java之IO学习

灰太狼 2022-05-27 13:27 235阅读 0赞

# Java IO流学习总结一：输入输出流 #

## Java流类图结构： ##

![这里写图片描述][SouthEast]

## 流的概念和作用 ##

流是一组有顺序的，有起点和终点的字节集合，是对数据传输的总称或抽象。即数据在两设备间的传输称为流，流的本质是数据传输，根据数据传输特性将流抽象为各种类，方便更直观的进行数据操作。

## IO流的分类 ##

*  根据处理数据类型的不同分为：字符流和字节流
 *  根据数据流向不同分为：输入流和输出流

## 字符流和字节流 ##

字符流的由来： 因为数据编码的不同，而有了对字符进行高效操作的流对象。本质其实就是基于字节流读取时，去查了指定的码表。 字节流和字符流的区别：

*  读写单位不同：字节流以字节（8bit）为单位，字符流以字符为单位，根据码表映射字符，一次可能读多个字节。
 *  处理对象不同：字节流能处理所有类型的数据（如图片、avi等），而字符流只能处理字符类型的数据。
 *  字节流：一次读入或读出是8位二进制。
 *  字符流：一次读入或读出是16位二进制。

设备上的数据无论是图片或者视频，文字，它们都以二进制存储的。二进制的最终都是以一个8位为数据单元进行体现，所以计算机中的最小数据单元就是字节。意味着，字节流可以处理设备上的所有数据，所以字节流一样可以处理字符数据。

#### 结论：只要是处理纯文本数据，就优先考虑使用字符流。 除此之外都使用字节流。 ####

## 输入流和输出流 ##

输入流只能进行读操作，输出流只能进行写操作，程序中需要根据待传输数据的不同特性而使用不同的流。

## 输入字节流 InputStream ##

*  `InputStream` 是所有的输入字节流的父类，它是一个抽象类。
 *  `ByteArrayInputStream`、`StringBufferInputStream`、`FileInputStream` 是三种基本的介质流，它们分别从`Byte 数组`、`StringBuffer`、和`本地文件`中读取数据。
 *  `PipedInputStream` 是从与其它线程共用的管道中读取数据，与Piped 相关的知识后续单独介绍。
 *  `ObjectInputStream` 和所有`FilterInputStream` 的子类都是装饰流（装饰器模式的主角）。

## 输出字节流 OutputStream ##

*  `OutputStream` 是所有的输出字节流的父类，它是一个抽象类。
 *  `ByteArrayOutputStream`、`FileOutputStream` 是两种基本的介质流，它们分别向`Byte 数组`、和`本地文件`中写入数据。
 *  `PipedOutputStream` 是向与其它线程共用的管道中写入数据。
 *  `ObjectOutputStream` 和所有`FilterOutputStream` 的子类都是装饰流。

总结：

*  输入流：InputStream或者Reader：从文件中读到程序中；
 *  输出流：OutputStream或者Writer：从程序中输出到文件中；

## 节点流 ##

节点流：直接与数据源相连，读入或读出。  
直接使用节点流，读写不方便，为了更快的读写文件，才有了处理流。  
![这里写图片描述][SouthEast 1]

### 常用的节点流 ###

*  父　类 ：`InputStream` 、`OutputStream`、 `Reader`、 `Writer`
 *  文　件 ：`FileInputStream` 、 `FileOutputStrean` 、`FileReader` 、`FileWriter` 文件进行处理的节点流
 *  数　组 ：`ByteArrayInputStream`、 `ByteArrayOutputStream`、 `CharArrayReader` 、`CharArrayWriter` 对数组进行处理的节点流（对应的不再是文件，而是内存中的一个数组）
 *  字符串 ：`StringReader`、 `StringWriter` 对字符串进行处理的节点流
 *  管　道 ：`PipedInputStream` 、`PipedOutputStream` 、`PipedReader` 、`PipedWriter` 对管道进行处理的节点流

## 处理流 ##

处理流和节点流一块使用，在节点流的基础上，再套接一层，套接在节点流上的就是处理流。如`BufferedReader`.处理流的构造方法总是要带一个其他的流对象做参数。一个流对象经过其他流的多次包装，称为流的链接。  
![这里写图片描述][SouthEast 2]

### 常用的处理流 ###

*  缓冲流：`BufferedInputStrean` 、`BufferedOutputStream`、 `BufferedReader`、 `BufferedWriter` 增加缓冲功能，避免频繁读写硬盘。
 *  转换流：`InputStreamReader` 、`OutputStreamReader`实现字节流和字符流之间的转换。
 *  数据流： `DataInputStream` 、`DataOutputStream` 等-提供将基础数据类型写入到文件中，或者读取出来。

### 转换流 ###

`InputStreamReader` 、`OutputStreamWriter` 要`InputStream`或`OutputStream`作为参数，实现从字节流到字符流的转换。

构造函数

InputStreamReader(InputStream); //通过构造函数初始化，使用的是本系统默认的编码表GBK。
    InputStreamWriter(InputStream,String charSet); //通过该构造函数初始化，可以指定编码表。
    OutputStreamWriter(OutputStream); //通过该构造函数初始化，使用的是本系统默认的编码表GBK。
    OutputStreamwriter(OutputStream,String charSet); //通过该构造函数初始化，可以指定编码表。

## 实战演练 ##

*  FileInputStream类的使用：读取文件内容

package com.app;
    
    import java.io.FileInputStream;
    import java.io.FileNotFoundException;
    import java.io.IOException;
    
    public class A1 {
    
        public static void main(String[] args) {
            A1 a1 = new A1();
        
            //电脑d盘中的abc.txt 文档
            String filePath = "D:/abc.txt" ;
            String reslut = a1.readFile( filePath ) ;
            System.out.println( reslut ); 
        }
    
    
        /** * 读取指定文件的内容 * @param filePath ： 文件的路径 * @return 返回的结果 */
        public String readFile( String filePath ){
            FileInputStream fis=null;
            String result = "" ;
            try {
                // 根据path路径实例化一个输入流的对象
                fis  = new FileInputStream( filePath );
    
                //2. 返回这个输入流中可以被读的剩下的bytes字节的估计值；
                int size =  fis.available() ;
                //3. 根据输入流中的字节数创建byte数组；
                byte[] array = new byte[size];
                //4.把数据读取到数组中；
                fis.read( array ) ; 
    
                //5.根据获取到的Byte数组新建一个字符串，然后输出；
                result = new String(array); 
    
            } catch (FileNotFoundException e) {
                e.printStackTrace();
            }catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }finally{
                if ( fis != null) {
                    try {
                        fis.close();
                    } catch (IOException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
    
            return result ;
        }
    
    
    }

*  FileOutputStream 类的使用：将内容写入文件

package com.app;
    import java.io.FileNotFoundException;
    import java.io.FileOutputStream;
    import java.io.IOException;
    
    public class A2 {
    
        public static void main(String[] args) {
            A2 a2 = new A2();
    
            //电脑d盘中的abc.txt 文档
            String filePath = "D:/abc.txt" ;
    
            //要写入的内容
            String content = "今天是2017/1/9,天气很好" ;
            a2.writeFile( filePath , content  ) ;
    
        }
    
        /** * 根据文件路径创建输出流 * @param filePath ： 文件的路径 * @param content : 需要写入的内容 */
        public void writeFile( String filePath , String content ){
            FileOutputStream fos = null ;
            try {
                //1、根据文件路径创建输出流
                fos  = new FileOutputStream( filePath );
    
                //2、把string转换为byte数组；
                byte[] array = content.getBytes() ;
                //3、把byte数组输出；
                fos.write( array );
    
            } catch (FileNotFoundException e) {
                e.printStackTrace();
            }catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }finally{
                if ( fos != null) {
                    try {
                        fos.close();
                    } catch (IOException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }
    
    
    }

注意：

1.  在实际的项目中，所有的IO操作都应该放到子线程中操作，避免堵住主线程。
2.  `FileInputStream`在读取文件内容的时候，我们传入文件的路径（`"D:/abc.txt"`）, 如果这个路径下的文件不存在，那么在执行`readFile()`方法时会报`FileNotFoundException`异常。
3.  `FileOutputStream`在写入文件的时候，我们传入文件的路径（`"D:/abc.txt"`）, 如果这个路径下的文件不存在，那么在执行`writeFile()`方法时, 会默认给我们创建一个新的文件。还有重要的一点，不会报异常。

效果图：

![这里写图片描述][SouthEast 3]

*  综合练习，实现复制文件，从D盘复制到E盘

package com.app;
    import java.io.FileInputStream;
    import java.io.FileNotFoundException;
    import java.io.FileOutputStream;
    import java.io.IOException;
    
    public class A3 {
    
        public static void main(String[] args) {
            A3 a2 = new A3();
    
            //电脑d盘中的cat.png 图片的路径
            String filePath1 = "D:/cat.png" ;
    
            //电脑e盘中的cat.png 图片的路径
            String filePath2 = "E:/cat.png" ;
    
            //复制文件
            a2.copyFile( filePath1 , filePath2 );
    
        }
    
        /** * 文件复制 * @param filePath_old : 需要复制文件的路径 * @param filePath_new : 复制文件存放的路径 */
        public void copyFile( String filePath_old , String filePath_new){
            FileInputStream fis=null ;
            FileOutputStream fout = null ;
            try {
                // 根据path路径实例化一个输入流的对象
                fis  = new FileInputStream( filePath_old );
    
                //2. 返回这个输入流中可以被读的剩下的bytes字节的估计值；
                int size =  fis.available() ;
                //3. 根据输入流中的字节数创建byte数组；
                byte[] array = new byte[size];
                //4.把数据读取到数组中；
                fis.read( array ) ; 
    
                //5、根据文件路径创建输出流
                fout = new FileOutputStream( filePath_new ) ;
                
                //5、把byte数组输出；
                fout.write( array );
    
            } catch (FileNotFoundException e) {
                e.printStackTrace();
            }catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }finally{
                if ( fis != null) {
                    try {
                        fis.close();
                    } catch (IOException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
                if ( fout != null ) {
                    try {
                        fout.close();
                    } catch (IOException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }   
                }
            }
        }
    }

[SouthEast]: /images/20220527/ce7d98a1bc874807bf5fab61d38bfb45.png
[SouthEast 1]: /images/20220527/fd398231177b4b53b1fc1e86f7dc2e6c.png
[SouthEast 2]: /images/20220527/f9aa0205d42f4dc29bc5d3d84c31b31c.png
[SouthEast 3]: /images/20220527/b5d4165849af4939ad5d427c1258d6a6.png