流的概念和作用1

来源:互联网 发布:php 微信自定义分享 编辑:程序博客网 时间:2024/05/22 16:15


学习Java IO,不得不提到的就是JavaIO流。

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:

(1)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。

(2)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。

(3)字节流在操作的时候本身是不会用到缓冲区的,是文件本身的直接操作的;而字符流在操作的时候下后是会用到缓冲区的,是通过缓冲区来操作文件,我们将在下面验证这一点。

结论:优先选用字节流。首先因为硬盘上的所有文件都是以字节的形式进行传输或者保存的,包括图片等内容。但是字符只是在内存中才会形成的,所以在开发中,字节流使用广泛。

输入流和输出流

对输入流只能进行读操作,对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。

Java流操作有关的类或接口:

加载中...

Java流类图结构:

<喎�"/kf/ware/vc/" target="_blank" class="keylink">vcD4KPHA+IDxpbWcgc3JjPQ=="/uploadfile/Collfiles/20131204/20131203211221140.jpg" alt="\">


Java IO流对象

1. 输入字节流InputStream

定义和结构说明:

从输入字节流的继承图可以看出:

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)。意思是FileInputStream类可以通过一个String路径名创建一个对象,FileInputStream(String name)。而DataInputStream必须装饰一个类才能返回一个对象,DataInputStream(InputStream in)。如下图示:

加载中...


实例操作演示:

【案例 】读取文件内容

?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
/**
 * 字节流
 * 读文件内容
 * */
importjava.io.*;
classhello{
   publicstatic void main(String[] args) throwsIOException {
       String fileName="D:"+File.separator+"hello.txt";
       File f=newFile(fileName);
       InputStream in=newFileInputStream(f);
       byte[] b=newbyte[1024];
       in.read(b);
       in.close();
       System.out.println(newString(b));
    }
}

注意:该示例中由于b字节数组长度为1024,如果文件较小,则会有大量填充空格。我们可以利用in.read(b);的返回值来设计程序,如下案例:

【案例】读取文件内容

?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
/**
 * 字节流
 * 读文件内容
 * */
importjava.io.*;
classhello{
   publicstatic void main(String[] args) throwsIOException {
       String fileName="D:"+File.separator+"hello.txt";
       File f=newFile(fileName);
       InputStream in=newFileInputStream(f);
       byte[] b=newbyte[1024];
       intlen=in.read(b);
       in.close();
       System.out.println("读入长度为:"+len);
       System.out.println(newString(b,0,len));
    }
}

注意:观察上面的例子可以看出,我们预先申请了一个指定大小的空间,但是有时候这个空间可能太小,有时候可能太大,我们需要准确的大小,这样节省空间,那么我们可以这样做:

【案例】读取文件内容

?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
/**
 * 字节流
 * 读文件内容,节省空间
 * */
importjava.io.*;
classhello{
   publicstatic void main(String[] args) throwsIOException {
       String fileName="D:"+File.separator+"hello.txt";
       File f=newFile(fileName);
       InputStream in=newFileInputStream(f);
       byte[] b=newbyte[(int)f.length()];
       in.read(b);
       System.out.println("文件长度为:"+f.length());
       in.close();
       System.out.println(newString(b));
    }
}

【案例】逐字节读

?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
/**
 * 字节流
 * 读文件内容,节省空间
 * */
importjava.io.*;
classhello{
   publicstatic void main(String[] args) throwsIOException {
       String fileName="D:"+File.separator+"hello.txt";
       File f=newFile(fileName);
       InputStream in=newFileInputStream(f);
       byte[] b=newbyte[(int)f.length()];
       for(inti = 0; i < b.length; i++) {
           b[i]=(byte)in.read();
       }
       in.close();
       System.out.println(newString(b));
    }
}

注意:上面的几个例子都是在知道文件的内容多大,然后才展开的,有时候我们不知道文件有多大,这种情况下,我们需要判断是否独到文件的末尾。

【案例】字节流读取文件

?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
/**
 * 字节流
 *读文件
 * */
importjava.io.*;
classhello{
   publicstatic void main(String[] args) throwsIOException {
       String fileName="D:"+File.separator+"hello.txt";
       File f=newFile(fileName);
       InputStream in=newFileInputStream(f);
       byte[] b=newbyte[1024];
       intcount =0;
       inttemp=0;
       while((temp=in.read())!=(-1)){
           b[count++]=(byte)temp;
       }
       in.close();
       System.out.println(newString(b));
    }
}

注意:当读到文件末尾的时候会返回-1.正常情况下是不会返回-1的。

【案例】DataInputStream类

?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
importjava.io.DataInputStream;
importjava.io.File;
importjava.io.FileInputStream;
importjava.io.IOException;
  
publicclass DataOutputStreamDemo{
   publicstatic void main(String[] args) throwsIOException{
       File file = newFile("d:"+ File.separator +"hello.txt");
       DataInputStream input = newDataInputStream(newFileInputStream(file));
       char[] ch = newchar[10];
       intcount = 0;
       chartemp;
       while((temp = input.readChar()) != 'C'){
           ch[count++] = temp;
       }
       System.out.println(ch);
    }
}

【案例】PushBackInputStream回退流操作

?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
importjava.io.ByteArrayInputStream;
importjava.io.IOException;
importjava.io.PushbackInputStream;
  
/**
 * 回退流操作
 * */
publicclass PushBackInputStreamDemo{
    publicstatic void main(String[] args) throwsIOException{
       String str = "hello,rollenholt";
       PushbackInputStream push = null;
       ByteArrayInputStream bat = null;
       bat = newByteArrayInputStream(str.getBytes());
       push = newPushbackInputStream(bat);
       inttemp = 0;
       while((temp = push.read()) != -1){
           if(temp == ','){
                push.unread(temp);
                temp = push.read();
                System.out.print("(回退"+(char) temp + ") ");
           }else{
                System.out.print((char) temp);
           }
       }
    }
}

2. 输出字节流OutputStream

定义和结构说明:

IO 中输出字节流的继承图可见上图,可以看出:

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。具体例子跟InputStream是对应的。

实例操作演示:

【案例】向文件中写入字符串

?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
/**
 * 字节流
 * 向文件中写入字符串
 * */
importjava.io.*;
classhello{
   publicstatic void main(String[] args) throwsIOException {
       String fileName="D:"+File.separator+"hello.txt";
       File f=newFile(fileName);
       OutputStream out =newFileOutputStream(f);
       String str="Hello World";
       byte[] b=str.getBytes();
       out.write(b);
       out.close();
    }
}

你也可以一个字节一个字节的写入文件:

【案例】逐字节写入文件

?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
/**
 * 字节流
 * 向文件中一个字节一个字节的写入字符串
 * */
importjava.io.*;
classhello{
   publicstatic void main(String[] args) throwsIOException {
       String fileName="D:"+File.separator+"hello.txt";
       File f=newFile(fileName);
       OutputStream out =newFileOutputStream(f);
       String str="Hello World!!";
       byte[] b=str.getBytes();
       for(inti = 0; i < b.length; i++) {
           out.write(b[i]);
       }
       out.close();
    }
}

【案例】向文件中追加新内容

?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
/**
 * 字节流
 * 向文件中追加新内容:
 * */
importjava.io.*;
classhello{
   publicstatic void main(String[] args) throwsIOException {
       String fileName="D:"+File.separator+"hello.txt";
       File f=newFile(fileName);
       OutputStream out =newFileOutputStream(f,true);//true表示追加模式,否则为覆盖
       String str="Rollen";
       //String str="\r\nRollen"; 可以换行
       byte[] b=str.getBytes();
       for(inti = 0; i < b.length; i++) {
           out.write(b[i]);
       }
       out.close();
    }
}

【案例】复制文件

?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
/**
 * 文件的复制
 * */
importjava.io.*;
classhello{
   publicstatic void main(String[] args) throwsIOException {
       if(args.length!=2){
           System.out.println("命令行参数输入有误,请检查");
           System.exit(1);
       }
       File file1=newFile(args[0]);
       File file2=newFile(args[1]);
         
       if(!file1.exists()){
           System.out.println("被复制的文件不存在");
           System.exit(1);
       }
       InputStream input=newFileInputStream(file1);
       OutputStream output=newFileOutputStream(file2);
       if((input!=null)&&(output!=null)){
           inttemp=0;
           while((temp=input.read())!=(-1)){
                output.write(temp);
           }
       }
       input.close();
       output.close();
    }
}

【案例】使用内存操作流将一个大写字母转化为小写字母

?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
/**
 * 使用内存操作流将一个大写字母转化为小写字母
 * */
importjava.io.*;
classhello{
   publicstatic void main(String[] args) throwsIOException {
       String str="ROLLENHOLT";
       ByteArrayInputStream input=newByteArrayInputStream(str.getBytes());
       ByteArrayOutputStream output=newByteArrayOutputStream();
       inttemp=0;
       while((temp=input.read())!=-1){
           charch=(char)temp;
           output.write(Character.toLowerCase(ch));
       }
       String outStr=output.toString();
       input.close();
       output.close();
       System.out.println(outStr);
    }
}

【案例】验证管道流:进程间通信

?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
/**
 * 验证管道流
 * */
importjava.io.*;
  
/**
 * 消息发送类
 * */
classSend implementsRunnable{
   privatePipedOutputStream out=null;
   publicSend() {
       out=newPipedOutputStream();
    }
   publicPipedOutputStream getOut(){
       returnthis.out;
    }
   publicvoid run(){
       String message="hello , Rollen";
       try{
           out.write(message.getBytes());
       }catch(Exception e) {
           e.printStackTrace();
       }try{
           out.close();
       }catch(Exception e) {
           e.printStackTrace();
       }
    }
}
  
/**
 * 接受消息类
 * */
classRecive implementsRunnable{
   privatePipedInputStream input=null;
   publicRecive(){
       this.input=newPipedInputStream();
    }
   publicPipedInputStream getInput(){
       returnthis.input;
    }
   publicvoid run(){
       byte[] b=newbyte[1000];
       intlen=0;
       try{
           len=this.input.read(b);
       }catch(Exception e) {
           e.printStackTrace();
       }try{
           input.close();
       }catch(Exception e) {
           e.printStackTrace();
       }
       System.out.println("接受的内容为 "+(newString(b,0,len)));
    }
}
/**
 * 测试类
 * */
classhello{
   publicstatic void main(String[] args) throwsIOException {
       Send send=newSend();
       Recive recive=newRecive();
        try{
//管道连接
           send.getOut().connect(recive.getInput());
       }catch(Exception e) {
           e.printStackTrace();
       }
       newThread(send).start();
       newThread(recive).start();
    }
}

【案例】DataOutputStream类示例

?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
importjava.io.DataOutputStream;
importjava.io.File;
importjava.io.FileOutputStream;
importjava.io.IOException;
publicclass DataOutputStreamDemo{
   publicstatic void main(String[] args) throwsIOException{
       File file = newFile("d:"+ File.separator +"hello.txt");
       char[] ch = { 'A','B','C'};
       DataOutputStream out = null;
       out = newDataOutputStream(newFileOutputStream(file));
       for(chartemp : ch){
           out.writeChar(temp);
       }
       out.close();
    }
}

【案例】ZipOutputStream类

先看一下ZipOutputStream类的继承关系

java.lang.Object

java.io.OutputStream

java.io.FilterOutputStream

java.util.zip.DeflaterOutputStream

java.util.zip.ZipOutputStream

?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
importjava.io.File;
importjava.io.FileInputStream;
importjava.io.FileOutputStream;
importjava.io.IOException;
importjava.io.InputStream;
importjava.util.zip.ZipEntry;
importjava.util.zip.ZipOutputStream;
  
publicclass ZipOutputStreamDemo1{
   publicstatic void main(String[] args) throwsIOException{
       File file = newFile("d:"+ File.separator +"hello.txt");
       File zipFile = newFile("d:"+ File.separator +"hello.zip");
       InputStream input = newFileInputStream(file);
       ZipOutputStream zipOut = newZipOutputStream(newFileOutputStream(
                zipFile));
       zipOut.putNextEntry(newZipEntry(file.getName()));
       // 设置注释
       zipOut.setComment("hello");
       inttemp = 0;
       while((temp = input.read()) != -1){
           zipOut.write(temp);
       }
       input.close();
       zipOut.close();
    }
}

【案例】ZipOutputStream类压缩多个文件

?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
importjava.io.File;
importjava.io.FileInputStream;
importjava.io.FileOutputStream;
importjava.io.IOException;
importjava.io.InputStream;
importjava.util.zip.ZipEntry;
importjava.util.zip.ZipOutputStream;
  
/**
 * 一次性压缩多个文件
 * */
publicclass ZipOutputStreamDemo2{
   publicstatic void main(String[] args) throwsIOException{
       // 要被压缩的文件夹
       File file = newFile("d:"+ File.separator +"temp");
       File zipFile = newFile("d:"+ File.separator + "zipFile.zip");
       InputStream input = null;
       ZipOutputStream zipOut = newZipOutputStream(newFileOutputStream(
                zipFile));
       zipOut.setComment("hello");
       if(file.isDirectory()){
           File[] files = file.listFiles();
           for(inti = 0; i < files.length; ++i){
                input = newFileInputStream(files[i]);
                zipOut.putNextEntry(newZipEntry(file.getName()
                        + File.separator +files[i].getName()));
               inttemp = 0;
                while((temp = input.read()) !=-1){
                    zipOut.write(temp);
                }
                input.close();
           }
       }
       zipOut.close();
    }
}

【案例】ZipFile类展示

?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
importjava.io.File;
importjava.io.IOException;
importjava.util.zip.ZipFile;
  
/**
 *ZipFile演示
 * */
publicclass ZipFileDemo{
   publicstatic void main(String[] args) throwsIOException{
       File file = newFile("d:"+ File.separator +"hello.zip");
       ZipFile zipFile = newZipFile(file);
       System.out.println("压缩文件的名称为:"+ zipFile.getName());
    }
}

【案例】解压缩文件(压缩文件中只有一个文件的情况)

?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
importjava.io.File;
importjava.io.FileOutputStream;
importjava.io.IOException;
importjava.io.InputStream;
importjava.io.OutputStream;
importjava.util.zip.ZipEntry;
importjava.util.zip.ZipFile;
  
/**
 * 解压缩文件(压缩文件中只有一个文件的情况)
 * */
publicclass ZipFileDemo2{
   publicstatic void main(String[] args) throwsIOException{
       File file = newFile("d:"+ File.separator +"hello.zip");
       File outFile = newFile("d:"+ File.separator +"unZipFile.txt");
       ZipFile zipFile = newZipFile(file);
       ZipEntry entry =zipFile.getEntry("hello.txt");
       InputStream input = zipFile.getInputStream(entry);
       OutputStream output = newFileOutputStream(outFile);
       inttemp = 0;
       while((temp = input.read()) != -1){
           output.write(temp);
       }
       input.close();
       output.close();
    }
}

【案例】ZipInputStream类解压缩一个压缩文件中包含多个文件的情况

?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
importjava.io.File;
importjava.io.FileInputStream;
importjava.io.FileOutputStream;
importjava.io.IOException;
importjava.io.InputStream;
importjava.io.OutputStream;
importjava.util.zip.ZipEntry;
importjava.util.zip.ZipFile;
importjava.util.zip.ZipInputStream;
  
/**
 * 解压缩一个压缩文件中包含多个文件的情况
 * */
publicclass ZipFileDemo3{
   publicstatic void main(String[] args) throwsIOException{
        File file = newFile("d:"+File.separator + "zipFile.zip");
       File outFile = null;
       ZipFile zipFile = newZipFile(file);
       ZipInputStream zipInput = newZipInputStream(newFileInputStream(file));
       ZipEntry entry = null;
        InputStream input = null;
       OutputStream output = null;
       while((entry = zipInput.getNextEntry()) != null){
           System.out.println("解压缩"+ entry.getName() + "文件");
           outFile = newFile("d:"+ File.separator + entry.getName());
           if(!outFile.getParentFile().exists()){
               outFile.getParentFile().mkdir();
           }
           if(!outFile.exists()){
                outFile.createNewFile();
           }
           input = zipFile.getInputStream(entry);
           output = newFileOutputStream(outFile);
           inttemp = 0;
           while((temp = input.read()) != -1){
                output.write(temp);
           }
           input.close();
           output.close();
       }
    }
}

3.字节流的输入与输出的对应图示

加载中...

图中蓝色的为主要的对应部分,红色的部分就是不对应部分。紫色的虚线部分代表这些流一般要搭配使用。从上面的图中可以看出Java IO 中的字节流是极其对称的。哲学上讲“存在及合理”,现在我们看看这些字节流中不太对称的几个类吧!

4.几个特殊的输入流类分析

LineNumberInputStream

主要完成从流中读取数据时,会得到相应的行号,至于什么时候分行、在哪里分行是由改类主动确定的,并不是在原始中有这样一个行号。在输出部分没有对应的部分,我们完全可以自己建立一个LineNumberOutputStream,在最初写入时会有一个基准的行号,以后每次遇到换行时会在下一行添加一个行号,看起来也是可以的。好像更不入流了。

PushbackInputStream

其功能是查看最后一个字节,不满意就放入缓冲区。主要用在编译器的语法、词法分析部分。输出部分的BufferedOutputStream 几乎实现相近的功能。

StringBufferInputStream

已经被Deprecated,本身就不应该出现在InputStream部分,主要因为String 应该属于字符流的范围。已经被废弃了,当然输出部分也没有必要需要它了!还允许它存在只是为了保持版本的向下兼容而已。

SequenceInputStream

可以认为是一个工具类,将两个或者多个输入流当成一个输入流依次读取。完全可以从IO 包中去除,还完全不影响IO 包的结构,却让其更“纯洁”――纯洁的Decorator 模式。

【案例】将两个文本文件合并为另外一个文本文件

?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
importjava.io.File;
importjava.io.FileInputStream;
importjava.io.FileOutputStream;
importjava.io.IOException;
importjava.io.InputStream;
importjava.io.OutputStream;
importjava.io.SequenceInputStream;
  
/**
 * 将两个文本文件合并为另外一个文本文件
 * */
publicclass SequenceInputStreamDemo{
    publicstatic voidmain(String[] args) throwsIOException{
        File file1 = newFile("d:"+ File.separator + "hello1.txt");
        File file2 = newFile("d:"+ File.separator + "hello2.txt");
        File file3 = newFile("d:"+ File.separator + "hello.txt");
        InputStream input1 =newFileInputStream(file1);
        InputStream input2 =newFileInputStream(file2);
        OutputStream output =newFileOutputStream(file3);
        // 合并流
        SequenceInputStreamsis = newSequenceInputStream(input1, input2);
        inttemp = 0;
        while((temp =sis.read()) != -1){
           output.write(temp);
        }
        input1.close();
        input2.close();
        output.close();
        sis.close();
    }
}

PrintStream

也可以认为是一个辅助工具。主要可以向其他输出流,或者FileInputStream 写入数据,本身内部实现还是带缓冲的。本质上是对其它流的综合运用的一个工具而已。一样可以踢出IO 包!System.err和System.out 就是PrintStream 的实例!

【案例】使用PrintStream进行输出

?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
/**
 * 使用PrintStream进行输出
 * */
importjava.io.*;
  
classhello {
   publicstatic void main(String[] args) throwsIOException {
       PrintStream print = newPrintStream(newFileOutputStream(newFile("d:"
                + File.separator +"hello.txt")));
       print.println(true);
       print.println("Rollen");
       print.close();
    }
}

【案例】使用PrintStream进行格式化输出

?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
/**
 * 使用PrintStream进行输出
 * 并进行格式化
 * */
importjava.io.*;
classhello {
   publicstatic void main(String[] args) throwsIOException {
       PrintStream print = newPrintStream(newFileOutputStream(newFile("d:"
                + File.separator +"hello.txt")));
       String name="Rollen";
       intage=20;
       print.printf("姓名:%s. 年龄:%d.",name,age);
       print.close();
    }
}

【案例】使用OutputStream向屏幕上输出内容

?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
/**
 * 使用OutputStream向屏幕上输出内容
 * */
importjava.io.*;
classhello {
   publicstatic void main(String[] args) throwsIOException {
       OutputStream out=System.out;
       try{
           out.write("hello".getBytes());
       }catch(Exception e) {
           e.printStackTrace();
       }
       try{
           out.close();
       }catch(Exception e) {
           e.printStackTrace();
       }
    }
}


原创粉丝点击