黑马程序员——Java基础知识——IO(Properties、打印流、IO其他类、字符编码)

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一、Properties

       Properties是Hashtable的子类。它具备Map集合的特点。它里面存储的都是键值对，都是字符串，无泛型定义，是集合中和IO技术相结合的集合容器。Properties可用于键值对形式的配置文件。在加载时，需要数据有固定的格式：键=值。

       常用方法：

        1.设置元素

            Object  setProperty(String key,String value) 设置键和值，

        2.获取值

            String   getProperty(String key) 指定key搜索value

            Set<String>  stringPropertyName() 返回属性列表的键集，存入Set集合

        3.加载

             void   load(InputStream in/Reader r) 从输入流中读取属性列表。可以理解为将流中的数据加载进集合。

        4.输出

              void  list(PrintStream ps/PrintWriter pw) 将属性列表输出到指定输出流。

         5.存储

              void  store(OutputStream out/Writer w,String comments)将属性列表写入输出流。comments为属性列表的描述。

        下面通过一段简单程序进行方法的演示。如下：

class  PropertiesDemo{public static void main(String[] args) throws IOException{//建立Properties对象Properties prop=new Properties();    //建立流对象，和文件相关联，加入缓冲BufferedReader br=new BufferedReader(new FileReader(new File("F:\\123.txt")));BufferedWriter bw=new BufferedWriter(new FileWriter(new File("F:\\124.txt")));    //加载读取流中的数据进内存prop.load(br);//设置键值对prop.setProperty("color", "white");//获取值，并打印System.out.println(prop.getProperty("name"));//输出到写入流中，存入文件。    prop.store(bw, "ok");    }}

   再通过一个程序使用次数的程序来学习Properties的使用，如下：

/**用于记录应用程序运行次数。如果使用次数已到，那么给出注册提示。*/import java.io.*;import java.util.*;class  RunCount{public static void main(String[] args) throws IOException{Properties prop = new Properties();        //定义存储程序运行次数的文件，若文件不存在，创建文件File file = new File("F:\\count.ini");if(!file.exists())file.createNewFile();//定义读取流，与文件相关FileReader fis = new FileReader(file);       //将流加载进Propertiesprop.load(fis);      //定义计数器int count = 0;String value = prop.getProperty("time");if(value!=null){ count = Integer.parseInt(value);if(count>=5){System.out.println("您好，使用次数已到，请充值");return ;}                 }     //使用一次 count自增一次count++;                System.out.println("您好，您的使用次数还有"+(5-count)次);          //设置使用次数prop.setProperty("time",count+"");    //定义写入流FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file);   //存入写入流prop.store(fos,"");  //关闭流资源fos.close();fis.close();}}

二、打印流

         在前面的学习中已经接触到打印流(PrintStream和PrintWriter)，打印流提供了打印方法，可将各种数据类型的数据原样打印。

         字节打印流PrintStream，构造方法中接收的参数类型：

          1.File对象 File

          2.字符串路径 String

          3.字节输出流 OutputStream

         字符打印流PrintWriter，构造方法中接收的参数类型：

          1.File对象 File

          2.字符串路径 String

          3.字节输出流 OutputStream

          4.字符输出流：Writer

         字符流的使用很常见，通过打印流的print和println方法可以提高写入效率，传入流对象时，可以在构造函数中设置自动刷新缓冲。

   下面这个程序就是运用了打印流：

/**需求：将键盘录入写入到文件中，通过打印流，效率较高*/import java.io.*;class  PrintStreamDemo{public static void main(String[] args) throws IOException{BufferedReader bufr = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));                //建立打印流对象，并自动刷新内容，提高效率PrintWriter out = new PrintWriter(new FileWriter("123.txt"),true);String line = null;                 //进行读写操作 while((line=bufr.readLine())!=null)         {if("over".equals(line))break;out.println(line);         }                //关闭流资源out.close();bufr.close();}}

三、功能型流对象

    学习了基本的流对象之后，下面对功能型的流对象进行学习。

   1.序列流SequenceInputStream

         该流可对多个字节流进行合并，所以也被称为合并流。下面通过一个程序展示该流的使用过程：  

            //创建Vector集合Vector<FileInputStream> v = new Vector<FileInputStream>();            //添加输入流对象v.add(new FileInputStream("c:\\1.txt"));v.add(new FileInputStream("c:\\2.txt"));v.add(new FileInputStream("c:\\3.txt"));            //创建Enumeration对象Enumeration<FileInputStream> en = v.elements();            //将输入流合并SequenceInputStream sis = new SequenceInputStream(en);           //定义输出流，关联写入文件FileOutputStream fos = new FileOutputStream("c:\\4.txt");byte[] buf = new byte[1024];                int len =0;          //读写操作                while((len=sis.read(buf))!=-1)        fos.write(buf,0,len);        //关闭流资源fos.close();sis.close();

     2.对象的序列化

           对象的序列化，就是将堆内存中的对象存入硬盘，保留对象中的数据，也称之为对象的持久化。对象的持久化中常使用的两个类是：ObjectInputStream和ObjectOutputStream。构造函数中传入流对象。

             特有方法：readObject()从流中读取对象

                              writeObject() 将对象写入流中

              在使用这些方法时，要注意被操作都必须实现Serializable接口（标记接口）

       Serializable接口：这个接口没有方法，称之为标记接口。在序列化运行时使用一个名称为serialVersionUID的版本号与每个可序列化类相关联，用于验证序列化对象的发送者和接收者是否为同一个对象，如果接收者加载的该对象的类的serialVersionUID与对应的发送者的类的版本号不同，则会导致InvalidClassException，可序列化类可通过声明为"serialVersionUID"字段(该字段必须是静态的)声明自己的serialVersionUID,固定格式如下：

                        public static final long serialVersionUID=42L;

  下面是一个从将对象写入文件，再读取的程序：

/**定义Person类，将其存入文件中，再在控制台打印。*/ class ObjectDemo{public static void main(String[] args) throws Exception{      writeObj();readObj();}//从硬盘上读取对象public static void readObj()throws Exception{   //定义流对象ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("Person.object"));         //向下转型Person p = (Person)ois.readObject();        //打印对象System.out.println(p);ois.close();}    //将对象写入文件中public static void writeObj()throws IOException{   //定义流对象ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("Person.object"));        //写入对象oos.writeObject(new Person("小明",15));oos.close();}}//定义要操作的对象，实现Serializable接口class Person implements Serializable{//自定义serialVersionUID 号public static final long serialVersionUID = 42L;private String name;//transient修饰的成员不能被序列化transient int age;//静态成员不能被序列化static String country = "cn";Person(String name,int age){this.name = name;this.age = age;}public String toString(){return name+":"+age+":"+country;}}

      注意：对象中静态成员不能序列化；非静态成员如果被transient修饰，也不被序列化，这样是保证非静态成员保存在堆内存中，不能写入文件。

 

      3.RandomAccessFile类

       RandomAccessFile类的实例支持对随机访问文件的读取和写入。自身具备读写方法。该类不算IO体系中的子类，而是直接继承Objcet，但它是IO包成员，因为它具备读写功能，内部封装了一个数组，通过getFilePointer方法获取指针位置，来对数组中的元素进行操作，同时还可以通过seek方法改变指针的位置。RandomAccessFile能完成读写的原理是它内部封装了字节输入流和输出流。

       Random的构造函数：RandomAccessFile(File file ,String mode),该类只能操作文件，而且操作文件有模式(r:只读；rw：读写等四种模式) ，如果模式为r，不会创建文件，会去读一个已存在的文件，若不存在，出现异常；如果为rw，文件不存在就会创建，存在不会覆盖。 

       特有方法：

        1.seek(long pos):调整指针，来进行指定位置的数据读取和写入，要求数据要有规律，如果设置的 指针位置已有数据，写入时会将其修改，用seek可以表示随机读写访问。

       2.skipBytes(int  n)跳过指定字节数。

        RandomAccessFile中也可对基本数据类型进行读写的方法，还有readLine()方法等。

         下面是一段用RandomAccessFile操作的程序。例如：

               //读取方法public static void readFile()throws IOException{              //建立RandomAccessFile对象，关联文件，模式为只读。             RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile("F:\\abc.java","r");      //调整对象中指针              raf.seek(8*1);              //跳过指定的字节数              raf.skipBytes(8);              byte[] buf = new byte[4];              raf.read(buf);              //表示姓名      String name = new String(buf);              //读取年龄      int age = raf.readInt();              System.out.println("name="+name);      System.out.println("age="+age);      raf.close();        }        //写入方法public static void writeFile()throws IOException{RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile("F:\\abc.java","rw");raf.seek(8*0);raf.write("你好".getBytes());raf.writeInt(103);                raf.close();}}

   该类的对象可以实现数据的分段写入，可以结合多线程写入数据(例如用多线程技术下载，可以实现同时多段下载)。

   4.操作基本数据类型的流对象

       DataInputStream和DataOutputStream，这两个对象可以用于操作基本数据类型的流对象。包含读写各种基本数据类型的方法，例如：readByte()/writeByte(byte b)、readDouble()/writeDouble(double d).

     还有两个特殊的方法：

       String readUTF()  以UTF-8修改版解码读取文件中的内容       

       String writeUTF()   以UTF-8修改版编码将字符串写入文件。

   

   5.操作字节数组的流对象

         ByteArrayInputStream和ByteArrayOutputStream，这两个对象并没有调用底层资源，所以不用关闭流资源，即时关闭后，仍可调用。内部包含缓冲区，相当于以内存作为流操作源和目的，不会产生任何IO异常。对象中封装了数组。该对象就是用流的思想操作数组。

          ByteArrayInputStream：构造函数需要接收一个字节数组

          ByteArrayOutputStream:不用定义目的，因为该对象内部已经封装了可变长度的数组，这就是数据的目的地。它有一个特殊的方法writeTo(OutputStream os),将内容写入到指定的输出流中，这个方法用到了字节输出流，需要对异常进行操作。还有size()方法可以返回当前缓冲区的大小，toString()方法，通过解码字节将缓冲区内容转为字符串。如下：

//定义数据源。ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream("ABCDEFD".getBytes());//定义数据目的ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();int by = 0;while((by=bis.read())!=-1)bos.write(by);                //获取缓冲区大小                System.out.println(bos.size());//内容转换为字符串                System.out.println(bos.toString());                //写入指定文件          bos.writeTo(new FileOutputStream("a.txt"));

           操作字符数组的流对象：CharArrayReader，CharArrayWriter

           操作字符串的流对象：StringReader ,StringWriter

四、字符编码

       字符流的出现为了方便操作字符。而转换流加入了编码的转换，在两个对象对象构造时，可以加入字符集(即编码表)。

       可传入编码表的流对象：

      (1)转换流：InputStreamReader/OutputStreamWriter

      (2)打印流：PrintWriter/PrintStream

      编码表的由来：计算机只能识别二进制数据，早起由来是电信号，为了方便应用计算机，让它可以识别各个国家的文字，就将各个国家的文字用数字来表示，并一一对应，形成一张表，这就是编码表。

       常用的编码表：

         (1)ASCII 美国标准信息交换码表，用一个字节的7位来编码 

         (2)GBK：中国中文编码表，用打头的是两个高位为1的两个字节来编码。

         (3)UTF-8：国际标准码。用一到三个字节来编码。其具体格式为：

                          一个字节：0开头。

                          两个字节：字节一  110开头

                                           字节二  10开头

                          三个字节：字节一  1110开头

                                           字节二  10开头

                                           字节三  10开头

   转换流的编码应用：

          可以将字符以指定编码格式来存储，可以对文本数据指定解码格式来解读，指定编码的动作由转换流的构造函数完成。下面的程序就是应用到转换流，并指定编码表，来完成数据的读写:

class IODemo{public static void main(String[] args) throws IOException {writeText();readText();}public static void readText()throws IOException {   //建立转换读取流对象，关联文件，并指定UTF-8编码表来解码InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream("utf.txt"),"UTF-8");          char[] buf = new char[10];int len = isr.read(buf);String str = new String(buf,0,len);System.out.println(str);isr.close();}public static void writeText()throws IOException {   //建立转换输出流对象，关联目的文件，并指定UTF-8编码表来编码。OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("utf.txt"),"UTF-8");osw.write("你好");osw.close();}}

  在这个程序中，如果我们在读取时指定的字符集是GBK,和写入时指定的UTF-8不同，那么在读取时就会出现错误。原理如下图：

     编码和解码的方法：

      （1）编码：字符串变成字节数组

               默认字符集：byte[]   getBytes()   

               指定字符集：byte[]    getBytes(String charsetName)

      （2）解码：字节数组变成字符串

               默认字符集：String  new String(byte[])

               指定字符集：String  new String(byte[],String charsetName)

      对于编码和解码的字符集，转换时要注意：

      1.如果编码失败，解码就没意义了。

      2.如果编码成功，解码出来是乱码，则需二次编码(用解码的编码表编)，然后再通过正确的编码表解码（主要针对ISO8859-1）. 

如图：

      但是注意如果用的是GBK编码，UTF-8解码，此时通过再次编码后解码的方式，就不能成功了，因为UTF-8也支持中文，在UTF-8解码时，会将对应的字节改变，所以这种方法不会成功。

       还有个小特例：中文的"联通"二字，它的二进制位的开头正好和在UTF-8中两个字节的开头相同，所以在文本文件中，如果单独写“联通”或和满足UTF-8编码格式的字符一起保存时，记事本就会用UTF-8进行解码动作，会显示乱码。

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