彻底明白 Java 语言中的IO系统

简介:
Java的核心库java.io提供了全面的IO接口,包括:文件读写,标准设备输出等等。Java中IO是以流为基础进行输入输出的,所有数据被串行化写入输出流,或者从输入流读入。在具体使用中很多初学者对Java.io包的使用非常含糊,本文将详细解说关于Java.io的使用。
  一. Input和Output 
  1. stream代表的是任何有能力产出数据的数据源,或是任何有能力接收数据的接收源。在Java的IO系统中,所有的stream(包括Input和Out stream)都包括两种类型:
  1.1 以字节为导向的stream
  以字节为导向的stream,表示以字节为单位从stream中读取或往stream中写入信息。以字节为导向的stream包括下面几种类型:
  input
  stream:
  1) ByteArrayInputStream:把内存中的一个缓冲区作为InputStream使用
  2) StringBufferInputStream:把一个String对象作为InputStream
  3) FileInputStream:把一个文件作为InputStream,实现对文件的读取操作
  4) PipedInputStream:实现了pipe的概念,主要在线程中使用
  5) SequenceInputStream:把多个InputStream合并为一个InputStream
  Out
  stream
  1) ByteArrayOutputStream:把信息存入内存中的一个缓冲区中
  2) FileOutputStream:把信息存入文件中
  3) PipedOutputStream:实现了pipe的概念,主要在线程中使用
  4) SequenceOutputStream:把多个OutStream合并为一个OutStream
  1.2 以Unicode字符为导向的stream
  以Unicode字符为导向的stream,表示以Unicode字符为单位从stream中读取或往stream中写入信息。以Unicode字符为导向的stream包括下面几种类型:
  Input
  Stream
  1) CharArrayReader:与ByteArrayInputStream对应
  2) StringReader:与StringBufferInputStream对应
  3) FileReader:与FileInputStream对应
  4) PipedReader:与PipedInputStream对应
  Out
  Stream
  1) CharArrayWrite:与ByteArrayOutputStream对应
  2) StringWrite:无与之对应的以字节为导向的stream
  3) FileWrite:与FileOutputStream对应
  4) PipedWrite:与PipedOutputStream对应
  以字符为导向的stream基本上对有与之相对应的以字节为导向的stream。两个对应类实现的功能相同,字是在操作时的导向不同。如 CharArrayReader:和ByteArrayInputStream的作用都是把内存中的一个缓冲区作为InputStream使用,所不同的 是前者每次从内存中读取一个字节的信息,而后者每次从内存中读取一个字符。
  1.3 两种不现导向的stream之间的转换
  InputStreamReader和OutputStreamReader:把一个以字节为导向的stream转换成一个以字符为导向的stream。
  2. stream添加属性
  2.1 “为stream添加属性”的作用
  运用上面介绍的Java中操作IO的API,我们就可完成我们想完成的任何操作了。但通过FilterInputStream和FilterOutStream的子类,我们可以为stream添加属性。下面以一个例子来说明这种功能的作用。
  如果我们要往一个文件中写入数据,我们可以这样操作:
FileOutStream fs = new FileOutStream(“test.txt”);
  然后就可以通过产生的fs对象调用write()函数来往test.txt文件中写入数据了。但是,如果我们想实现“先把要写入文件的数据先缓存到内存 中,再把缓存中的数据写入文件中”的功能时,上面的API就没有一个能满足我们的需求了。但是通过FilterInputStream和 FilterOutStream的子类,为FileOutStream添加我们所需要的功能。
  2.2 FilterInputStream的各种类型
  2.2.1 用于封装以字节为导向的InputStream
  1) DataInputStream:从stream中读取基本类型(int、char等)数据。
  2) BufferedInputStream:使用缓冲区
  3) LineNumberInputStream:会记录input stream内的行数,然后可以调用getLineNumber()和setLineNumber(int)
  4) PushbackInputStream:很少用到,一般用于编译器开发
  2.2.2 用于封装以字符为导向的InputStream
  1) 没有与DataInputStream对应的类。除非在要使用readLine()时改用BufferedReader,否则使用DataInputStream
  2) BufferedReader:与BufferedInputStream对应
  3) LineNumberReader:与LineNumberInputStream对应
  4) PushBackReader:与PushbackInputStream对应
  2.3 FilterOutStream的各种类型
  2.2.3 用于封装以字节为导向的OutputStream
  1) DataIOutStream:往stream中输出基本类型(int、char等)数据。
  2) BufferedOutStream:使用缓冲区
  3) PrintStream:产生格式化输出
  2.2.4 用于封装以字符为导向的OutputStream
  1) BufferedWrite:与对应
  2) PrintWrite:与对应
  3. RandomAccessFile
  1) 可通过RandomAccessFile对象完成对文件的读写操作
  2) 在产生一个对象时,可指明要打开的文件的性质:r,只读;w,只写;rw可读写
  3) 可以直接跳到文件中指定的位置
  4. I/O应用的一个例子
  java 代码
imp ort java.io.*; 
public class TestIO{ 
 public static void main(String[] args) 
 throws IOException{ 
 //1.以行为单位从一个文件读取数据 
 BufferedReader in = new BufferedReader( 
  new FileReader("F:\\nepalon\\TestIO.java")); 
 String s, s2 = new String(); 
 while((s = in.readLine()) != null) 
 s2 += s + "\n"; 
 in.close(); 
 //1b. 接收键盘的输入 
 BufferedReader stdin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)); 
 System.out.println("Enter a line:"); 
 System.out.println(stdin.readLine()); 
 //2. 从一个String对象中读取数据 
 StringReader in2 = new StringReader(s2); 
 int c; 
 while((c = in2.read()) != -1) 
 System.out.println((char)c); 
 in2.close(); 
 //3. 从内存取出格式化输入 
 try{ 
  DataInputStream in3 =new DataInputStream(new ByteArrayInputStream(s2.getBytes())); 
  while(true) 
   System.out.println((char)in3.readByte()); 
 } 
 catch(EOFException e){ 
  System.out.println("End of stream"); 
 } 
 //4. 输出到文件 
 try{ 
  BufferedReader in4 =new BufferedReader(new StringReader(s2)); 
  PrintWriter out1 =new PrintWriter(new BufferedWriter(new FileWriter("F:\\nepalon\\ TestIO.out"))); 
  int lineCount = 1; 
  while((s = in4.readLine()) != null) 
   out1.println(lineCount++ + ":" + s); 
   out1.close(); 
   in4.close(); 
 } 
 catch(EOFException ex){ 
  System.out.println("End of stream"); 
 } 
 //5. 数据的存储和恢复 
 try{ 
  DataOutputStream out2 =new DataOutputStream(new BufferedOutputStream( 
   new FileOutputStream("F:\\nepalon\\ Da ta.txt"))); 
  out2.writeDouble(3.1415926); 
  out2.writeChars("\nThas was pi:writeChars\n"); 
  out2.writeBytes("Thas was pi:writeByte\n"); 
  out2.close(); 
  DataInputStream in5 =new DataInputStream( 
   new BufferedInputStream(new FileInputStream("F:\\nepalon\\ Da ta.txt"))); 
   BufferedReader in5br =new BufferedReader(new InputStreamReader(in5)); 
   System.out.println(in5.readDouble()); 
   System.out.println(in5br.readLine()); 
   System.out.println(in5br.readLine()); 
 } 
 catch(EOFException e){ 
  System.out.println("End of stream"); 
 } 
 //6. 通过RandomAccessFile操作文件 
 RandomAccessFile rf = new RandomAccessFile("F:\\nepalon\\ rtest.dat", "rw"); 
 for(int i=0; i <10; i++) 
  rf.writeDouble(i*1.414); 
  rf.close(); 
  rf = new RandomAccessFile("F:\\nepalon\\ rtest.dat", "r"); 
  for(int i=0; i <10; i++) 
   System.out.println("Value " + i + ":" + rf.readDouble()); 
   rf.close(); 
   rf = new RandomAccessFile("F:\\nepalon\\ rtest.dat", "rw"); 
   rf.seek(5*8); 
   rf.writeDouble(47.0001); 
   rf.close(); 
   rf = new RandomAccessFile("F:\\nepalon\\ rtest.dat", "r"); 
   for(int i=0; i <10; i++) 
    System.out.println("Value " + i + ":" + rf.readDouble()); 
    rf.close(); 
  } 
 }  
  关于代码的解释(以区为单位):
  1区中,当读取文件时,先把文件内容读到缓存中,当调用in.readLine()时,再从缓存中以字符的方式读取数据(以下简称“缓存字节读取方式”)。
  1b区中,由于想以缓存字节读取方式从标准IO(键盘)中读取数据,所以要先把标准IO(System.in)转换成字符导向的stream,再进行BufferedReader封装。

  2区中,要以字符的形式从一个String对象中读取数据,所以要产生一个StringReader类型的stream。 





     本文转自My_King1 51CTO博客,原文链接:http://blog.51cto.com/apprentice/1360695,如需转载请自行联系原作者



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