【Java學習筆記十】輸入輸出流

在Java.io包中提供了一系列用于處理輸入/輸出的流類。從功能上分為兩類：輸入流和輸出流。從六結構上可分為：字節流（以字節為處理單位）和字符流（以字符為處理單位）。

字符是由字節組成。在Java中所有字符用Unicode編碼，占兩個字節。

如果將“中”以字節輸出，則對方收到的內容為兩個字節, 但是可能是亂碼。
如果將“中”以字符輸出，則對方收到的內容為“中”，也占兩個字節。

字節流的輸入流和輸出流的基礎類是InputStream和OutputStream這兩個抽象類，具體的輸入/輸出操作則由這兩個類的子類完成。

字符流的輸入流和輸出流的基礎類是Reader和Writer這兩個抽象類。

Java中還提供了一個特殊類RandomAccessFile，它允許對文件進行隨機訪問，使用該類的對象可以實現同時對文件進行輸入（讀文件）或輸出（寫文件）操作。

InputStream類中的常用方法
  • int available()獲得從輸入流中所能讀取的字節的個數
  • void close()關閉輸入流
  • int read()讀取輸入流中的下一個字節，返回該字節的ASCII值，范圍在0～255之間；若流結束，則返回-1
  • int read(byte []a)從輸入流中讀取字節，并存儲到字節數組a中。返回值為實際讀取的字節數；若流結束，返回-1
  • int read(byte []a, int off, int length)從輸入流中讀取長度為length個字節的數據，并存儲于數組a索引off位置開始處，并返回讀取的字節數，若流結束，則返回-1
  • long skip(long a)從當前位置開始，跳過a個字節的數據
OutputStream類中的常用方法
  • int flush()刷空輸出流，并輸出所有被緩存的字節
  • void write(int a)將指定的字節a寫入輸出流。如果a的值大于255，則只輸出它的低位字節所表示的值
  • void write(byte []a)把字節數組a中的字節數據全部寫入輸出流
  • void write(byte []a, int off, int length)把字節數組a中從索引off開始的length個字節寫入輸出流
  • void close() 關閉輸出流
常用的文件處理
文件的順序讀寫

一般操作步驟：

  1. 引入java.io包import java.io.*;
  2. 根據不同的數據源和輸入輸出任務，建立字節流和字符流對象
  3. 若需要對字節或字符流信息組織加工，在已建立字節流或字符流對象上哦固件數據流對象。
  4. 用輸入/輸出流對象的相應成員方法景行讀寫操作
  5. 關閉流對象

文件讀寫字節流類指的是FileInputStream類和FileOutputStream類，它們都重寫或實現了其父類InputStream和OutputStream類的一些方法，以實現順序訪問本地文件。它們都是以字節為單位順序讀寫一個已存在的文件。

FileInputStream類構造方法有

  • FileInputStream(String filename)用文件名filename創建輸入流對象
FileInputStream fis = new FileInputStream("d:\\intest.dat");
  • FileInputStream(File file)用文件對象創建輸入流對象，如：
  File file = new File("d:\\intest.dat");FileInputStream fis = new FileInputStream(file);

若輸入流對象創建失敗（如對應的文件不存在時），將會引發異常FileNotFoundException，在程序中需要對其捕獲和處理。
從文件中讀取信息。一般用read()成員方法進行讀取信息操作。

創建文件輸出字節流FileOutputStream對象。可以用文件名、文件對象建立文件輸出字節流對象。創建輸出字節流對象時，若指定的文件不存在，則會自動建立一個新文件，如果指定的文件已存在，則該文件的內容將被保留或刪除。

FileOutputStream類的構造方法有：

  • FileOutputStream(String filename) 用文件名filename創建輸出流對象
  • FileOutputStream(File file)用文件對象創建輸出流對象

向文件中寫入數據。一般用write()成員方法向文件中寫入數據
無論是讀文件還是寫文件，操作完畢后，應該關閉輸入流和輸出流，以釋放資源。關閉的方式有兩種：顯示關閉和隱式關閉。隱式關閉是利用Java系統的自動垃圾回收功能自動完成，但完成的時機不能確定。顯示關閉使用close()方法，建議用顯示方式主動關閉流。

例如：

//寫文件
package fileio; 
import java.io.FileOutputStream; 
public class FileOutputTest1 
{ public static void main(String[] args) throws Exception { FileOutputStream fos = new FileOutputStream("c:\\info.txt"); //注意是雙反斜杠String msg = "hello";fos.write(msg.getBytes()); //使用字符串的getBytes方法得到字節數組fos.close(); } 
} 

//讀文件
package fileio; 
import java.io.File; 
import java.io.FileInputStream; 
public class FileInputTest1 
{ public static void main(String[] args) throws Exception { File file = new File("c:\\info.txt"); FileInputStream fis = new FileInputStream(file); byte[] data = new byte[(int)file.length()];fis.read(data); fis.close(); String msg = new String(new String(data)); System.out.println(msg); } 
}

例如：實現一個文件復制功能的程序：

import java.io.*;
public class CopyFile 
{public static void main(String[] args) {int dt;FileInputStream fis;FileOutputStream fos;try{ fis = new FileInputStream(args[0]);}catch(FileNotFoundException e){System.out.println("源文件未找到");return;}try{ fos = new FileOutputStream(args[1]);}catch(FileNotFoundException e){System.out.println("目標文件打開失敗");return;}try{while((dt=fis.read())!=-1)//進行復制{fos.write(dt);}}catch(IOException e){System.out.println("文件讀寫出錯");}finally{fis.close();fos.close();}}
}

文件字節流FileInputStream和FileOutputStream類只能提供純字節或字節數組的輸入/輸出操作，如果要進行基于Java基本數據類型（如整數或浮點數等）的輸入/輸出，則要用到過濾流FilterInputStream類和FilterOutputStream類的各種子類。

過濾流對象必須與一個輸入類或輸出類聯系起來，而不能直接使用文件名或文件對象來建立。

使用數據文件流DataInputStream類和DataOutputStream類讀寫文件

首先使用前面的方法建立文件字節流對象；然后基于文件字節流對象建立數據文件流對象；再用此對象的方法對文件進行基于基本數據類型數據的讀寫操作。

DataInputStream類的構造方法為

  • DataInputStream(InputStream in)通過輸入流對象in創建輸入數據文件流對象。
    DataOutputStream類的構造方法為
  • DataOutputStream(OutputStream out)創建輸出數據文件流對象，并寫數據到OutputStream對象out。

數據文件流對象不僅能讀寫數據流，還能讀寫各種Java語言的基本數據類型數據，如int、float、double等。

在這里插入圖片描述
求100以內的所有素數，并把結果寫入D盤的data.dat文件中，最后再以每行10個數的方式顯示出data.dat文件的內容。

import java.io.*;
public class PrimeList 
{public static void main(String[] args) {int count = 0;  //用于統計素數數目try{       OutputStream fos= new FileOutputStream("d:\\data.dat");DataOutputStream dos = new DataOutputStream(fos);		for(int i=2; i<=100; i++){if(isPrime(i)){dos.writeInt(i); count++;}}fos.close();}catch(IOException e){System.out.println(e.toString());}try{InputStream fis = new FileInputStream("d:\\data.dat");DataInputStream dis = new DataInputStream(fis);for(int i=0; i<count; i++){if(i%10==0)System.out.println();//每行只顯示10個數System.out.printf("%5d", dis.readInt());}fis.close();}catch(IOException e){System.out.println(e.toString());}}
使用BufferedInputStream和BufferedOutputStream類讀寫文件

這兩個類稱之為字節緩沖流。如果文件的讀寫數據量較多時，使用字節緩沖流類對象可以提高文件讀寫操作的效率。字節緩沖流對象會建立一個內部緩沖區，輸入/輸出數據首先會讀寫到緩沖區進行操作，當緩沖區滿或關閉字節緩沖流時一次性輸出到對應流，也可使用flush()方法主動將緩沖區數據輸出到對應流，這樣可以極大地減少磁盤讀寫次數，提高了文件操作效率。

BufferedInputStream類的構造方法

  • BufferedInputStream(InputStream in)創建緩沖輸入流對象，保存in流對象，并創建一個內部緩沖區來保存輸入數據。
  • BufferedInputStream(InputStream in, int size)創建緩沖輸入流對象，保存in流對象，并創建一個指定大小為size個字節的內部緩沖區來保存輸入數據。

BufferedOutputStream類的構造方法

  • BufferedOutputStream(OutputStream out)創建輸出緩沖流對象，并創建一個默認大小為512個字節的內部緩沖區，寫數據到參數所指定的輸出流out對象。
  • BufferedOutputStream(OutputStream out, int size)創建輸出緩沖流對象，并創建一個指定大小為size個字節的內部緩沖區，寫數據到參數所指定的輸出流out對象。

flush()方法用于在程序結束之前主動將緩沖區里的數據輸出到對應的輸入/輸出流。可以通過輸入/輸出緩沖流對象進行顯示調用。

BufferedInputStream類提供了與FileInputStream類同樣的讀文件操作方法，BufferedOutputStream類提供了與FileOutputStream類同樣的寫文件操作方法，唯一的區別是所有讀寫操作的數據首先進入到緩沖區，在必要時（緩沖區滿、關閉流或調用flush()方法）才輸出到對應的流中。

使用PrintStream類寫文件

PrintStream類提供了把Java的任何類型數據轉換為字符串類型數據輸出的功能。輸出時，經常使用的方法有print()、println()和printf()。

創建PrintStream類的對象時，需要在OutputStream類對象的基礎上進行。PrintStream類的構造方法有：

  • PrintStream(OutputStream out)創建一個打印流對象。
  • PrintStream(OutputStream out, boolean autoFlush)創建一個打印流對象。

用java.io.PrintStream寫文件，更加簡便。 我們可以調用PrintStream類里面的函數來進行輸出操作，其功能主要是各個print函數和println函數，使用方法和System.out類似。

package fileio; 
import java.io.FileOutputStream; 
import java.io.PrintStream; 
public class PrintStreamTest1 
{ public static void main(String[] args) throws Exception { PrintStream ps = new PrintStream(new FileOutputStream("c:\\info.txt")); String msg = "hello"; ps.println(msg); ps.close(); }
}
字符流
  • 使用Reader類和Writer類的子類對象可以處理以字符為單位的輸入/輸出操作。字符流中將所有的內容看成一個個字符（Character），占據2個字節，英文字符也不例外。在Java中，所有字符輸入流的父類是：java.io. Reader，所有字符輸出流的父類是：java.io.Writer。

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