Java基础之（三十五）输入输出<一>

说明
输入输出（I/O）是指程序与外部设备或其他计算机进行交互的操作。几乎所有的程序都具有输入与输出操作，如从键盘上读取数据，从本地或网络上的文件读取数据或写入数据等。通过输入和输出操作可以从外界接收信息，或者是把信息传递给外界。Java把这些输入与输出操作用流来实现，通过统一的接口来表示，从而使程序设计更为简单。

Java的IO流是实现输入输出的基础，它可以方便地实现数据的输入/输出操作，java中把不同的输入源（键盘、网络、文件等）输出源（硬盘、网络、文件等）抽象表述为“流”，通过”流“的方式允许Java程序使用相同的方式来访问不同的输入/输出源，其中输入和输出的数据称为数据流（Data Stream）。

I/O流类概述

为了方便流的处理，Java语言提供了java.io包，在该包中的每一个类都代表了一种特定的输入或输出流。为了使用这些流类，编程时需要引入这个包。 Java提供了两种类型的输入输出流：一种是面向字节的流，数据的处理以字节为基本单位；另一种是面向字符的流，用于字符数据的处理。字节流（Byte Stream）每次读写8位二进制数，也称为二进制字节流或位流。字符流一次读写16位二进制数，并将其做一个字符而不是二进制位来处理。需要注意的是，为满足字符的国际化表示，Java语言的字符编码采用的是16位的Unicode码，而普通文本文件中采用的是8位ASCⅡ码。

java.io中类的层次结构如图所示。

流的分类

按照不同的分类方式，可以将流分为不同的类型。

输入流和输出流

按照流的流向来分可以分为输入流和输出流。

• 输入流：只能从中读取数据，而不能向其写出数据

• 输出流：只能向其写出数据，而不能从中读取数据

  Java的输入流主要由InputStream和Reader作为基类；Java的输出流主要由OutputStream和Writer作为基类。

字节流和字符类流

字节流以字节为传输单位，用来读写8位的数据，除了能够处理纯文本文件之外，还能用来处理二进制文件的数据。 InputStream类和OutputStream类是所有字节流的父类。

字符流是针对字符数据的特点进行过优化的，因而提供一些面向字符的有用特性，字符流的源或目标通常是文本文件。 Reader和Writer是java.io包中所有字符流的父类。由于它们都是抽象类，所以应使用它们的子类来创建实体对象，利用对象来处理相关的读写操作。

节点流和处理流

按流的角色分，可以分为节点流和处理流。
Reader和Writer的子类又可以分为两大类：一类用来从数据源读入数据或往目的地写出数据（称为节点流），另一类对数据执行某种处理（称为处理流）。

可以从/向一个特定的I/O设备（如磁盘/网络）读/写数据的流，称为节点流，常常也被称为低级流；

处理流则用于对一个已存在的流进行连接或封装，通过封装后的流来实现数据读/写功能，处理流也称为高级流。

字节流的核心类

InputStream类

面向字节的输入流都是InputStream类的子类，其类层次结构如图所示。

下表列出了 InputStream 的主要子类及说明：

InputStream 流类中包含一套所有输入都需要的方法，可以完成最基本的从输入流读入数据的功能。下表列出了其中常用的方法及说明。

InputStream是抽象类，本身不能创建实例，但他有一个很常用的用于读取文件的子类：FileInputStream。同时该核心类的核心方法为int read(byte[] b, int off, int len)。

• b - 存储字节数据的数组
• off - 偏移量。读进来的数据从数组的哪个位置开始存放
• len - 读取的最大字节数
• 返回值为读取的字节数。

FileInputStream
该流用于从文件读取数据，它的对象可以用关键字new来创建。

有多种构造方法可用来创建对象。

可以使用字符串类型的文件名来创建一个输入流对象来读取文件：

InputStream f = new FileInputStream("C:/java/hello");

下面先看一个简单的使用例子：
我们首先在e:/src目录下新建一个from.txt和to.txt文件。其次在from.txt文件中写入数据“abcd”；我们的目的是从from.txt中读取这些数据。

public class Test {    public static void main(String[] args){        //声明输入流引用        FileInputStream fis = null;        try{            //生成代表输入流的对象            fis = new FileInputStream("E:/src/from.txt");            //生成一个字节数组            byte[] buffer = new byte[100];            //调用输入流对象的read()方法，读取数据            int temp = fis.read(buffer, 0, buffer.length);            String s = new String(buffer);            //调用String对象的trim方法将会去掉这个字符串的首尾空格和空字符            s = s.trim();            System.out.println(s);            //遍历输出数组元素            for(int i = 0;i < buffer.length;i++){                System.out.println(buffer[i]);            }        }catch(Exception e){            System.out.println(e);        }    }   }

输出结果：abcd9798991000...

从结果上可以看出我们已经成功的读取到from.txt文件中数据。

OutputStream类

面向字节的输出流都是OutputStream类的子类，其类层次结构如图所示。

下表列出了OutputStream的主要子类及说明。

OutputStream流类中包含一套所有输出都需要的方法，可以完成最基本的向输出流写入数据的功能。下表列出了其中常用的方法及说明。

OutputStream是抽象类，本身不能创建实例，但他有一个很常用的用于读取文件的子类：FileOutputStream。同时该核心类的核心方法为int write(byte[] b, int off, int len)。

• b - 存储数据的数组
• off - 数据中的开始偏移

• len -写入的字节数

  FileOutputStream
  该类用来创建一个文件并向文件中写数据。

如果该流在打开文件进行输出前，目标文件不存在，那么该流会创建该文件。

有两个构造方法可以用来创建FileOutputStream 对象。

使用字符串类型的文件名来创建一个输出流对象：

OutputStream f = new FileOutputStream("C:/java/hello") 

我们将上面程序中读到的数据放入to.txt文件中：

public class Exercise1 {    public static void main(String[] args){        //声明输入流引用        FileInputStream fis = null;        //声明输出流引用        FileOutputStream fos = null;        try{            //生成代表输入流的对象            fis = new FileInputStream("E:/src/from.txt");            //生成代表输出流的对象            fos = new FileOutputStream("E:/src/to.txt");            //生成一个字节数组            byte[] buffer = new byte[100];            //调用输入流对象的read()方法，读取数据，temp为返回的字节数            int temp = fis.read(buffer, 0, buffer.length);            //String s = new String(buffer);            //调用String对象的trim方法将会去掉这个字符串的首尾空格和空字符            //s = s.trim();            //System.out.println(s);            for(int i = 0;i < buffer.length;i++){                System.out.println(buffer[i]);            }            fos.write(buffer, 0, temp);        }catch(Exception e){            System.out.println(e);        }    }   }

打开to.txt文件即可发现已经成功写入“abcd”字符串。