Java基础之文件IO
来源:互联网 发布:淘宝清空收藏夹 编辑:程序博客网 时间:2024/05/20 14:39
概述
Java 的 I/O 操作类在包 java.io 下,大概有将近 80 个类,但是这些类大概可以分成四组,分别是:
按处理数据类型来分:字节流和字符流:
- 基于字节操作的 I/O 接口:InputStream 和 OutputStream
- 基于字符操作的 I/O 接口:Writer 和 Reader
按传输数据的方式:磁盘操作和网络操作
- 基于磁盘操作的 I/O 接口:File
- 基于网络操作的 I/O 接口:Socket
按流的方向来分:输入流和输入流
- 要读的话就用输入流,要写的话,就用输出流
前两组主要是根据传输数据的数据格式,后两组主要是根据传输数据的方式,虽然 Socket 类并不在 java.io 包下,但是我仍然把它们划分在一起,因为我个人认为 I/O 的核心问题要么是数据格式影响 I/O 操作,要么是传输方式影响 I/O 操作,也就是将什么样的数据写到什么地方的问题,I/O 只是人与机器或者机器与机器交互的手段,除了在它们能够完成这个交互功能外,我们关注的就是如何提高它的运行效率了,而数据格式和传输方式是影响效率最关键的因素了。
3.什么时候使用字节流?什么时候使用字符流?
首先需要知道的是,任何数据存在硬盘上时,都是以二进制的形式存储的。而通过使用字节流,可以读取任意文件。字节流一次读取一个字节,而字符流使用了字节流读到一个或者多个字节时,去查找指定的编码表,返回对应的编码。所以字符流只能处理纯文本字符数据,而字节流可以处理更多类型的数据,比如图片,视频,音频文件等。因此,只要是纯文本数据处理,优先考虑使用字符流。其他情况就使用字节流。
基于字节的 I/O 操作接口
概述
基于字节的 I/O 操作接口输入和输出分别是:InputStream 和 OutputStream,InputStream 输入流的类继承层次如下图所示:
图 1. InputStream 相关类层次结构(查看大图)
输入流根据数据类型和操作方式又被划分成若干个子类,每个子类分别处理不同操作类型,OutputStream 输出流的类层次结构也是类似,如下图所示:
图 2. OutputStream 相关类层次结构(查看大图)
示例1:使用字节流,读取和存储图片
首先使用输入流读取图片信息,然后通过输出流写入图片信息:
package org.example.io; import java.io.File; import java.io.FileInputStream; import java.io.FileOutputStream; public class TestIOStream { /** * * DOC 将F盘下的test.jpg文件,读取后,再存到E盘下面. * * @param args * @throws Exception */ public static void main(String[] args) throws Exception { FileInputStream in = new FileInputStream(new File("F:\\test.jpg"));// 指定要读取的图片 File file = new File("E:\\test.jpg"); if (!file.exists()) {// 如果文件不存在,则创建该文件 file.createNewFile(); } FileOutputStream out = new FileOutputStream(new File("E:\\test.jpg"));// 指定要写入的图片 int n = 0;// 每次读取的字节长度 byte[] bb = new byte[1024];// 存储每次读取的内容 while ((n = in.read(bb)) != -1) { out.write(bb, 0, n);// 将读取的内容,写入到输出流当中 } out.close();// 关闭输入输出流 in.close(); } }
示例2: 使用BufferedInputStream和BufferedOuputStream读写图片
使用方式和FileInputStrem和FileOutputStream基本一致:
package org.example.io; import java.io.BufferedInputStream; import java.io.BufferedOutputStream; import java.io.File; import java.io.FileInputStream; import java.io.FileOutputStream; public class TestBufferedString { public static void main(String[] args) throws Exception { // 指定要读取文件的缓冲输入字节流 BufferedInputStream in = new BufferedInputStream(new FileInputStream("F:\\test.jpg")); File file = new File("E:\\test.jpg"); if (file != null) { file.createNewFile(); } // 指定要写入文件的缓冲输出字节流 BufferedOutputStream out = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(file)); byte[] bb = new byte[1024];// 用来存储每次读取到的字节数组 int n;// 每次读取到的字节数组的长度 while ((n = in.read(bb)) != -1) { out.write(bb, 0, n);// 写入到输出流 } out.close();// 关闭流 in.close(); } }
基于字符的 I/O 操作接口
概述
不管是磁盘还是网络传输,最小的存储单元都是字节,而不是字符,所以 I/O 操作的都是字节而不是字符,但是为啥有操作字符的 I/O 接口呢?这是因为我们的程序中通常操作的数据都是以字符形式,为了操作方便当然要提供一个直接写字符的 I/O 接口,如此而已。我们知道字符到字节必须要经过编码转换,而这个编码又非常耗时,而且还会经常出现乱码问题,所以 I/O 的编码问题经常是让人头疼的问题。关于 I/O 编码问题请参考另一篇文章 《深入分析Java中的中文编码问题。
读字符的操作接口中也是 int read(char cbuf[], int off, int len),返回读到的 n 个字节数,不管是 Writer 还是 Reader 类它们都只定义了读取或写入的数据字符的方式,也就是怎么写或读,但是并没有规定数据要写到哪去,写到哪去就是我们后面要讨论的基于磁盘和网络的工作机制
图 3.Reader 类层次结构(查看大图)
下图是写字符的 I/O 操作接口涉及到的类,Writer 类提供了一个抽象方法 write(char cbuf[], int off, int len) 由子类去实现。
图 4. Writer 相关类层次结构(查看大图)
示例1:使用字符流,读取和存储纯文本文件
存储文件,也就是像一个文件里写内容,既然是写,那就需要使用输出流。而且我们写的是纯文本文件,所以这里使用字符流来操作,java api提供给我们FileWriter这么一个类,我们来试试:(读取文件同理使用FileReader类)
package org.example.io; import java.io.File; import java.io.FileNotFoundException; import java.io.FileReader; import java.io.FileWriter; import java.io.IOException; public class TestFileWriter { public static void main(String[] args) throws Exception { writeToFile(); readFromFile(); } /** * DOC 从文件里读取数据. * * @throws FileNotFoundException * @throws IOException */ private static void readFromFile() throws FileNotFoundException, IOException { File file = new File("E:\\helloworld.txt");// 指定要读取的文件 FileReader reader = new FileReader(file);// 获取该文件的输入流 char[] bb = new char[1024];// 用来保存每次读取到的字符 String str = "";// 用来将每次读取到的字符拼接,当然使用StringBuffer类更好 int n;// 每次读取到的字符长度 while ((n = reader.read(bb)) != -1) { str += new String(bb, 0, n); } reader.close();// 关闭输入流,释放连接 System.out.println(str); } /** * DOC 往文件里写入数据. * * @throws IOException */ private static void writeToFile() throws IOException { String writerContent = "hello world,你好世界";// 要写入的文本 File file = new File("E:\\helloworld.txt");// 要写入的文本文件 if (!file.exists()) {// 如果文件不存在,则创建该文件 file.createNewFile(); } FileWriter writer = new FileWriter(file);// 获取该文件的输出流 writer.write(writerContent);// 写内容 writer.flush();// 清空缓冲区,立即将输出流里的内容写到文件里 writer.close();// 关闭输出流,施放资源 } }
测试结果:
hello world,你好世界
示例2: 通过BufferedReader和BufferedWriter来读写文件
package org.example.io; import java.io.BufferedReader; import java.io.BufferedWriter; import java.io.File; import java.io.FileNotFoundException; import java.io.FileReader; import java.io.FileWriter; import java.io.IOException; public class TestBufferedWriter { public static void main(String[] args) throws Exception { write(); read(); } /** * DOC 读取信息. * * @throws FileNotFoundException * @throws IOException */ private static void read() throws FileNotFoundException, IOException { File file = new File("E:\\a.txt");// 指定要读取的文件 // 获得该文件的缓冲输入流 BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new FileReader(file)); String line = "";// 用来保存每次读取一行的内容 while ((line = bufferedReader.readLine()) != null) { System.out.println(line); } bufferedReader.close();// 关闭输入流 } /** * DOC 写入信息. * * @throws IOException */ private static void write() throws IOException { File file = new File("E:\\a.txt");// 指定要写入的文件 if (!file.exists()) {// 如果文件不存在则创建 file.createNewFile(); } // 获取该文件的缓冲输出流 BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(new FileWriter(file)); // 写入信息 bufferedWriter.write("你好世界"); bufferedWriter.newLine();// 表示换行 bufferedWriter.write("hello world"); bufferedWriter.flush();// 清空缓冲区 bufferedWriter.close();// 关闭输出流 } }
字节与字符的转化接口
概述
另外数据持久化或网络传输都是以字节进行的,所以必须要有字符到字节或字节到字符的转化。字符到字节需要转化,其中读的转化过程如下图所示:
InputStreamReader 类是字节到字符的转化桥梁,InputStream 到 Reader 的过程要指定编码字符集,否则将采用操作系统默认字符集,很可能会出现乱码问题。StreamDecoder 正是完成字节到字符的解码的实现类。也就是当你用如下方式读取一个文件时:
try { StringBuffer str = new StringBuffer(); char[] buf = new char[1024]; FileReader f = new FileReader("file"); while(f.read(buf)>0){ str.append(buf); } str.toString(); } catch (IOException e) {}
FileReader 类就是按照上面的工作方式读取文件的,FileReader 是继承了 InputStreamReader 类,实际上是读取文件流,然后通过 StreamDecoder 解码成 char,只不过这里的解码字符集是默认字符集。
写入也是类似的过程如下图所示:
通过 OutputStreamWriter 类完成,字符到字节的编码过程,由 StreamEncoder 完成编码过程。
示例:使用转换流InputStreamReader和OutputStreamWriter
当字节流和字符流之间需要转化的时候,或者要对字节数据进行编码转换的时候,就需要使用转换流
package org.example.io; import java.io.File; import java.io.FileInputStream; import java.io.FileOutputStream; import java.io.InputStreamReader; import java.io.OutputStreamWriter; public class TestStreamReader { public static void main(String[] args) throws Exception { File file = new File("E:\\b.txt"); if (!file.exists()) { file.createNewFile(); } OutputStreamWriter out = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(file), "GBK"); out.write("hello world,你好世界"); out.close(); InputStreamReader in = new InputStreamReader(new FileInputStream(file), "gbk"); char[] cc = new char[1024]; int n = 0; String str = ""; while ((n = in.read(cc)) != -1) { str += new String(cc, 0, n); } in.close(); System.out.println(str); } }
参考
深入分析 Java I/O 的工作机制:
https://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-lo-javaio/
深入分析 Java 中的中文编码问题
http://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-lo-chinesecoding/
java IO流
http://blog.csdn.net/a107494639/article/details/7586365
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