强哥说Java--IO流(三)

本文涉及的产品
系统运维管理,不限时长
简介: 强哥说Java--IO流(三)

五、转换流



什么是转换流?

转换流提供了在字节流和字符流之间的转换


Java API提供了两个转换流:


InputStreamReader:将InputStream转换为Reader


OutputStreamWriter:将Writer转换为OutputStream


字节流中的数据都是字符时,转成字符流操作更高效


很多时候我们使用转换流来处理文件乱码问题。实现编码和解码的功能。


图解

实现将字节的输入流按指定字符集转换为字符的输入流。


image.png


实例


package com.caq.java;
import org.junit.Test;
import java.io.*;
/**
    转换流
 2.作用:提供字节流与字符流之间的转换
 3.解码:字节、字节数组--->字符数组、 字符串
   编码:字符数组、字符串--->字节、字节数组
 4.字符集
 * @Date 2021/12/1 15:37
 * @Version 1.0
 */
public class InputStreamReaderTest {
    /*
        此时处理异常的话,仍然应该使用try-catch-finally
        InputStreamReader的使用,实现字节的输入流到字符的输入流的转换
     */
    @Test
    public void test1() throws IOException {
        FileInputStream fis = new FileInputStream("dbcp.txt");
        //使用系统默认的字符集
//        InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis);
        InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis,"gbk");
        char[] cbuf = new char[20];
        int len;
        while ((len = isr.read(cbuf)) != -1){
            String str = new String(cbuf, 0, len);
            System.out.println(str);
        }
        isr.close();
    }
    @Test
    public void  test2() throws IOException {
        //指定文件,指定流,用转换流把指定流抱起来
        InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream("dbcp.txt"),"utf-8");
        OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("dhcp_gbk.txt"),"gbk");
        char[] cbuf = new char[20];
        int len;
        while ((len = isr.read(cbuf)) != -1){
            osw.write(cbuf,0,len);
        }
        isr.close();
        osw.close();
    }
}


字符编码


编码表的由来


计算机只能识别二进制数据,早期由来是电信号。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。


常见的编码表

ASCII: 美国标准信息交换码。

用一个字节的7位可以表示。


IS08859-1: 拉丁码表。欧洲码表.

用一个字节的8位表示。


GB2312: 中国的中文编码表。最多两个字节编码所有字符


GBK: 中国的中文编码表升级,融合了更多的中文文字符号。最多两个字节编码


Unicode:国际标准码,融合了目前人类使用的所有字符。为每个字符分配唯一的字符码。 所有的文字都用两个字节来表示


UTF-8: 变长的编码方式,可用1-4个字节来表示-一个字符


image.png


在Unicode出现之前,所有的字符集都是和具体编码方案绑定在一起的(即字 符集≈编码方式),都是直接将字符和最终字节流绑定死了。


GBK等双字节编码方式,用最高位是1或0表示两个字节和一个字节


image.png


image.png


编码:字符串→字节数组

解码:字节数组→字符串

转换流的编码应用

可以将字符按指定编码格式存储

可以对文本数据按指定编码格式来解读

指定编码表的动作由构造器完成


六、标准输入、输出流



System.in和System.out分别代表了系统标准的输入和输出设备


默认输入设备是:键盘,输出设备是:显示器


System.in的类型是InputStream


System.out的类型是PrintStream,其是OutputStream的子类FilterOutputStream的子类


重定向:通过System类的setIn,setOut方 法对默认设备进行改变。

public static void setln(InputStream in)

public static void setOut(PrintStream out)


七、打印流(了解)



实现将基本数据类型的数据格式转化为字符串输出

打印流:

PrintStream和PrintWriter


➢提供了一系列重载的print()和println()方法,用于多种数据类型的输出


➢PrintStream和PrintWriter的输出不会抛出IOException异常


➢PrintStream和PrintWriter有自动flush功能


➢PrintStream打印的所有字符都使用平台的默认字符编码转换为字节,在需要写入字符而不是写入字节的情况下,应该使用PrintWriter类。


➢System.out返回的是PrintStream的实例


八、数据流(了解)



image.png



九、对象流



ObjectInputStream和OjbectOutputSteam


用于存储和读取基本数据类型数据或对象的处理流。它的强大之处就是可 以把Java中的对象写入到数据源中,也能把对象从数据源中还原回来。


序列化:用ObjectOutputStream类保存基本类型数据或对象的机制


反序列化:用ObjectInputStream类读取基本类型数据或对象的机制


ObjectOutputStream和ObjectInputStream不能序列化static和transient修饰的成员变量


对象的序列化

对象序列化机制允许把内存中的Java对象转换成平台无关的二进制流,从 而允许把这种二进制流持久地保存在磁盘上,或通过网络将这种二进制流传 输到另一个网络节点。//当其它程序获取了这种二进制流,就可以恢复成原 来的Java对象


序列化的好处在于可将任何实现了Serializable接口的对象转化为字节数据, 使其在保存和传输时可被还原


序列化的好处在于可将任何实现了Serializable接口的对象转化为字节数据, 使其在保存和传输时可被还原


Serializable


Externalizable


凡是实现Serializable接口的类都有一个表示序列化版本标识符的静态变量:

➢private static final long serialVersionUID;


➢serialVersionUID用来表明类的不同版本间的兼容性。简言之,其目的是以序列化对象进行版本控制,有关各版本反序列化时是否兼容。

➢如果类没有显示定义这个静态常量,它的值是Java运行时环境根据类的内部细节自动生成的。若类的实例变量做了修改,serialVersionUID 可能发生变化。故建议,显式声明。


简单来说,Java的序列化机制是通过在运行时判断类的serialVersionUID来验

证版本一致性的。在进行反序列化时,JVM会把传来的字节流中的serialVersionUID与本地相应实体类的serialVersionUID进行比较,如果相同

就认为是一致的,可以进行反序列化,否则就会出现序列化版本不一致的异

常。(InvalidCastException)


流程总结

若某个类实现了Serializable 接口,该类的对象就是可序列化的:

➢创建一个ObjectOutputStream

➢调用ObjectOutputStream对象的writeObject(对象)方法输出可序列化对象

➢注意写出一次,操作flush()一次


反序列化

➢创建一个ObjectInputStream

➢调用readObject()方法读取流中的对象


强调:如果某个类的属性不是基本数据类型或String类型,而是另一个引用类型,那么这个引用类型必须是可序列化的,否则拥有该类型的Field的类也不能序列化


实例


Person类
package com.caq.java;
import java.io.Serializable;
/**
 Person类需要满足如下要求方可序列化
 1.需要实现Seriallizable接口
 2.提供一个全局常量static final long serialVersionUID = 42L;
 3.除了当前Person类需要实现Serializable接口之外,还必须保证其他所有属性
 是可序列化的!
 默认情况下,基本数据类型是可序列化的
 4.对象序列化机制允许把内存中的Java对象转换成平台
 无关的二进制流,从 而允许把这种二进制流持久地保存在磁盘上,或通过网络将这种二进制流传 输到另一个网络节点。//当其它程序获取了这种二进制流,就可以恢复成原 来的Java对象
 * @Date 2021/12/2 18:14
 * @Version 1.0
 */
public class Person implements Serializable {
    public static final long serialVersionUID = 56354763763L;
    private String name;
    private int age;
    public Person() {
    }
    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public int getAge() {
        return age;
    }
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}


对象流


package com.caq.java;
import org.junit.Test;
import java.io.*;
/**
 * ObjectInputStream和ObjectOutputStream
 * 作用:用于存储和读取基本数据或对象的处理流,
 * 它的强大之处就是可以把Java中的对象写入到数据源中,也能把对象从数据源中还原回来
 *
 * @Date 2021/12/2 17:18
 * @Version 1.0
 */
public class ObjectInputOutputStreamTest {
    /**
     * 将内存中的Java对象保存到磁盘中或通过网络传输出去
     * 使用ObjectOutputStream实现
     */
    //序列化单元测试
    @Test
    public void testObjectOutputStream() {
        ObjectOutputStream oos = null;
        try {
            //1.创建序列化流
            oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("object.dat"));
            //2.
            oos.writeObject(new String("我爱你!"));
            oos.flush();//刷新操作
            oos.writeObject(new Person("朱茵",12));
            oos.flush();//刷新操作
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (oos != null) {
                try {
                    oos.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
    //反序列化测试
    @Test
    public void testObjectOutputStream2() {
        ObjectInputStream ois = null;
        try {
            //反序列化流
            ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("object.dat"));
            Object obj = ois.readObject();
            String str = (String) obj;
            Person p = (Person)ois.readObject();
            System.out.println(p);
            System.out.println(str);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (ois != null) {
                try {
                    ois.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}


谈谈你对java.io.Serializable接口的理解

它用于序列化, 是空方法接口


试下了Serializable接口的对象可将它们转化为一系列字节,并在以后可以将它们恢复成原来的样子。这个过程我们可以通过网络进行,这也就意味着序列化机制可以解决操作系统之间的差异的,就比如我们可以windows上序列化一个对象,我们能在unix系统上重新恢复这个对象。不必关心数据在不同机器上如何表示,也不必关心字节的顺序或者其他细节


由于大部分作为参数的类String、Integer等都实现了Serializable接口,可以利用多态的性质,作为参数使接口更灵活


十、随机存取文件流



RandomAccessFile 类


RandomAccessFile 声明在java.io包下,但直接继承于java.lang.Object类。并 且它实现了DataInput、DataOutput这两个接口,也就意味着这个类既可以读也 可以写。


RandomAccessFile 类支持 “随机访问” 的方式,程序可以直接跳到文件的任意 地方来读、写文件


支持只访问文件的部分内容


可以向已存在的文件后追加内容


RandomAccessFile 对象包含一个记录指针,用以标示当前读写处的位置。


RandomAccessFile 类对象可以自由移动记录指针:


long getFilePointer():获取文件记录指针的当前位置


void seek(long pos):将文件记录指针定位到 pos 位


构造器 public RandomAccessFile(File file, String mode)


public RandomAccessFile(String name, String mode)


创建 RandomAccessFile 类实例需要指定一个 mode 参数,该参数指定RandomAccessFile 的访问模式:


r: 以只读方式打开


rw:打开以便读取和写入


rwd:打开以便读取和写入;同步文件内容的更新


rws:打开以便读取和写入;同步文件内容和元数据的更新


如果模式为只读r。则不会创建文件,而是会去读取一个已经存在的文件, 如果读取的文件不存在则会出现异常。 如果模式为rw读写。如果文件不 存在则会去创建文件,如果存在则不会创建。


实例


package com.caq.java;
import org.junit.Test;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.io.RandomAccessFile;
/**
 * RandomAccessFile 声明在java.io包下,但直接继承于java.lang.Object类。并
 * 且它实现了DataInput、DataOutput这两个接口,也就意味着这个类既可以读也
 * 可以写。
 *
 * @Date 2021/12/2 20:27
 * @Version 1.0
 */
public class RandomFile {
    @Test
    public void test1() {
        RandomAccessFile raf1 = null;
        RandomAccessFile raf2 = null;
        try {
            raf1 = new RandomAccessFile(new File("img/cxk.jpg"), "r");
            raf2 = new RandomAccessFile(new File("cxk1.jpg"), "rw");
            byte[] buffer = new byte[1024];
            int len;
            while ((len = raf1.read(buffer)) != -1) {
                raf2.write(buffer, 0, len);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (raf1 != null){
                try {
                    raf1.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if (raf2 !=null){
                try {
                    raf2.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
    //如果RandomAccessFile作为输出流时,写出到的文件如果不存在,则在执行过程中自动创建
    //如果写出到的文件存在,则会对原有文件内容进行覆盖。
    //默认从头开始覆盖
    @Test
    public void test2() throws IOException {
        RandomAccessFile raf1 = new RandomAccessFile("hello.txt", "rw");
        raf1.seek(3);
        raf1.write("xyz".getBytes());
        raf1.close();
    }
    //用RandomAccessFile实现数据的插入效果
    @Test
    public void test3() throws IOException {
        RandomAccessFile raf1 = new RandomAccessFile("hello.txt", "rw");
        raf1.seek(3);//指针遇到角标为3的位置
        byte[] buffer = new byte[20];
        int len;
        while ((len = raf1.read(buffer)) != -1){
        }
    }
}

小节

流是用来处理数据的。


处理数据时,一定要先明确数据源,与数据目的地


数据源可以是文件,可以是键盘。


数据目的地可以是文件、显示器或者其他设备。


而流只是在帮助数据进行传输,并对传输的数据进行处理,比如过滤处理、 转换处理等

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