally

综合使用InputStreamReader和OutputStreamWriter
 */
@Test
public void test2() throws Exception {
    //1.造文件、造流
    File file1 = new File("dbcp.txt");
    File file2 = new File("dbcp_gbk.txt");

    FileInputStream fis = new FileInputStream(file1);
    FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file2);

    InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis,"utf-8");
    OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(fos,"gbk");

    //2.读写过程
    char[] cbuf = new char[20];
    int len;
    while((len = isr.read(cbuf)) != -1){
        osw.write(cbuf,0,len);
    }

    //3.关闭资源
    isr.close();
    osw.close();


}

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    //文件编码的方式（比如：GBK），决定了解析时使用的字符集（也只能是GBK）。

    编码集

    1.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。最多两个字节编码所有字符

    GBK：中国的中文编码表升级，融合了更多的中文文字符号。最多两个字节编码

    Unicode：国际标准码，融合了目前人类使用的所字符。为每个字符分配唯一的字符码。所有的文字都用两个字节来表示。

    UTF-8：变长的编码方式，可用1-4个字节来表示一个字符。

    2.对后面学习的启示

    客户端/浏览器端 <----> 后台(java,GO,Python,Node.js,php) <----> 数据库

    要求前前后后使用的字符集都要统一：UTF-8.

    其它的流的使用

    标准的输入输出流：

    System.in:标准的输入流，默认从键盘输入
    System.out:标准的输出流，默认从控制台输出

    修改默认的输入和输出行为：
    System类的setIn(InputStream is) / setOut(PrintStream ps)方式重新指定输入和输出的流。

    打印流：

    PrintStream 和PrintWriter
    说明：
    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
    System.out返回的是PrintStream的实例

    数据流：

    DataInputStream 和 DataOutputStream
    作用：
    用于读取或写出基本数据类型的变量或字符串

    示例代码：

    /*
练习：将内存中的字符串、基本数据类型的变量写出到文件中。

注意：处理异常的话，仍然应该使用try-catch-finally.
 */
@Test
public void test3() throws IOException {
    //1.
    DataOutputStream dos = new DataOutputStream(new FileOutputStream("data.txt"));
    //2.
    dos.writeUTF("刘建辰");
    dos.flush();//刷新操作，将内存中的数据写入文件
    dos.writeInt(23);
    dos.flush();
    dos.writeBoolean(true);
    dos.flush();
    //3.
    dos.close();


}
/*
将文件中存储的基本数据类型变量和字符串读取到内存中，保存在变量中。

注意点：读取不同类型的数据的顺序要与当初写入文件时，保存的数据的顺序一致！

 */
@Test
public void test4() throws IOException {
    //1.
    DataInputStream dis = new DataInputStream(new FileInputStream("data.txt"));
    //2.
    String name = dis.readUTF();
    int age = dis.readInt();
    boolean isMale = dis.readBoolean();

    System.out.println("name = " + name);
    System.out.println("age = " + age);
    System.out.println("isMale = " + isMale);

    //3.
    dis.close();

}

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    对象流的使用

    对象流：

    ObjectInputStream 和 ObjectOutputStream

    作用：

    ObjectOutputStream:内存中的对象—>存储中的文件、通过网络传输出去：序列化过程
    ObjectInputStream:存储中的文件、通过网络接收过来 —>内存中的对象：反序列化过程

    对象的序列化机制：

    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

    序列化代码实现：

    @Test
public void testObjectOutputStream(){
    ObjectOutputStream oos = null;

    try {
        //1.
        oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("object.dat"));
        //2.
        oos.writeObject(new String("我爱北京天安门"));
        oos.flush();//刷新操作

         oos.writeObject(new Person("王铭",23));
        oos.flush();

        oos.writeObject(new Person("张学良",23,1001,new Account(5000)));
        oos.flush();

    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        if(oos != null){
            //3.
            try {
                oos.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }

        }
    }

}

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    反序列化代码实现：

    @Test
public void testObjectInputStream(){
    ObjectInputStream ois = null;
    try {
        ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("object.dat"));

        Object obj = ois.readObject();
        String str = (String) obj;

        Person p = (Person) ois.readObject();
        Person p1 = (Person) ois.readObject();

        System.out.println(str);
        System.out.println(p);
        System.out.println(p1);

    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (ClassNotFoundException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        if(ois != null){
            try {
                ois.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }

        }
    }



}

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    RandomAccessFile的使用

    • 1.RandomAccessFile直接继承于java.lang.Object类，实现了DataInput和DataOutput接口
    • 2.RandomAccessFile既可以作为一个输入流，又可以作为一个输出流
    • 3.如果RandomAccessFile作为输出流时，写出到的文件如果不存在，则在执行过程中自动创建。如果写出到的文件存在，则会对原文件内容进行覆盖。（默认情况下，从头覆盖）
    • 4.可以通过相关的操作，实现RandomAccessFile“插入”数据的效果。seek(int pos)
    典型代码1：
@Test
public void test1() {

    RandomAccessFile raf1 = null;
    RandomAccessFile raf2 = null;
    try {
        //1.
        raf1 = new RandomAccessFile(new File("爱情与友情.jpg"),"r");
        raf2 = new RandomAccessFile(new File("爱情与友情1.jpg"),"rw");
        //2.
        byte[] buffer = new byte[1024];
        int len;
        while((len = raf1.read(buffer)) != -1){
            raf2.write(buffer,0,len);
        }
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        //3.
        if(raf1 != null){
            try {
                raf1.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }

        }
        if(raf2 != null){
            try {
                raf2.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }

        }
    }
}

典型代码2：

/*
使用RandomAccessFile实现数据的插入效果
 */
@Test
public void test3() throws IOException {

    RandomAccessFile raf1 = new RandomAccessFile("hello.txt","rw");

    raf1.seek(3);//将指针调到角标为3的位置
    //保存指针3后面的所数据到StringBuilder中
    StringBuilder builder = new StringBuilder((int) new File("hello.txt").length());
    byte[] buffer = new byte[20];
    int len;
    while((len = raf1.read(buffer)) != -1){
        builder.append(new String(buffer,0,len)) ;
    }
    //调回指针，写入“xyz”
    raf1.seek(3);
    raf1.write("xyz".getBytes());

    //将StringBuilder中的数据写入到文件中
    raf1.write(builder.toString().getBytes());

    raf1.close();

    //思考：将StringBuilder替换为ByteArrayOutputStream
}


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    Path、Paths、Files的使用

    NIO的使用说明：

    Java NIO (New IO，Non-Blocking IO)是从Java 1.4版本开始引入的一套新的IO API，可以替代标准的Java
    IO AP。
    NIO与原来的IO同样的作用和目的，但是使用的方式完全不同，NIO支持面向缓冲区的(IO是面向流的)、基于
    通道的IO操作。
    NIO将以更加高效的方式进行文件的读写操作。
    随着 JDK 7 的发布，Java对NIO进行了极大的扩展，增强了对文件处理和文件系统特性的支持，以至于我们称他们为 NIO.2。

    Path的使用 —jdk7提供

    2.1Path的说明：
    Path替换原有的File类。

    2.2如何实例化：

    image-20220307174459439

    2.3常用方法：

    image-20220307174514309

    Files工具类 —jdk7提供

    操作文件或文件目录的工具类

    常用方法：

    image-20220307174606770

    image-20220307174612294

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