Java基础知识之IO

雨点打透心脏的1/2处 2023-07-22 05:59 64阅读 0赞

**一.什么是IO?**  
IO:(Input/Output):输入和输出.  
IO设备: 和电脑通信的设备.  
输入设备:麦克风,扫描器,键盘,鼠标等.  
输出设备:显示器,打印机,投影仪,耳机,音响等.

**二.为什么程序需要IO呢?**  
IO操作是一个相对的过程,一般的,我们在程序角度来思考(程序的内存).  
程序需要数据: 把数据流入到程序中,输入.  
程序需要保存数据,把数据传递给别人: 输出.

**三.IO示意图:**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MTU4ODc1MQ_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MTU4ODc1MQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

**四.IO流的分类和操作模板:**  
IO流的分类,站在不同的角度,分类方式是不一样滴:  
1):根据流向划分: 输入流和输出流.  
2):根据数据的单位划分: 字节流和字符流.  
3):根据功能的划分:节点流和包装流.

四大基流:(**字节输出流,字节输入流,字符输出流,字符输入流**)  
四大基流都是抽象类: 其他流都是继承于这四大基流的.  
我们不能创建四大基流的对象,只能创建其子类对象.  
无论是什么流,都有**close**方法,用来关闭资源.  
如果操作文件,就得开通一个流对象关联我们得磁盘文件,如果不关闭资源,那么磁盘的文件一直被程序所引用着,不能删除,也不能更改.  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MTU4ODc1MQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
IO家族体系:  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MTU4ODc1MQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MTU4ODc1MQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]  
操作IO流的模板:  
1):创建源或者目标对象(挖井).  
拿文件流举例:  
输入操作: 把文件中的数据流向到程序中,此时文件是源,程序是目标.  
输出操作: 把程序中的数据流向到文件中,此时文件是目标,程序是源.  
2):创建IO流对象(水管).  
输入操作: 创建输入流对象.  
输出操作: 创建输出流对象.  
3):具体的IO操作.  
输入操作: 输入流对象的read方法.  
输出操作: 输出流对象的write方法.  
4):关闭资源(勿忘). 一旦资源关闭之后,就不能使用流对象了,否则报错.  
输入操作: 输入流对象.close();  
输出操作: 输出流对象.close().

操作IO流的六字箴言:  
**读进来,写出去**.  
读进来: 进来强调了是输入, 读说明是read方法.  
写出去: 出去强调了是输出,写说明是write方法.

五.文件流的演示  
(1)文件的字节输出流  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MTU4ODc1MQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]  
(2).文件的字节输出流  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MTU4ODc1MQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]  
(3)使用文件的字节流完成拷贝操作  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MTU4ODc1MQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 7]  
(4)Java7提供的自动关闭资源的方式  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MTU4ODc1MQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 8]  
(5)文件的字符输出流  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MTU4ODc1MQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 9]  
缓冲的概念:  
flush(刷新)操作,输出流中都有flush方法:  
计算机访问外部设备(磁盘文件),要比直接访问内存慢很多,如果每次write都要直接写出到磁盘文件中,CPU都会花更多的时间,此时我们可以准备一个内存缓冲区,程序每次write方法都是直接写到内存缓冲区中,当内存缓冲区满后,系统才把缓冲区内容一次性写出给磁盘文件.  
使用缓冲区的好处:  
1:提高CPU使用率.  
2:有机会回滚写入的数据.  
对于字节流,flush方法不是都有作用(部分字节流才有作用,缓冲流),对于字符流都起作用.  
如果我们调用close方法,系统在关闭资源前,会先调用flush方法.  
操作系统使用-1表示磁盘文件的结尾标记.  
缓冲区大小一般使用容量整数倍,可以提高IO性能.

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MTU4ODc1MQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 10]  
(6)包装流和缓冲流概述  
处理流/包装流(相对于节点流更高级)装饰设计模式/包装模式:  
1:隐藏了底层的节点流的差异,并对外提供了更方便的输入/输出功能,让我们只关心高级流的操作.  
2:使用处理流包装了节点流,程序直接操作处理流,让节点流与底层的设备做IO操作.  
3:只需要关闭处理流即可.  
包装流如何区分:写代码的时候,发现创建对象对象的时候,需要传递另一个流对象.  
new 包装流( 流对象 ) ;

什么是缓冲流:  
是一个包装流,目的起缓冲作用.  
BufferedInputStream:  
BufferedOutputStream:  
BufferedReader:  
BufferedWriter:

缓冲流的目的:  
操作流的时候,习惯定义一个byte/char数组.  
int read():每次都从磁盘文件中读取一个字节. 直接操作磁盘文件性能极低.  
解决方案: 定义一个数组作为缓冲区.  
byte\[\] buffer = new byte\[1024\]; 该数组其实就是一个缓冲区.  
一次性从磁盘文件中读取1024个字节. 如此以来,操作磁盘文件的次数少了,---->性能得以提升.  
既然我们都能想到,SUN公司早就想到了,提供的默认缓存区大小是8192(1024\*8),我们一般不用修改大小.  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MTU4ODc1MQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 11]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MTU4ODc1MQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 12]  
(7)字符缓冲流  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MTU4ODc1MQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 13]  
(8)转换流和内存流  
转换流:把字节流转成字符流:  
InputStreamReader:把字节输入流转成字符输入流.  
OutputStreamWriter:把字节输出流转成字符输出流.

为什么有字节转字符流,没有字符转字节流.  
字节流可以操作一切文件(纯文本文件/二进制文件).  
字符流是用来操作中文纯文本使用的,本身是对字节流的增强.

内存流(数组流):适配器模式:(拓展知识点)  
把数据先临时存在数组中,待会再从数组中获取出来.  
1):字节内存流: ByteArrayInputStream/ByteArrayOutputStream  
2):字符内存流: CharArrayReader/CharArrayWriter  
3):字符串流:StringReader/StringWriter(把数据临时存储到字符串中)

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MTU4ODc1MQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 14]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MTU4ODc1MQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 15]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MTU4ODc1MQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 16]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MTU4ODc1MQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 17]  
(9)合并流  
合并流/顺序流(SequenceInputStream):  
就是把多个输入流,合并成一个流对象.  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MTU4ODc1MQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 18]

(10)打印流  
打印流,打印数据的,打印流只能是输出流:  
PrintStream: 字节打印流  
PrintWriter: 字符打印流  
\-对于PrintWriter来说,当启用字段刷新之后,

调用println或者printf或者format方法,便会立马刷新操作.  
如果没有开启自动刷新,则需要手动刷新或者当缓冲区满的时候,再自动刷新.  
使用打印流作为输出流,此时的输出操作会特别简单,因为在打印流中:  
提供了print方法:打印不换行  
提供了println方法:打印再换行  
print和println方法可以支持打印/输出各种数据类型的数据,记住void println(Object x) 即可. ![在这里插入图片描述][2020040516342617.png]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MTU4ODc1MQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 19]  
(11)标准IO概述和操作  
标准的IO:  
标准的输入: 通过键盘录入数据给程序.  
标准的输出: 在屏幕上显示程序数据.

在System类中有两个常量:  
InputStream in = System.in;  
PrintStream out = System.out;

标准流的重定向操作:  
标准的输入: 通过键盘录入数据给程序.  
重新指定输入的源不再是键盘,而是一个文件.  
static void setIn(InputStream in) 重新分配“标准”输入流。  
此后,System.in数据的来源就是通过setIn制定的源.  
标准的输出: 在屏幕上显示程序数据.  
重新指定输出的目标不再是屏幕,而是一个文件.  
static void setOut(PrintStream out) 重新分配“标准”输出流。

![在这里插入图片描述][20200405163534483.png]

![在这里插入图片描述][2020040516354190.png]  
(12)数据流  
数据流,提供了可以读/写任意数据类型的方法:  
DataOutputStream: 提供了 writeXxx(xxx value)方法.  
DataInputStream: 提供了 readXxx()方法.  
注意: writeXxx和readXxx必须要对应起来, writeByte写出的数据,此时只能使用readByte读取回来.  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MTU4ODc1MQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 20]  
（13）管道流  
管道流:实现两个线程之间的数据交互.  
PipedInputStream  
PipedOutputStream  
PipedReder  
PipedWriter

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MTU4ODc1MQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 21]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MTU4ODc1MQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 22]  
![在这里插入图片描述][2020040612130655.png]  
**六.NIO**  
NIO:New IO:  
从JDK1.4开始提出的,新的IO,可以把一块磁盘文件映射到内存中,我们再去读取内存中的数据.  
存放在java.nio包中.  
Java NIO（New IO）是从Java 1.4版本开始引入的一个新的IO API，可以替代标准的Java IO API  
现在主要运用于服务器中,对于我们写代码依然使用传统的IO就够了.  
在JDK1.7中提取出更新的IO,NIO2.0.–>Files(文件工具类).

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MTU4ODc1MQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 23]  
**七.IO流总结**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MTU4ODc1MQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 24]

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MTU4ODc1MQ_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20230528/a0e0bc313576487687c574ed48d03671.png
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