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菜鸟之路Day15一一IO流（一）

2025-02-17 162
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简介： - **初识IO流**：解释了什么是IO流及其作用，按方向和文件类型分类。- **字节输出流**：详细讲解了`FileOutputStream`的用法，包括创建对象、写数据和释放资源。- **字节输入流**：介绍了`FileInputStream`的基本操作，如读取数据和文件拷贝。- **异常处理**：简要说明了如何处理IO异常。- **字符集与乱码问题**：解释了字符集的概念及常见乱码原因。- **字符输入/输出流**：介绍了`FileReader`和`FileWriter`的使用场景和步骤。

菜鸟之路Day15一一IO流（一）

作者：blue

时间：2025.2.8

0.概述

文章内容，学习自黑马程序员BV1yW4y1Y7Ms

1.初识IO流

1.1.什么是IO流？

答：存储和读取数据的解决方案

1.2.IO流的作用

答：用于读写数据（本地文件，网络）

1.3.IO流的分类

按流的方向分

image-20250208102038959.png

按操作文件的类型分
image-20250208102146264.png

2.IO流的体系结构

image-20250208102736771.png

3.字节输出流的基本用法

FileOutputStream ：操作本地文件的字节输出流，可以把程序中的数据写到本地文件中

书写步骤:

①创建字节输出流对象

​ 细节1：参数是字符串表示的路径或者File对象都是可以的

​ 细节2：如果文件不存在会创建一个新的文件，但是要保证父级路径是存在的

​ 细节3：如果文件已经存在，则会清空文件

②写数据

​ 细节：write方法的参数是整数，但是实际上写到本地文件中的是整数在ASCII上对应的字符

③释放资源

​ 细节：每次使用完流之后都要释放资源

package IOStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;

public class FileOutputStreamDemo1 {
   
    public static void main(String[] args) throws IOException {
   
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("src\\IOStream\\a.txt");//①创建字节输出流对象
        fos.write(97);//②写数据
        fos.close();//③释放资源
    }
}

写出数据的三种方式

public class FileOutputStreamDemo2 {
   
    public static void main(String[] args) throws IOException {
   
        /*
        * void write(int b) 一次写一个字节数据
        * void write(byte[] b) 一次写一个字节数组数据
        *
        * void write(byte[] b,int off,int len) 一次写一个字节数组的部分数据
        * 参数一：数组
        * 参数二：起始索引 0
        * 参数三：个数 3
        * */
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("src\\IOStream\\a.txt");

        byte[] b = {
   97,98,99,100,101};
        fos.write(b,1,2);
    }
}

换行和续写

public class FileOutputStreamDemo3 {
   
    public static void main(String[] args) throws IOException {
   
        /*
        * 换行符：
        *   windows:\r\n
        *   Linux:\n
        *   Mac:\r
        * 续写：
        *   打开续写开关即可，即创建对象的第二个参数
        *   默认是false表示关闭，创建对象会清空文件
        *   传递true，表示打开续写，此时创建对象不会清空文件
        * */

        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("src\\IOStream\\a.txt",true);
        String str1 = "kcbdkdvkdkjxkjdkj";
        String str2 = "\r\n";
        String str3 = "666";
        byte[] b1 = str1.getBytes();
        byte[] b2 = str2.getBytes();
        byte[] b3 = str3.getBytes();
        fos.write(b1);
        fos.write(b2);
        fos.write(b3);
    }
}

4.字节输入流的基本用法

FileInputStream：操作本地文件的字节输入流，可以把本地文件中的数据读取到程序中来

书写步骤：

①创建字节输入流对象

​ 细节1：如果文件不存在，就直接报错

②读数据

​ 细节1：一次读一个字节，读出来的数据在ASCII上对应的数字

​ 细节2：读到文件末尾了，read方法返回-1

③释放资源

​ 细节：每次使用完流之后都要释放资源

public class FileInputStreamDemo1 {
   
    public static void main(String[] args) throws IOException {
   
        FileInputStream fis = new FileInputStream("src\\IOStream\\a.txt");
        int ans = fis.read();
        while(ans!=-1){
   
            System.out.print((char)ans);
            ans = fis.read();
        }
        fis.close();//释放资源
    }
}

文件拷贝的基本代码

思想：边读边写

public class FileInputStreamDemo2 {
   
    public static void main(String[] args) throws IOException {
   
        //1.创建对象
        FileInputStream fis = new FileInputStream("C:\\Users\\zhangtenlan\\Desktop\\abc.txt");
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("src\\IOStream\\ans.txt");

        //2.拷贝
        //核心思想：边读边写
        int b;
        while((b=fis.read())!=-1)
        {
   
            fos.write(b);
        }
        //3.释放资源
        //规则：先开的最后关闭
        fos.close();
        fis.close();
    }
}

以上方法在拷贝大文件的时候速度非常的慢，原因就在于，每次只能读取一个字节的数据，我们可以用read方法的一个重载来一次性读取多个数据。

public int read(byte[] buffer)  //一次读一个字节数组数据
//注意：一次读一个字节数组的数据，每次读取会尽可能把数组装满
//长度尽量设置为1024的整数倍，不要太大，像1024*1024*5

例子：

public class FileInputStreamDemo3 {
   
    public static void main(String[] args) throws IOException {
   
        FileInputStream fis = new FileInputStream("src\\IOStream\\ans.txt");
        byte[] b = new byte[2];
        int len;
        while((len=fis.read(b))!=-1){
    //当读到的长度为-1时代表读完了
            System.out.print(new String(b,0,len));
        }
        fis.close();
    }
}

拷贝大文件的写法

public class FileInputStreamDemocratic {
   
    public static void main(String[] args) throws IOException {
   
        long start = System.currentTimeMillis();//记录开始时间

        //1.创建对象
        FileInputStream fis = new FileInputStream("大文件");
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("目标位置");
        //2.拷贝
        int len;
        byte[] bytes = new byte[1024*1024*5];
        while((len=fis.read(bytes))!=-1){
   
            fos.write(bytes,0,len);
        }
        //3.释放资源
        fos.close();
        fis.close();

        long end = System.currentTimeMillis();//记录结束时间

        System.out.println(end-start);//看看程序运行花了多少时间
    }
}

5.异常处理（了解即可）

try{
   

}catch(IOException e){
   

}finally{
   
    //finally中代码一定执行，除非JVM退出
    //所以释放资源的代码写到这里再合适不过
}

6.字符集

1.在计算机中，任意数据都是以二进制的形式来存储的

2.计算机中最小的存储单元是一个字节

3.ASCII字符集中，一个英文占一个字节

4.简体中文版Windows，默认使用GBK字符集

5.GBK字符集完全兼容ASCII字符集

​ 注意：一个英文占一个字节，二进制第一位是0

​ 一个中文占两个字节，二进制高位字节的第一位是1

6.Unicode字符集的UTF-8编码格式

​ 注意：一个英文占一个字节，二进制第一位是0，转成十进制是正数

​ 一个中文占三个字节，二进制第一位是1，第一个字节转成十进制是负数

为什么会有乱码？

原因1：读取数据时未读完整个汉字

原因2：编码和解码时的方式不统一

Java中的解码和编码：

public class FileInputStreamDemo5 {
   
    public static void main(String[] args) throws UnsupportedEncodingException {
   
        /*
        * java中的编码方法
        *   public byte[] getBytes() 使用默认方式进行编码UTF-8
        *   public byte[] getBytes(String charsetName) 使用指定方式进行编码
        *
        * java中的解码方法
        *   String(byte[] bytes) 使用默认方式进行解码UTF-8
        *   String(byte[] bytes,String charsetName) 使用指定方式进行解码
        * */

        String str = "你好";
        byte[] res1 = str.getBytes();
        System.out.println(Arrays.toString(res1));

        System.out.println("=========================================================================");

        byte[] res2 = str.getBytes("GBK");
        System.out.println(Arrays.toString(res2));

        System.out.println("=========================================================================");

        String ans1 = new String(res1);
        System.out.println(ans1);

        System.out.println("=========================================================================");

        String ans2 = new String(res2,"GBK");
        System.out.println(ans2);
    }
}

7.字符输入流

image-20250216154830502.png

字符流

​ 字符流 = 字节流+字符集

特点

​ 输入流：一次读一个字节，遇到中文时，一次读多个字节（所以适合处理中文）

​ 输出流：底层会把数据按照指定的编码方式进行编码，变成字节再写到文件中

使用场景

​ 对于纯文本文件进行读写操作

书写步骤

​ ①创建字符输入流对象

​ ②读取数据

​ 注意：细节1：按字节进行读取，遇到中文，一次读多个字节，读取后解码，返回一个整数

​ 细节2：读到文件末尾了，read方法返回-1

​ ③释放资源

7.1FileReader

public class IOTestOne {
   
    public static void main(String[] args) throws IOException {
   
        /*
        * 第一步：创建对象
        * public FileReader(File file)  创建字符输入流关联本地文件
        * public FileReader(String pathname)
        *
        * 第二步：读取数据
        * public int read() 读取数据，读到末尾返回-1
        * public int read(char[] buffer) 读取多个数据，读到末尾返回-1
        *
        * 第三步：释放资源
        * public void close 释放资源
        * */
        FileReader fr = new FileReader("src\\IOTest\\a.txt");
        int ch;
        while((ch=fr.read())!=-1){
   
            System.out.print((char)ch);
        }
        fr.close();
    }
}

/*
   有参的read
   FileReader fr = new FileReader("src\\IOTest\\a.txt");
   char[] chars = new char[2];
   int len;
   while((len=fr.read(chars))!=-1){//有参read返回值是
      System.out.print(new String(chars,0,len));
   }
   r.close();
*/

7.2FileWriter

①创建字符输出流对象

​ 细节1：参数是字符串表示的路径或者是File对象都可以

​ 细节2：如果文件不存在会创建一个新的文件，但是要保证父级路径是存在的

​ 细节3：如果文件已经存在，则会清空文件，如果不想清空可以打开续写开关

②写数据

​ 细节：如果write方法的参数是整数，但是实际上写到本地文件中的是整数在字符集上对应的字符

③释放资源

​ 细节：每次使用完流之后都要释放资源

public class IOTestTwo {
   
    public static void main(String[] args) {
   
        /*
        * 第一步：创建对象
        *   public FileWriter(File file)
        *   public FileWriter(String pathname)
        *   public FileWriter(File file,boolean append) 续写开关
        *   public FileWriter(String pathname,boolean append)
        *
        * 第二步：读取数据
        *   void write(int c)
        *   void write(String str)
        *   void write(String str,int off,int len)
        *   void write(char[] cbuf)
        *   void write(char[] cbuf,int off,int len)
        *
        * 第三步：释放资源
        *   public void close() 
        * */
    }
}

8.IO流综合练习

字节流和字符流的使用场景

​ 字节流：拷贝任意类型的文件

​ 字符流：读取纯文本文件中的数据，往纯文本文件中写出数据

8.1练习一

拷贝文件夹，考虑子文件夹

public class Test1 {
   
    public static void main(String[] args) throws IOException {
   
        File src = new File("C:\\Users\\zhangtenlan\\Desktop\\src");//数据源
        File dest = new File("C:\\Users\\zhangtenlan\\Desktop\\dest");//目的地

        copydir(src,dest);
    }

    private static void copydir(File src, File dest) throws IOException {
   
        dest.mkdirs();
        //1.进入数据源
        File[] arr = src.listFiles();
        //2.遍历数据源
        for(File file:arr){
   
            //3.如果是文件，则拷贝
            if(file.isFile()) {
   
                FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
                FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File(dest,file.getName()));
                byte[] bytes = new byte[1024];
                int len;
                //边读边写
                while((len= fis.read(bytes))!=-1){
   
                    fos.write(bytes,0,len);
                }
                fos.close();
                fis.close();
            }
            //4.如果是文件夹，则递归
            else {
   
                copydir(file,new File(dest,file.getName()));
            }
        }
    }
}

8.2练习二

文件加密

为了保证文件的安全性，就需要对原始文件进行加密存储，再使用的时候再对其进行解密处理。

加密原理：

​ 对原始文件中的每一个字节数据进行更改，然后将更改以后的数据存储到新文件中

解密原理：

​ 读取加密之后的文件，按照加密规则反向操作，变成原始文件

//完成这个功能，我们可以利用异或的原理
//加密，我们可以令每个字节都异或上一个数字
public class Test2 {
   
    public static void main(String[] args) throws IOException {
   
        FileInputStream fis = new FileInputStream("src\\yuan.png");
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("src\\jiami");
        int b;
        while((b=fis.read())!=-1){
   
            fos.write(b^5);
        }
        fos.close();
        fis.close();
    }
}

//解密，我们取原来加密过的图片，再次异或上这个数字
public class Test2 {
   
    public static void main(String[] args) throws IOException {
   
        FileInputStream fis = new FileInputStream("src\\jiami");
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("src\\jiemi.png");
        int b;
        while((b=fis.read())!=-1){
   
            fos.write(b^5);
        }
        fos.close();
        fis.close();
    }
}

8.3练习三

文本文件中有以下数据：2-1-9-4-7-8

将文本中的数据进行排序，变成以下数据：1-2-4-7-8-9

public class Test3 {
   
    public static void main(String[] args) throws IOException {
   
        //1.读取数据
        //纯文本文件，可以使用字符流来操作
        FileReader fr = new FileReader("src\\a.txt");
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        int b;
        while((b=fr.read())!=-1){
   
            sb.append((char)b);
        }
        fr.close();

        //2.排序
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
        String[] arr = sb.toString().split("-");//分离-
        for (String s : arr) {
   //将数据转为整数类型，为排序做准备
            list.add(Integer.parseInt(s));
        }
        Arrays.sort(arr);//排序

        //3.写回
        FileWriter fw = new FileWriter("src\\b.txt");
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
   
            if(i==arr.length-1) {
   
                fw.write(arr[i]+"");
            }
            else {
   
                fw.write(arr[i]+"-");
            }
        }
        fw.close();
    }
}
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