Java知识点总结（六）二进制I/O

六、二进制I/O

参考《Java语言程序设计基础篇第10版》总结

Ctrl+f：适用条件、例、二进制I/O类、总结

17..二进制I/O

（1）文本文件('1'、'9'、'9')

二进制文件(C7)(199=12*16^1+7)（是为了让程序读取设计的）

二进制文件处理效率高于文本文件。

（2）文本I/O：

文本I/O类：(12.11节) Scanner、PrintWriter类

（回顾一下，File 对象封装了文件或路径属性，但是不包含从/向文件读/写数据的方法。为了进行I/O 操作，需要使用正确的Java I/O 类创建对象。这些对象包含从/向文件中读/写数据的方法。）

输入类：读，输出类：写。

输入对象从文件中读取数据流，输出对象将数据流写入文件。输入对象也称作输入流，输出对象也称作输出流。

（3）文本I/O与二进制I/O：

二进制I/O 不涉及编码和解码，因此比文本I/O 更加高效。

文本I/O 建立在二进制I/O 的基础之上，它能提供一层抽象，用于字符层次的编码和解码。对于文本I/O而言，编码和解码是自动进行的。

在写入一个字符时，Java 虚拟机会将统一码转化为文件指定的编码，而在读取字符时，将文件指定的编码转化为统一码。（在美国，Windows系统中文本文件的默认编码方案是ASCII 码。）

二进制I/O 不需要转化。如果使用二进制I/O向文件写入一个数值，就是将内存中的那个值复制到文件中。

二进制文件与主机的编码方案无关，因此，它是可移植的。

（4）二进制I/O类：

InputStream：

OutputStream：

二进制I/O 类中的所有方法都声明为抛出java.io.IOException 或java.io.I0Exception 的子类。

适用条件：

①FileInputStream、FileOutputStream：

读写字节，所有方法都是从InputStream 类和OutputStream 类继承的

FileInputStream：

如果试图为一个不存在的文件创建FilelnputStream 对象，将会发生java.io.FileNotFoundException 异常。

FileOutputStream：

如果这个文件不存在，就会创建一个新文件。

如果这个文件已经存在，前两个构造方法将会删除文件的当前内容。为了既保留文件现有的内容又可以给文件追加新数据，将最后两个构造方法中的参数append 设置为true。

java.io.InputStream 和java.io.OutputStream 实现了AutoClosable 接口。AutoClosable接口定义了close()方法，用于关闭资源。任何AutoClosable 类型的对象可以用于try- with-resources 语法中，实现自动关闭。

例：

import java.io.*;public class TestFileStream {  public static void main(String[] args) throws IOException {    try (      FileOutputStream output = new FileOutputStream("temp.dat");    ) {      for (int i = 1; i <= 10; i++)        output.write(i);    }    try (      FileInputStream input = new FileInputStream("temp.dat");    ) {      int value;      while ((value = input.read()) != -1) //        System.out.print(value + " ");    }  }}

FilelnputStream 类的实例可以作为参数去构造一个Scanner 对象， 而FileOutputStream 类的实例可以作为参数构造一个PrinterWriter 对象。

（可以创建一个PrinterWriter 对象来向文件中追加文本。如果temp.txt 不存在，就会创建这个文件。如果temp.txt 文件已经存在，就将新数据追加到该文件中。）

new PrintWriter(new FileOutputStream("temp.txt",true));

②FilterInputStream、FilterOutputStream：过滤数据的基类

过滤字节

过滤器类来包装字节输入流

③DataInputStream、DataOutputStream：基本数值类型时

DatalnputStream 从数据流读取字节，并且将它们转换为合适的基本类型值或字符串。DataOutputStream 将基本类型的值或字符串转换为字节，并且将字节输出到数据流。
DatalnputStream 类扩展FilterlnputStream 类，并实现Datalnput 接口。DataOutputStream 类扩展FilterOutputStream类，并实现DataOutput 接口。

基本类型的值不需要做任何转化就可以从内存复制到输出数据流。字符串中的字符可以写成多种形式：

DataOutputStream output=new DataOutputStream(new FileOutputStream("temp.dat"));DataInputStream input=new DataInputStream(new FileInputStream("temp.dat"));

DatalnputStream 类和DataOutputStream 类以同机器平台无关的方式读写Java 基本类型值和字符串。

因此，如果在一台机器上写好一个数据文件，可以在另一台具有不同操作系统或文件结构的机器上读取该文件。应用程序可以利用数据输出流写入数据，之后某个程序可以利用数据输人流读取这个数据。

注意：应该按存储的顺序和格式读取文件中的数据。例如，学生的姓名是用writeUTF 方法以UTF-8 格式写入的，所以，读取时必须使用readUTF 方法。

文件末尾：（例）

import java.io.*;public class DetectEndOfFile {   public static void main(String[] args) {    try {      try (DataOutputStream output =         new DataOutputStream(new FileOutputStream("test.dat"))) {        output.writeDouble(4.5);        output.writeDouble(43.25);        output.writeDouble(3.2);      }            try (DataInputStream input =         new DataInputStream(new FileInputStream("test.dat"))) {        while (true)           System.out.println(input.readDouble());//      }    }    catch (EOFException ex) {      System.out.println("All data were read");//    }    catch (IOException ex) {      ex.printStackTrace();    }  }}

④BufferedInputStream、BufferedOutputStream：

通过减少磁盘读写次数来提髙输入和输出的速度。

（当缓冲区已满时，缓冲区中的所有数据一次性写入到磁盘中，如图17-12b 所示。）

没有包含新的方法,所有方法都是从InputStream 类和OutputStream 类继承而来的。

BufferedInputStream类扩展FilterlnputStream 类。BufferedOutputStream类扩展FilterOutputStream 类。

如果没有指定缓冲区大小，默认的大小是512个字节

例：

 DataOutputStream output = new DataOutputStream(new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("test.dat")));// DataInputStream input = new DataInputStream(new BufferedInputStream(new FileInputStream("test.dat")));//

BufferedInputStream input=new BufferedInputStream(new FileInputStream(sf));BufferedOutputStream output=new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(tf));

（5）对象I/O：

ObjectlnputStream 类和ObjectOutputStream 类可以用于读/写可序列化的对象。

除了可以实现基本数据类型与字符串的输入和输出之外，还可以实现对象的输入和输出。包含DatalnputStream 类和DataOutputStream 类的所有功能，所以，完全可以用ObjectlnputStream 类和ObjectOutputStream 类代替DatalnputStream 类和DataOutputStream 类。

ObjectlnputStream：接口ObjectStreamConstants包含支持ObjectlnputStream 类和ObjectOutputStream 类所用的常量。接口ObjectInput继承自DataInput（DataInputStream接口）。

例：

ObjectOutputStream output=new ObjectOutputStream(new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("date.dat",true)));

读回时，类型转换：

ObjectInputStream input=new ObjectInputStream(new FileInputStream("object.dat"));java.util.Date d=(java.util.Date)(input.readObject());//

reaObject()方法可能会抛出必检异常java.lang.ClassNotFoundException

①Serializable接口：

可以写人输出流中的对象称为可序列化的，可序列化对象的类必须实现java.io.Serializable 接口。

Serializable 接口：标记接口，没有方法。实现这个接口可以启动Java 的序列化机制，自动完成存储对象和数组的过程。

对象序列化（ObjectOutputStream中实现）、读取时对象反序列化（ObjectInputStream类中实现）

许多Java API 中的类都实现了Serializable 接口。所有针对基本类型值的包装类，java.math.Biglnteger、java.math.BigDecimal 、java.lang.String、java.lang.StringBuilder、java.lang.StrlngBuffer、java.util.Date 以及java.util.ArrayList 都实现了java.io.Serializable 接口。

当存储一个可序列化对象时，会对该对象的类进行编码。编码包括类名、类的签名、对象实例变量的值以及该对象引用的任何其他对象的闭包，但是不存储对象静态变量的值。

②序列化数组：

如果数组中的所有元素都是可序列化的，这个数组就是可序列化的。

例：

import java.io.*;public class F{public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException,IOException{int[] n={1,2,3,4,5};String[] s={"john","susan","kim"};try(ObjectOutputStream output=new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("date.dat",true));){output.writeObject(n);//output.writeObject(s);}try(ObjectInputStream input=new ObjectInputStream(new FileInputStream("array.dat"));){int[] nn=(int[])(input.readObject());//String[] ss=(String[])(input.readObject());//}//for循环打印输出，……}}

（6）随机访问文件：

RandomAccessFile 类，允许从文件的任何位置进行数据的读写。

到现在为止，所使用的所有流都是只读的或只写的。这些流称为顺序流。使用顺序流打开的文件称为顺序访问文件。顺序访问文件的内容不能更新。

RandomAccessFile 类，允许在文件的任意位置上进行读写。使用RandomAccessFile 类打开的文件称为随机访问文件。

DataInput接口、DataOutput接口：

模式："r"、"rw"

如果文件test.dat 已经存在，则创建raf 以便访问这个文件；如果test.dat 不存在，则创建一个名为test.dat 的新文件，再创建raf 来访问这个新文件

字节序列

文件指针：特殊标记定位

seek (position) 方法将文件指针移到指定的位置

setLength(0)方法将文件长度设置为0。这样做的效果是将文件的原有内容删除。

总结：

（1）顺序流：
InputStream、OutputStream：基类。
①FileInputStream、FileOutputStream：File对象、file名字。(构造方法)
FileInputStream：如果试图为一个不存在的文件创建FilelnputStream 对象，将会发生java.io.FileNotFoundException 异常。
FileOutputStream：如果这个文件不存在，就会创建一个新文件。如果这个文件已经存在，前两个构造方法将会删除文件的当前内容。为了既保留文件现有的内容又可以给文件追加新数据，将最后两个构造方法中的参数append 设置为true。
②FilterInputStream、FilterOutputStream：过滤数据的基类，包装
   ③DataInputStream、DataOutputStream：InputStream、OutputStream(构造方法)
   ④BufferedInputStream、BufferedOutputStream：InputStream、OutputStream(构造方法)
⑤ObjectlnputStream、ObjectOutputStream：InputStream、OutputStream(构造方法)
（2）随机访问：
RandomAccessFile：File对象、file名字。(构造方法)