Java之I/O流

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Java之I/O流

在学习I/O流之前我们需要大致了解一下字符集编码的详细情况

字符集编码

注：字符编码和解码要使用相同的字符集，否则会出现乱码
英文数字一般不会出现乱码，许多字符集都兼容了ascll编码
在Java中我们默认使用的是UTF-8编码

Java中的I/O流通常包括两大类——字节流和字符流

字节流和字符流对比

1.字节流一般用来处理图像、视频、音频、PPT、Word等类型的文件。字符流一般用于处理纯文本类型的文件，如TXT文件等，但不能处理图像视频等非文本文件。用一句话说就是：字节流可以处理一切文件，而字符流只能处理纯文本文件

2.字节流本身没有缓冲区，缓冲字节流相对于字节流，效率提升非常高。而字符流本身就带有缓冲区，缓冲字符流相对于字符流效率提升就不是那么大了

字节流的各类流之间的关系

作为初学者的我们可能都会有这样一个疑问：
什么是输入流，什么是输出流，而且有什么区别，分别是什么时候使用？
A：我们首先要明白：输入输出是相对于程序本身而言
B: 比如：输入流相对于程序本身而言就是从文件中输入到程序里面------换句话说就是读文件
想当然那么输出流就是从文件中输出到文件中-----写文件

字节流各种子类对比—这里以字节输入流为例

1.InputStream：InputStream是所有字节输入流的抽象基类，前面说过抽象类不能被实例化，实际上是作为模板而存在的，为所有实现类定义了处理输入流的方法。2.FileInputSream：文件输入流，一个非常重要的字节输入流，用于对文件进行读取操作。3.PipedInputStream：管道字节输入流，能实现多线程间的管道通信。4.ByteArrayInputStream：字节数组输入流，从字节数组(byte[])中进行以字节为单位的读取，也就是将资源文件都以字节的形式存入到该类中的字节数组中去。5.FilterInputStream：装饰者类，具体的装饰者继承该类，这些类都是处理类，作用是对节点类进行封装，实现一些特殊功能。6.DataInputStream：数据输入流，它是用来装饰其它输入流，作用是“允许应用程序以与机器无关方式从底层输入流中读取基本 Java 数据类型”。7.BufferedInputStream：缓冲流，对节点流进行装饰，内部会有一个缓存区，用来存放字节，每次都是将缓存区存满然后发送，而不是一个字节或两个字节这样发送，效率更高。8.ObjectInputStream：对象输入流，用来提供对基本数据或对象的持久存储。通俗点说，也就是能直接传输对象，通常应用在反序列化中。它也是一种处理流，构造器的入参是一个InputStream的实例对象。

字符流的各类流之间的关系----以输入流为例

两大父类：Writer Reader

1.InputStreamReader（转换流的代表）：从字节流到字符流的桥梁（InputStreamReader构造器入参是FileInputStream的实例对象），它读取字节并使用指定的字符集将其解码为字符。它使用的字符集可以通过名称指定，也可以显式给定，或者可以接受平台的默认字符集。2.BufferedReader：从字符输入流中读取文本，设置一个缓冲区来提高效率。BufferedReader是对InputStreamReader的封装，前者构造器的入参就是后者的一个实例对象。3.FileReader：用于读取字符文件的便利类，new FileReader(File file)等同于new InputStreamReader(new FileInputStream(file, true),"UTF-8")，但FileReader不能指定字符编码和默认字节缓冲区大小。4.PipedReader ：管道字符输入流。实现多线程间的管道通信。5.CharArrayReader：从Char数组中读取数据的介质流。6.StringReader ：从String中读取数据的介质流。

Writer与Reader结构类似，方向相反，不再赘述。唯一有区别的是，Writer的子类PrintWriter。

缓冲流和缓冲池

字节流的缓冲区

逐个字节对文件进行读写效率很低（文件在硬盘中，我们的程序在内存中，而计算机对内存的操作是很快的，所以我们可以通过手动设置一个字节缓冲区对文件进行读写的操作）

package IO.File.Stream;import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;public class FileInput2 {public static void main(String[] args) throws IOException {FileInputStream file2=new FileInputStream("data/java.txt");byte []bytes=new byte[1024];//设置一个1kb大小的字节形式的数组作为缓冲区int len;while((len= file2.read(bytes))!=-1){//将读到的字节数储存在bytes数组中，并返回读取的字节数，返回值不为-1说明还有字节没读完System.out.print(new String(bytes,0,len));//将指定长度的字节数组转化为字符串}file2.close();}
}

字节缓冲流

在Java中有缓冲流内置了缓冲池，可以大大的提高读写效率
同时可以通过构造方法，扩大缓冲池的大小
但是需要注意：缓冲池的大小不是越大越好，在一定程度内可以提高提高读写效率
达到一定程度后，效率的提升就不是很明显了，反而会导致内存占用过多，得不偿失

package IO.File.Stream;public class Demo_BufferedStream{public static void main(String[] args) throws IOException{//1.创建字节缓冲，输入输出流BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("D:\\a.flv"));BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileInputStream("D:\\b.flv"));//2.读写操作int i;while((i=bis.read())!=-1){bos.write(i);}//3.关闭流释放资源bis.close();bos.close();}
}

补充1：文件操作+案例（File类的常用方法需要掌握）

package IO.File;import java.io.File;
import java.io.IOException;public class file_abilities {public static void main(String[] args) throws IOException {File f1 = new File("D:\\微信文件保存\\wx.txt");//在指定目录下创建文件（文件不存在就创建文件并返回true，存在就返回false  ）System.out.println(f1.createNewFile());
//        delete()方法用于删除文件/目录（相对路径和绝对路径）File f2=new File("D:\\微信文件保存\\JavaSE");//创建单级目录System.out.println(f1.mkdir());File f3=new File("D:\\微信文件保存\\JavaWeb\\HTML");System.out.println(f3.mkdirs());//创建多级目录}
}

文件查询案例 -----结合此案例可以更好的理解并熟悉File类相应的方法与操作

package IO.File.Stream;import java.io.File;
import java.io.IOException;public class SearchFile {public static void main(String[] args) throws IOException {//需要在哪个文件夹中查询File f1 = new File("D:/");search(f1, "Whale.exe");}public static void search(File f1, String name) throws IOException {if (f1.isFile() || !f1.exists() || f1 == null) {System.out.println("无法搜索！！！");return;}File[] files = f1.listFiles();////文件夹不为空且里面有文件if (files != null && files.length > 0) {for (File e : files) {if (e.isFile()) {//关键操作if (e.getName().contains(name)) {System.out.println("搜索成功，文件路径为：" + e.getAbsolutePath());//如果需要查询并打开，可以添加如下语句，执行相应的程序
//                        Runtime run=Runtime.getRuntime();
//                        run.exec(e.getAbsolutePath());}} //递归操作else {search(e, name);}}}}
}

补充2：输出语句的重定向

System.out.println();相信大家都很熟悉了，那out是什么呢？
out其实是一个输出流对象，默认时out的值null，故默认我们输出到的时控制台
但我们可以通过System类的setout方法对输出语句重定向更新为新的输出流对象，从而达到相应的开发目的
下面的案例就是一个很好的体现：

package IO.File.Stream;import java.io.IOException;
import java.io.PrintStream;
//输出语句的重定向
public class printstream {public static void main(String[] args) {System.out.println("老骥伏枥");//默认out为null->consoletry (PrintStream printStream = new PrintStream("data/TX.txt")) {System.setOut(printStream);//重新设置out对象System.out.println("志在千里");}catch (IOException e){e.printStackTrace();}}
}

补充3：数据输出流的实际使用案例

在这里推荐大家在I/O流中的异常处理中使用try-with-resource语句，而不是直接抛出异常
这样可以避免忘记释放资源导致文件读写失败，同时又处理了异常
为以后的开发保持一个良好的习惯

package IO.File.Stream;import java.io.*;public class otherbytestream {public static void main(String[] args) {File file = new File("java.txt");
//   DataInputStream本身还是一种字节输入流(数据流)，但相较于fileinputstream他拥有可以自动解析编码的方法(方便写基本数据类型的数据)try(DataOutputStream dataOutputStream=new DataOutputStream(new FileOutputStream(file))){dataOutputStream.writeInt(111);}catch (IOException e){e.printStackTrace();}try(DataInputStream dataInputStream=new DataInputStream(new FileInputStream(file))){System.out.println(dataInputStream.readInt());}catch(IOException e){e.printStackTrace();}}
}

补充4：对象输出流实际使用案例分析

对对象的读写操作，要求该对象是可序列化的/反序列化
在Java中提供了相应的接口可以为对象实现序列化操作
如果对象中的某个成员不想序列化可以通过transient修饰来解决

package IO.object;import java.io.Serializable;public class User implements Serializable {private String name;private String password;private int num;private char gender;public User() {}public User(int num, char gender, String name, String password) {this.num=num;this.gender=gender;this.name=name;this.password=password;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public String getPassword() {return password;}public void setPassword(String password) {this.password = password;}public int getNum() {return num;}public void setNum(int num) {this.num = num;}public char getGender() {return gender;}public void setGender(char gender) {this.gender = gender;}@Overridepublic String toString() {return num+","+gender+","+name+","+password;}
}

package IO.object;import java.io.*;
//对象的读取操作
public class objecttest1 {public static void main(String[] args) {try (ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("data/object.txt"))) {User user=new User(1,'男',"YK0307","1243566");objectOutputStream.writeObject(user);}catch (IOException e){e.printStackTrace();}try (ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(new FileInputStream("data/object.txt"))) {//返回是是Object类型的，需要强制转化为User类型的User user1=(User) objectInputStream.readObject();System.out.println(user1);}catch (Exception e){e.printStackTrace();}}
}