【IO】JavaIO流：字节流、字符流、缓冲流、转换流、序列化流等

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Java IO

1. 认识IO

IO流：

• 流的方向划分：
• • 输入流：读取
  • 输出流：写出
• 流操作的文件类型划分：
• • 字节流：可读取所有文件类型
  • • InputStream：字节输入流
    • OutputStream：字节输出流
  • 字符流：可读取纯文本文件
  • • Reader：字符输入流
    • Writer：字符输出流

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2. FileOutputStream(写)

使用步骤：

• ① 创建字节输出流对象

• • 参数：字符串表示的路径/File对象
  • 文件不存在，或自动创建一个新的，但需要保证父级路径存在
  • 如果文件已经存在，会被覆盖

• ②写数据

• • writer()中的参数是int类型，实际写出到文件内容是整数对应的ASCII码值
  • 三种方式：
  • • void write(int b)：一次写一个字节数据
    • void write(byte[] b)：一次写一个字节数组的数据
    • void write(byte[] b,int off,int len)：一次写一个数组的部分数据（参数：数组、起始索引、个数）

• ③释放资源

• • 每次使用完流之后都需要进行资源释放

• 初识案例：

• • public class FileOutputStreamDemo {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            //获取输出流对象
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream("D:\\JavaData\\myIO\\a.txt");
            //写操作
            fos.write(97);
            //关闭资源
            fos.close();
        }
    }
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• 换行符：

• • Windows：\r\n
  • Linux：\n
  • Mac：\r

• 续写：

• • 当写出的文件存在时，一般情况会对内容进行覆盖，若想续写，需要在创建文件输出流对象时设置参数。

  • //参数一：路径
    //参数二：是否续写：true续写   false：覆盖
    FileOutputStream fos = new FileOutputStream("D:\\JavaData\\myIO\\a.txt",true);
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3. FileInputStream(读)

使用步骤：

• ①创建字节输入流对象
• • 如果读取文件不存在，直接报错FileNotFoundException
• ②读取数据
• • 一次读一个字节，读出内容是数据在ASCII码对应的int数字
  • 读到文件末尾，read()返回 -1
  • public int read()：一次读取一个字节数据
  • public int read(byte[] buffer)：一次读取一个字节数组数据
• ③释放资源
• • 每次使用完流必须进行资源释放
• 避免乱码：
• • 1. 不使用字节流读取文本文件
    2. 编码、解码时使用同一个码表，同一个编码方式

循环读取：

• 示例：

• • 一次读取一个字节

• • public class FileInputStreamDemo {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            //创建文件输入流对象
            FileInputStream fis = new FileInputStream("D:\\JavaData\\myIO\\a.txt");
            //循环读取（一次读取一个字节）
            int b;
            while((b = fis.read()) != -1){
                System.out.print((char)b);
            }
            //释放资源
            fis.close();
        }
    }
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4. Java编码和解码

Java中的编码和解码方式：

• 编码:
• public byte[] getBytes()：使用默认方式编码
• public byte[] getBytes(String charsetName)：使用指定的方式进行编码
• 解码：
• String(byte[] bytes)：只用默认方式进行解码
• String(byte[] bytes,String charsetName)：使用指定的方式进行解码

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5. 字符流

字符流：

• 字符流 : 字节流 + 字符集
• 特点
• • 输入流：一次读一个字节，遇到中文，一次读多个字节
  • 输出流：底层会把数据按照指定的编码方式进行编码，变成字节再写入文件
• 适用于：对纯文本文件进行读写操作。

1) FileReader

使用步骤：

• ①创建字符输入流对象
• • public FileReader(File file)：创建字符输入流关联本地文件
  • publlic FileReader(String pathname)：创建字符输入流关联本地文件
  • • 若文件不存在，报错
• ②读取数据
• • public int read()：读取数据，都到末尾返回 -1
  • public int read(char[] buffer)：一次读取数组长度的数据，读取到末尾返回 -1
  • • 空参方法，按照字节进行读取，读取中文时一次读取多个字节，读取后解码，返回一个整数。
    • 读取到文件末尾，read()返回 -1。
• ③释放资源
• • public int close()：释放/关闭资源
• 原理
• • 创建字符流对象时：底层关联文件，并创建缓冲区（长度为8192的数组）
  • 读取数据时：
  • • 1. 判断缓冲区是否有数据可以读取、
      2. 缓冲区没数据，从文件中获取数据并写入缓冲区，每次尽可能装满缓冲区，若文件也没有数据，返回 -1
      3. 缓冲区有数据，直接读取缓冲区
      4. 空参read() —— 一次读取一个字节，中文则一次读取多个字节，把字节解码并转换成十进制
      5. 带参read() —— 把读取字节、解码、强转三步合并，转换后的字符存入字符数组中

2）FileWriter

使用

• ①创建字符输出流对象
• • public FileWriter(File file)：创建字符输出流关联本地文件
  • public FileWriter(String pathname)：创建字符输出流关联本地文件
  • public FileWriter(File file,boolean append)：续写方式，创建字符输出流关联本地文件
  • public FileWriter(String pathname,boolean append)：续写方式，创建字符输出流关联本地文件
  • • 如果文件不存，自动创建新文件，但需要保证父级路径存在。
    • 如果文件存在，会进行覆盖，需要传入参数，若无需覆盖可以打开续写开关（true）。
• ②写出数据：
• • void write(int c)：写出一个字符（输出整数对应ASCII码）
  • void write(String s)：写出一个字符串
  • void write(String str,int off,int len)写出一个字符串，指定起始索引和输出长度
  • void write(char[] cbuf)：写出一个字符数组的数据
  • void write(char[] cbuf,int off,int len)：写出一个字符数组的数据，指定起始索引和输出长度
• ③关闭资源
• • 关闭前将缓冲区数据写入文件
  • 缓冲区可以手动刷新flush() —— 缓冲区数据写入文件、并清空缓冲区

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6. 缓冲流

缓冲流：

• 缓冲流
• • ①字节缓冲流
  • • 1）BufferedInputStream —— 字节缓冲输入流
    • 2）BufferedOutputStream —— 字节缓冲输出流
  • ②字符缓冲流
  • • 1）BufferedReader —— 字符缓冲输入流
    • 2）BufferedWriter —— 字符缓冲输出流

1)字节缓冲流

字节缓冲流：

• 使用：
• • public BufferedInputStream(InputStream is)：把基本流包装成高级流，提高读取数据的效率
  • public BufferedOutoutStream(OutputStream os)：把基本流包装成高级流，提高写出数据的效率
• 原理：
• • 底层自带长度为8192长度字节数组的缓冲区（8KB）提高性能。
  • 字节流自身不带缓冲区，缓冲流能够显著提高性能

2)字符缓冲流

字符缓冲流：

• 使用
• • public BufferedReader(Reader r)：把基本流包装成高级流，提高读取数据的效率（字符缓冲输入流对象）
  • public BufferedWriter(Writer r)：把基本流包装成高级流，提高写出数据的效率（字符缓冲输出流对象）
  • • 底层自带一个长度为8192字符数组的缓冲区(16KB)提升性能（缓冲区数据在内存中使用，速度快）
    • 字符流自带缓冲区，缓冲流对字符流效率提升不明显，但字符缓冲流对字符流的主要意义在于：readLine() 和 newLine()
• 字符缓冲输入流 特有方法：
• • public String readLine()：读取一行数据，读至末尾没有数据就返回null
• 字符缓冲输出流 特有方法：
• • public void newLine()：换行操作，可跨平台

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7. 转换流（字符流的一种）

转换流：

• 转换流：是字符流和字节流之间的桥梁。
• • InputStreamReader —— 字节转换输入流
  • • public InputStreamReader(InputStream in)：将字节输入流转换为字符输入流。
  • OutputStreamWriter —— 字节转换输出流
  • • public OutputStreamWriter(OutputStream out)：将字符输出流转换为字节输出流。
• 作用：当字节流想要使用字符流中的方法时，可使用转换流。

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8. 序列化流 / 反序列化流

序列化流（对象操作输出流）：

• 作用：可以将Java对象写入到本地文件中。

• 使用：

• • 构造方法 ——public ObjectOutputStream(OutputStream out)：把基本字节输出流，包装成序列化流（获取序列化流对象）
  • 成员方法 ——public final void writeObject(Object obj)：把对象序列化（写出）到本地文件中去
  • • 若直接使用对象输出流将对象保存到文件中时，会报错NotSerializableException，需要让JavaBean类实现Serializable接口，表示此类对象是可序列化的。

反序列化流（对象操作输入流）：

• 作用：可以把序列化到本地文件中的对象，读取到程序中来。

• 使用：

• • 构造方法 ——public ObjectInputStream(InputStream in)：把基本字节输入流，包装成反序列化流（获取反序列化流对象）
  • 成员方法 ——public Object readObject()：把序列化到本地文件中的对象，读取到程序中来

• 需要让JavaBean类实现Serializable接口，表示此类对象是可序列化的。同时防止Java版本号的改变，使得序列化版本号不一致进而反序列化失败的问题，我们应该为JavaBean中手动设置一个序列化版本号：

• • private static final long serialVersionUID = -6357601841666449654L;
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9. 打印流

打印流：

• 打印流

• • 字节打印流PrintStream
  • 字符打印流PrintWriter

• 字节打印流-PrintStream

• • 构造方法（获取字节打印流对象）：

  • public PrintStream(OutputStream/File/String)：关联字节输出流/文件/文件路径

  • public PrintStream(String fileName,Charset charset)：指定字符编码

  • public PrintStream(OutputStream out,boolean autoFlush)：设置自动刷新

  • public PrintStream(OutputStream put,boolean aytoFlush,Charset charset)：指定字符编码并自动刷新

  • 成员方法：

  • public void write(int b)：将指定字节写出

  • public void println(Xxx xxx)：特有方法：打印任意数据，自动刷新，自动换行

  • public void print(Xxx xxx)：特有方法：打印任意数据，不换行

  • public void printf(String format,Object... args)：特有方法：带有占位符地打印语句，不换行

  • • 字节流底层没有缓冲区，是否开启自动刷新都没有任何变化。

• 字符打印流-PrintWriter

• • 方法使用参考上述地字节打印流(构造方法名PrintStream 换成 PrintWriter即可、成员方法名及使用方法一致)

• 特点：

• • 打印流仅操作文件目的地，不操作数据源，故而只能作为输出流。
  • 存在特有的写出方法，可以实现数据原样写出。
  • 存在特有的写出方法，可以实现自动刷新，自动换行（写出+刷新+换行）

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10. 压缩流 / 解压缩流

解压缩流：

• **解压本质：**把压缩包中地每一个ZipEntry对象按照层级拷贝到本地的另一个文件夹中去。

• 使用：

• • public ZipInputStream(InputStream in)：构造方法，将普通字节输入流包装成解压缩流。
  • ZipInputStream.getNextEntry()：获取压缩包中的entry对象，读到末尾返回null

• 案例：

• • public class ZipStreamDemo {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            //解压缩流 示例
    
            //File对象，表示需要解压缩的文件
            File src = new File("D:\\JavaData\\myIO\\aa.zip");
            //File对象，表示解压后的路径
            File dest = new File("D:\\JavaData\\myIO");
    
            unZip(src,dest);//解压缩
        }
    
        //创建一个方法，用于解压
        public static void unZip(File src,File dest) throws IOException {
            //创建解压缩流对象
            ZipInputStream zip = new ZipInputStream(new FileInputStream(src));
    
            //读取解压后的每一个entry对象
            ZipEntry entry;
            while((entry = zip.getNextEntry()) != null){
                //如果是文件夹，解压目录下创建新的文件夹
                if(entry.isDirectory()){
                    File file = new File(dest,entry.toString());
                    file.mkdirs();
                }else{
                    //如果是文件，输出到指定目录
                    FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File(dest, entry.toString())); //输出流
                    int i;
                    while((i = zip.read()) != -1){
                        //写到目的地
                        fos.write(i);
                    }
                    fos.close();      //关闭输出流
                    zip.closeEntry(); //关闭当前entry
                }
            }
            zip.close();
        }
    }
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压缩流：

• ZipOutputStream

• • 压缩单个文件：

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