檔案IO流總結
一、什麼是流及流的用途
流是一組有順序,有起點和終點的位元組的集合,是對資料傳輸的總稱和抽象。簡單說流就是在不同裝置之間進行資料傳輸。流的本質是資料傳輸,JDK為了方便開發者操作流,根據資料傳輸的各種特性,將流抽象為多種類,從而更加方便直觀的操作。
二、流的分類
根據處理的資料型別的不同,可將IO流分為位元組流和字元流;根據IO流的流向又可將其分為輸入流和輸出流。一般來說,如果沒有指出按什麼分類,IO流的分類預設按處理資料的型別分為:字元輸入流、字元輸出流、位元組輸入流及位元組輸出流。
三、字元流和位元組流的區別
字元流的由來: 因為資料編碼不同,而有了對字元進行高效操作的流物件。字元流本質是基於位元組流讀取,並查詢指定的碼錶。
l 讀寫單位不同:位元組流以位元組(8bit)為單位,字元流以字元為單位,根據碼錶對映字元,一次可能讀多個位元組。
l 處理物件不同:位元組流能處理所有型別的資料(如圖片、avi等),而字元流只能處理字元型別的資料。
結論:只要是處理純文字資料,優先考慮使用字元流。 除此之外都使用位元組流。
四、 輸入流和輸出流
輸入和輸出相對於記憶體而言,輸入讀入記憶體,輸出從記憶體輸出。對輸入流只能進行讀操作,對輸出流只能進行寫操作。
五、 流物件
1) 字元輸入流 Reader
- Reader 是所有的輸入字元流的父類,它是一個抽象類;
- CharReader、StringReader 是兩種基本的介質流,它們分別將Char 陣列、String中讀取資料。PipedReader 是從與其它執行緒共用的管道中讀取資料;
- BufferedReader 很明顯就是一個裝飾器,它和其子類負責裝飾其它Reader 物件;
- FilterReader 是所有自定義具體裝飾流的父類,其子類PushbackReader 對Reader 物件進行裝飾,會增加一個行號;
- InputStreamReader 是一個連線位元組流和字元流的橋樑,它將位元組流轉變為字元流。FileReader 可以說是一個達到此功能、常用的工具類,在其原始碼中明顯使用了將FileInputStream 轉變為Reader 的方法。我們可以從這個類中得到一定的技巧。Reader 中各個類的用途和使用方法基本和InputStream 中的類使用一致。後面會有Reader 與InputStream 的對應關係。
2)字元輸出流 Writer
- Writer 是所有的輸出字元流的父類,它是一個抽象類;
- CharArrayWriter、StringWriter 是兩種基本的介質流,它們分別向Char 陣列、String 中寫入資料。PipedWriter 是向與其它執行緒共用的管道中寫入資料;
- BufferedWriter 是一個裝飾器為Writer 提供緩衝功能;
- PrintWriter 和PrintStream 極其類似,功能和使用也非常相似;
- OutputStreamWriter 是OutputStream 到Writer 轉換的橋樑,它的子類FileWriter 其實就是一個實現此功能的具體類(具體可以研究一SourceCode)。功能和使用和OutputStream 極其類似,後面會有它們的對應圖。
3)位元組輸入流 InputStream
- InputStream 是所有的輸入位元組流的父類,它是一個抽象類;
- ByteArrayInputStream、StringBufferInputStream、FileInputStream 是三種基本的介質流,它們分別從Byte 陣列、StringBuffer、和本地檔案中讀取資料。PipedInputStream 是從與其它執行緒共用的管道中讀取資料,與Piped 相關的知識後續單獨介紹;
- ObjectInputStream 和所有FilterInputStream 的子類都是裝飾流(裝飾器模式的主角)。
4)位元組輸出流 OutputStream
- OutputStream 是所有的輸出位元組流的父類,它是一個抽象類;
- ByteArrayOutputStream、FileOutputStream 是兩種基本的介質流,它們分別向Byte 陣列、和本地檔案中寫入資料。PipedOutputStream 是向與其它執行緒共用的管道中寫入資料;
- ObjectOutputStream 和所有FilterOutputStream 的子類都是裝飾流。
六、轉換流
1)具體實現物件類
- InputStreamReader 位元組到字元的橋樑
- OutputStreamWriter 字元到位元組的橋樑
注意:這兩個流物件是字元體系中的成員,本身是字元流,所以在構造的時候需要傳入位元組流物件。
2)特點:
- 字元流和位元組流之間的橋樑
- 可對讀取到的位元組資料經過指定編碼轉換成字元
- 可對讀取到的字元資料經過指定編碼轉換成位元組
3)什麼時候使用轉換流
- 當位元組和字元之間有轉換動作時;
- 流操作的資料需要編碼或解碼時。
七、File類
File類是對檔案系統中檔案以及資料夾進行封裝的物件,可以通過面向物件的思想來操作檔案和資料夾。 File類儲存檔案或目錄的各種元資料資訊,包括檔名、檔案長度、最後修改時間、是否可讀、獲取當前檔案的路徑名,判斷指定檔案是否存在、獲得當前目錄中的檔案列表,建立、刪除檔案和目錄等方法。
八、RandomAccessFile類
該物件並不是流體系中的一員,其封裝了位元組流,同時還封裝了一個緩衝區(字元陣列),通過內部的指標來操作字元陣列中的資料。 該物件特點:
1)該物件只能操作檔案,所以建構函式接收兩種型別的引數:a.字串檔案路徑;b.File物件。
2)該物件既可以對檔案進行讀操作,也能進行寫操作,在進行物件例項化時可指定操作模式(r,rw)
注意:該物件在例項化時,如果要操作的檔案不存在,會自動建立;如果檔案存在,寫資料未指定位置,會從頭開始寫,即覆蓋原有的內容。 可以用於多執行緒下載或多個執行緒同時寫資料到檔案。
看完了上面的總結,不知道親是否對IO流的操作有個整體的印象,接下來還是通過程式碼來體現一下面向物件的思想吧。
package cn.dolphin.io; import java.io.BufferedInputStream; import java.io.BufferedOutputStream; import java.io.BufferedReader; import java.io.BufferedWriter; import java.io.File; import java.io.FileInputStream; import java.io.FileOutputStream; import java.io.FileReader; import java.io.FileWriter; import java.io.IOException; import java.io.InputStreamReader; import java.io.OutputStreamWriter; import java.io.PrintStream; //import java.io.PrintWriter; /** * Java中IO操作的演示 * * @author Cyanide * @version v1.0.0 * @since v1.0.0 * */ public class FileDemo { public static void main(String[] args) throws IOException { // createFile(); // copyText1(); // copyText2(); // copyText3(); // copyText4(); // copyText5(); // copyBinary1(); // copyBinary2(); // copyBinary3(); //copyBinary4(); //codec(); printFlow(); } // -------------------------------------------------// // 基本類輸入輸出流物件及高效緩衝流物件 // // -------------------------------------------------// /** * File類的檔案目錄建立及刪除操作演示 * * @throws IOException */ static void createFile() throws IOException { File f1 = new File("file.txt"); File f2 = new File("directory"); // 在當前專案目錄中建立檔案,需要處理異常。 f1.createNewFile(); // 在當前專案目錄中建立目錄 f2.mkdir(); // 刪除建立的目錄的檔案 f1.delete(); f2.delete(); } /** * 文字檔案的複製操作,基本實現,每讀一個字元寫一次。 * * @throws IOException */ static void copyText1() throws IOException { // 建立FileReader物件,丟擲FileNotFoundException。 FileReader fileReader = new FileReader("file.txt"); // 建立FileWriter物件,丟擲IOException。 FileWriter fileWriter = new FileWriter("copies.txt"); int num = 0;// fileReader.read()讀到檔案末尾返回-1。 while ((num = fileReader.read()) != -1) { fileWriter.write(num); } fileWriter.close(); fileReader.close(); // 點評:效率低下,因此會採用第二種方式進行拷皮。 } /** * 文字檔案的複製操作,每讀1024個字元寫一次。 * * @throws IOException */ static void copyText2() throws IOException { FileReader fileReader = new FileReader("file.txt"); FileWriter fileWriter = new FileWriter("copies.txt"); // length每次讀出字元的實際長度 int length = 0; char[] chs = new char[1024]; while ((length = fileReader.read(chs)) != -1) { // 注意:fileReader.read()將讀到的字元存入陣列,如果最後 // 一次讀到字元長度不足字元陣列長度時,未覆蓋索引處字元也會 // 讀出,因此指定 length,讀多少,寫多少。 fileWriter.write(chs, 0, length); } fileWriter.close(); fileWriter.close(); // 點評:效率比copyText1()高出很多,但還有更好的。 } /** * 文字檔案的複製操作,高效快取讀寫,每次一個字元。 * * @throws IOException */ static void copyText3() throws IOException { BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new FileReader( "file.txt")); BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(new FileWriter( "copies.txt")); int num = 0; while ((num = bufferedReader.read()) != -1) { bufferedWriter.write(num); } bufferedWriter.close(); bufferedReader.close(); } /** * 文字檔案的複製操作,高效快取讀寫,每次讀1024個字元。 * * @throws IOException */ static void copyText4() throws IOException { BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new FileReader( "file.txt")); BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(new FileWriter( "copies.txt")); int length = 0; char[] chs = new char[1024]; while ((length = bufferedReader.read(chs)) != -1) { bufferedWriter.write(chs, 0, length); } bufferedWriter.close(); bufferedReader.close(); } /** * 文字檔案的複製操作,高效快取讀寫,每次讀一行,特有方法讀寫。 * * @throws IOException */ static void copyText5() throws IOException { BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new FileReader( "file.txt")); BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(new FileWriter( "copies.txt")); String str = null; while ((str = bufferedReader.readLine()) != null) { bufferedWriter.write(str); // readLine()方法讀取不帶換行,所以需要寫入換行。 bufferedWriter.newLine(); bufferedWriter.flush(); } bufferedWriter.close(); bufferedReader.close(); } /** * 二進位制檔案的複製操作,基本實現,每讀一個位元組寫一次。 * * @throws IOException */ static void copyBinary1() throws IOException { FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream("file.bmp"); FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream("copies.bmp"); int num = 0; while ((num = fileInputStream.read()) != -1) { fileOutputStream.write(num); } fileInputStream.close(); fileOutputStream.close(); } /** * 二進位制檔案的複製操作,每讀1024個位元組寫一次。 * * @throws IOException */ static void copyBinary2() throws IOException { FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream("file.bmp"); FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream("copies.bmp"); int length = 0; byte[] bytes = new byte[1024]; while ((length = fileInputStream.read(bytes)) != -1) { fileOutputStream.write(bytes, 0, length); } fileInputStream.close(); fileOutputStream.close(); } /** * 二進位制檔案的複製操作,高效快取讀寫,每次一個位元組。 * * @throws IOException */ static void copyBinary3() throws IOException { BufferedInputStream bufferedInputStream = new BufferedInputStream( new FileInputStream("file.bmp")); BufferedOutputStream bufferedOutputStream = new BufferedOutputStream( new FileOutputStream("copies.bmp")); int num = 0; while ((num = bufferedInputStream.read()) != -1) { bufferedOutputStream.write(num); } bufferedOutputStream.close(); bufferedInputStream.close(); } /** * 二進位制檔案的複製操作,高效快取讀寫,每次讀1024個位元組。 * * @throws IOException */ static void copyBinary4() throws IOException { BufferedInputStream bufferedInputStream = new BufferedInputStream( new FileInputStream("file.bmp")); BufferedOutputStream bufferedOutputStream = new BufferedOutputStream( new FileOutputStream("copies.bmp")); int length = 0; byte[] bytes = new byte[1024]; while ((length = bufferedInputStream.read(bytes)) != -1) { bufferedOutputStream.write(bytes, 0, length); } bufferedInputStream.close(); bufferedOutputStream.close(); } // -------------------------------------------------// // 緩衝高效轉換流物件 // // -------------------------------------------------// /** * 高效緩衝流結合轉換流對文字進行復制編碼及解碼過程。 * @throws IOException */ static void codec() throws IOException { //編碼過程,將文字檔案中編碼。 BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader( new InputStreamReader(new FileInputStream("file.txt"), "gb2312")); //解碼過程,將解碼後的流寫入文字檔案。 //BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter( //new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("copies.txt"),"gb2312")); //將鍵盤錄入內容編碼 //System.out.print("輸入測試文字內容:"); //BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in,"gb2312")); //將解碼後的流直接輸出到Console。 BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(System.out,"utf-8")); int length = 0; char[] chs = new char[1024]; while ((length = bufferedReader.read(chs))!=-1) { bufferedWriter.write(chs,0,length); } bufferedWriter.close(); bufferedReader.close(); //總結:用什麼編碼,就用什麼解碼。 如果編碼和解碼不一致,如果上例就會出現亂碼顯示。 } static void printFlow() throws IOException{ BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new FileReader("file.txt")); //將流寫入文字。 //PrintWriter printWriter = new PrintWriter(new FileWriter("copies.txt"),true); //將流輸出到Console。 PrintStream printStream = new PrintStream(System.out); char[] chs = new char[1024]; while (bufferedReader.read(chs)!=-1) { printStream.println(chs); //printWriter.println(chs); bufferedReader.read(chs); } bufferedReader.close(); printStream.close(); } }
最後PrintStream及PrintWriter只是輸出,沒有相應的輸入。想想Java開始的第一天那個HelloWorld就用到了PrintStream只是剛開始不明白罷了。或許現在了還有不明白的地方,但隨著知識的積累,相信學習Java會是件很快樂的事。