JAVA入门——IO流

一、了解File类

• 这个类里面提供了一些文件相关的方法，了解即可，方法有很多，不好背
• 下面这个是最常用的
• 只能对文件本身操作，不能读取数据

public File[] listFiles();//获取当前路径下的所有内容

注意：如果是需要权限才能访问的文件夹，那么会返回null

二、初识IO流以及四个基本流

• 为了解决数据的存储与读取问题

IO流的分类

按流的方向分：

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• 输入流：文件→程序
• 输出流：程序→文件

按操作文件的类型分：

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• 字节流：操作所有类型文件
  • InputStream：字节输入流
  • OutputStream：字节输出流
• 字符流：操作纯文本文件
  • Reader：字符输入流
  • Writer：字节输出流
• 上面四个都是顶层的抽象类

初识字节输出流：

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• 1.创建字节输出流对象
  • 参数是字符串表示的路径或者FIle对象都是可以的
  • 如果文件不存在会创建一个新的文件，但是要保证父级路径是存在的
  • 如果文件已经存在，会清空文件
• 2.写数据
  • 传的是整数，实际上写到文件里是ASCII码对应的值
• 3.释放资源
  • 结束资源的占用，不然其他人无法操作这个文件

public class Demo1 {public static void main(String[] args) throws IOException {FileOutputStream fos = new FileOutputStream("src\\a.txt");fos.write(97);fos.close();}}

1.FileOutputStream写数据的三种方式：

•  例：

public class Demo1 {public static void main(String[] args) throws IOException {FileOutputStream fos = new FileOutputStream("a.txt");byte[] arr = {97,98,99,100,101};//1.
//        fos.write(arr);
//        fos.close();//2.//参数：数组，起始索引，要写入的长度（个数）fos.write(arr,1,2);fos.close();}
}

2.写数据的两个问题：

• 换行：
  • 注意不同操作系统换行符不同

public class Demo1 {public static void main(String[] args) throws IOException {FileOutputStream fos = new FileOutputStream("a.txt");String str = "1145141919810";byte[] arr = str.getBytes();fos.write(arr);//换行符//windows：\r\n 回车换行//Linux：\n//Mac：\r//Java中进行了优化，我们写不全也能自动补全String wrap = "\r\n";byte[] arr2 = wrap.getBytes();fos.write(arr2);String str2 = "wsnd";byte[] arr3 = str2.getBytes();fos.write(arr3);fos.close();}
}

• 不删除原来数据：
  • 在创建对象时，第二个参数传ture，表示打开续写开关，他默认是false

FileOutputStream fos = new FileOutputStream("a.txt",true);

初识字节输入流：

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1.步骤：和字节输出流基本一致，一定注意要释放资源

public class Demo2 {public static void main(String[] args) throws IOException {FileInputStream fis = new FileInputStream("a.txt");int b1 = fis.read();//会一个一个读取，如果读取不到，返回-1System.out.println((char)b1);}
}

2.细节：

• 创建对象：
  • 如果文件不存在，就直接报错
• 读取数据：
  • 一次读取一个字节，读出来的是数据对应的ASCII码值
  • 读到文件末尾时，read方法返回-1
• 释放资源：
  • 每次读取完毕，必须释放资源
  • 先开的后关闭

3.FileInputStream循环读取：（拷贝练习）（这里不要写太大的文件，这个方法拷贝很慢）

public class Demo2 {public static void main(String[] args) throws IOException {//拷贝练习FileInputStream fis = new FileInputStream("D:\\My_study_resoure\\概率论\\1-3 随机事件的概率(1).pdf");FileOutputStream fos = new FileOutputStream("copy.pdf");int b;while((b = fis.read()) != -1){fos.write(b);}//规则：先开的最后关闭fos.close();fis.close();}
}

4.读取优化，一次读取多个数据：

• 每次读取会尽可能把数组装满
  • 建议数组大小为1024的整数倍
• 返回值表示这次读取了多少个字节的数据
• 注意：每次读取到数组中，不会清除上一次的数据，如果读入的比上次读入的少，可能会多打印出来其他的值

public int read(byte[] buffer)

 拷贝代码优化：

public class Demo2 {public static void main(String[] args) throws IOException {//拷贝练习FileInputStream fis = new FileInputStream("D:\\My_study_resoure\\概率论\\1-3 随机事件的概率(1).pdf");FileOutputStream fos = new FileOutputStream("copy.pdf");int len;byte[] bytes = new byte[1024 * 1024 * 5];while((len = fis.read(bytes)) != -1) {fos.write(bytes, 0, len);//一定不能读取数组中的所有的数据}fos.close();fis.close();}
}

try..catch异常处理：

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1.认识finally

finally{

        //里面的代码一定被执行，除非虚拟机停止

        //适合把资源释放写在这里面

}

public class Demo2 {public static void main(String[] args) {FileInputStream fis = null;FileOutputStream fos = null;try {//拷贝练习fis = new FileInputStream("D:\\My_study_resoure\\概率论\\1-3 随机事件的概率(1).pdf");fos = new FileOutputStream("copy.pdf");int len;byte[] bytes = new byte[1024 * 1024 * 5];while((len = fis.read(bytes)) != -1) {fos.write(bytes, 0, len);//一定不能读取所有的数据}} catch (IOException e) {throw new RuntimeException(e);} finally {//这里还需要对fis fos进行非空判断if(fos != null) {try {fos.close();} catch (IOException e) {throw new RuntimeException(e);}}if(fis != null) {try {fis.close();} catch (IOException e) {throw new RuntimeException(e);}}}}
}

 2.优化

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• 可以看见，非常的繁琐，所以JDK7以后有了一些优化方案
• 可以自动释放资源，但是这个类必须实现了AutoColseable这个接口

字符集ASCII、GBK、Unicode：

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• GBK：
  • 一个汉字用两个字节去存储
  • 高位二进制一定是以1开头，转成十进制后是负数
    • 这是为了区分汉字与英文，英文是以0开头
  • 完全兼容ASCII
• Unicode（字符集）：
  • UTF-8（编码方式）：1~4个字节来存储
    • 中文汉字3个字节
    • 英文1个字节
  • UTF-16：用2~4个字节存储
  • UTF-32：固定用4个字节存储

为什么会有乱码？

• 1.读取数据时未读取完整的汉字
  • 不要用字节流读取文本文件（一次只读一个字节，那么汉字三个字节就炸了）
  • 但是拷贝可以，因为我们并不会在拷贝中途使用数据，每个字节都完整拷贝过来了。 （不存在数据丢失）
• 2.编码和解码的方式不统一

JAVA中编码、解码的方法：

• 注意：
  • 指定方式里面小写，大写均可
  • 不同编译器默认的编码方式可能不同，一定要注意

字符流：

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1.特点：

• 底层其实就是字节流，在字节流的基础上添加了字符集的概念
• 输入流：一次读一个字节，遇到中文时，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，变成字节后再写到文件中

2.输入流学习——FileReader为例

• 1.创建对象
  • 文件不存在，会报错

• 2.读取数据
  • 一次读一个字节，遇到中文时，一次读多个字节，解码后返回一个整数
  • 读到末尾返回 -1

• 3.释放资源/关流

例：

•  注意：read方法读取到的都是解码后转换成的十进制数据，我们要强制转换成char类型才能看见字符

public class Demo2 {public static void main(String[] args) throws IOException {FileReader fr = new FileReader("a.txt");int ch;while((ch = fr.read()) != -1) {System.out.print((char)ch);}fr.close();}
}

 有参的read方法底层将读取数据、解码、强制类型转换三步合并了，把得到的字符放到了数组中，这个和无参的不一样！

3.输出流学习——FileWriter为例（书写细节和字节输出流那里一样）

1.构造方法：

2.成员方法：

4.字符输入流底层原理

1.创建字符流输入对象

• 底层：关联文件，并创建缓冲区（长度为8192的字节数组 1024 * 8）（bytebuffer）

2.读取数据

• 底层：
  • 判断缓冲区中是否有数据可以读取
  • 缓冲区中没有数据：从文件中获取数据，撞到缓冲区中，每次尽可能装满缓冲区
    • 如果文件中也没有数据了，返回-1
  • 缓冲区有数据：从缓冲区中读取

5.字符输出流底层原理

• 底层：
  • 写数据时，会先写到缓冲区中（缓冲区大小也是8192个字节）
  • 数据不会直接写到本地中，写到本地的方法：
    • 缓冲区满后，会进行一次写出
    • 调用flush()方法，可以进行一次写出
    • 关流后，可以写出（注意关流后与文件的关联就断开了，不能再进行文件相关的操作了）

三、其他高级流

1.缓冲流

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原理：

• 底层自带了8192的缓冲区来提高性能
• 只是进行了包装，底层实际上还是基本流

字节缓冲流的两个包装方法：

• BufferedInputStream(InputStream is);
• BufferedOutputStream(OutputStream os);

拷贝文件的例子：

• 注意：我们不用关闭基本流，因为缓冲流底层有关闭基本流的代码

public class Demo2 {public static void main(String[] args) throws IOException {BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("a.txt"));BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("copy.txt"));int b;while ((b = bis.read()) != -1){bos.write(b);}bis.close();bos.close();}
}

提高效率的原理：

• 读取时，先尽量读满缓冲区，写时会往另一块缓冲区里写，这些都是在内存中的，减少了和磁盘之间的读写，所以更加的快

字符缓冲流：

• 大部分都和字节缓冲流一样，这里只介绍最常用的两个方法（很好用）
• 注意JAVA中char类型占两个字节，字符缓冲流底层是个char类型数组，所以是16kb

• public String readLine();//一次读取一行代码，如果没数据可读会返回null
  • 遇到回车、换行会停止，但是不会读出来回车和换行，想要换行要手动加
• public void newLine();//跨平台的换行
  • 不同的平台换行不同，用这个可以跨平台

2.转换流（字符流的一种）

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作用：

• 转换字符流和字节流
  • 指定字符集进行读写数据：（JDK11后淘汰）（因为可以在FileReader中指定编码格式了，所以之间创建FileReader的对象就行了，输出流也一样，在FileWriter中用即可）
  • 字节流想用字符流中的方法（重要）

• 对象名：
  • InputStreamReader
  • OutputStreamReader

• 例：想一次读一行数据，并且不出现乱码

public class Demo2 {public static void main(String[] args) throws IOException {FileInputStream fis = new FileInputStream("a.txt");//我们想一次读取一行，并且不出现乱码//所以要用转换流，变成字符流InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis);//参数中，只要是Reader就可以，所以我们传isrBufferedReader br = new BufferedReader(isr);String line;while((line = br.readLine()) != null) {System.out.println(line);}br.close();}
}

3.序列化流（对象操作输出流）

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作用：

• 把Java中的对象写到本地文件
• 写到本地的文件长得很抽象，用反序列化流才能看懂

方法：

• ObjectOutputStream(OutputStream out);//把基本流包装成高级流
• public final void writeObject(Object obj);//把对象序列化写出到文件中去

细节：

• 直接输出对象，会报错NotSerializableException异常
  • 解决方案：要让对应的类实现Serializable接口（这是个空接口，只用来作为标记作用）

 例：

public class Demo2 {public static void main(String[] args) throws IOException {//1.创建对象Student stu = new Student("wangjunyang",114);//2.创建序列化流对象ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("b.txt"));//3.写出数据oos.writeObject(stu);oos.close();}
}

4.反序列化流（对象操作输入流）

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方法：

• ObjectInputStream(InputStream is);
• Object readObject();//注意读到的是Object类型

细节：

• 当我们序列化一个类后，修改了JavaBean类，我们再去反序列化这个类会报错
  • 原因：序列号不匹配
  • 处理方案：固定序列号的值

• private static final long serialVersionUID = xxxx;//注意名字只能是这个
• 可以通过设置中搜索Serializable，勾选上JVM中的那个不带xxxUID的可序列化类和transient字段在反序列化时未初始化，这样就能在IDEA中提示你了，然后自动生成

•  如果我们不想某个属性被序列化呢？可以加上transient修饰
• 当我们要序列化多个对象时，我们一般放在集合中，然后去序列化这个集合，这样可以避免忘了对象有几个

例：

public class Demo2 {public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("b.txt"));Student o = (Student)ois.readObject();System.out.println(o);ois.close();}
}

5.打印流（只有输出流）

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分类：

PrintStream

PrintWriter

特点：

• 只操作目的地文件，不操作数据源
• 特有的写出方法，可以实现数据的原样写出
• 特有的写出方法，可以实现自动刷新，自动换行

字节打印流：

注意：

• 字节流底层没有缓冲区，开不开自动刷新都一样

成员方法：

• 常规方法：
  • write(int b)
• 特有方法：
  • println()        打印任意数据，自动刷新，自动换行
  • print()            打印任意数据，没有换行
  • printf(String format,Object..args)  带有占位符，不换行

字符打印流：

• 底层多了缓冲区，自动刷新那个参数就有用了
• 其他的和上面的字节流基本一致

打印流应用：

• 其实System.out就是自动创建了一个打印流的对象，是一个特殊的打印流，称作系统的标准输出流
• 注意这个流是不能关闭的，在系统中是唯一的

public class Demo1 {public static void main(String[] args) throws IOException {PrintStream out = System.out;out.println("123");}
}

6.解压缩流（输入流）

• 压缩包里每一个文件都是ZIpEntry对象
• 解压本质就是把ZipEntry按照层级拷贝到本地