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两分钟理解令人头疼的java核心IO操作

gowuye 2024-04-04 11:53 8 浏览 0 评论

什么是IO操作

Java中I/O操作主要是指使用Java进行输入,输出操作. Java所有的I/O机制都是基于数据流进行输入输出,这些数据流表示了字符或者字节数据的流动序列。Java的I/O流提供了读写数据的标准方法。任何Java中表示数据源的对象都会提供以数据流的方式读写它的数据的方法。

IO数据流的是什么

数据流是一串连续不断的数据的集合,就象水管里的水流,在水管的一端一点一点地供水,而在水管的另一端看到的是一股连续不断的水流。数据写入程序可以是一段、一段地向数据流管道中写入数据,这些数据段会按先后顺序形成一个长的数据流。对数据读取程序来说,看不到数据流在写入时的分段情况,每次可以读取其中的任意长度的数据,但只能先读取前面的数据后,再读取后面的数据。不管写入时是将数据分多次写入,还是作为一个整体一次写入,读取时的效果都是完全一样的。

"流是磁盘或其它外围设备中存储的数据的源点或终点。"

在电脑上的数据有三种存储方式,一种是外存,一种是内存,一种是缓存。比如电脑上的硬盘,磁盘,U盘等都是外存,在电脑上有内存条,缓存是在CPU里面的。外存的存储量最大,其次是内存,最后是缓存,但是外存的数据的读取最慢,其次是内存,缓存最快。这里总结从外存读取数据到内存以及将数据从内存写到外存中。对于内存和外存的理解,我们可以简单的理解为容器,即外存是一个容器,内存又是另外一个容器。那又怎样把放在外存这个容器内的数据读取到内存这个容器以及怎么把内存这个容器里的数据存到外存中呢?

文件的编码

通俗的来说,字符编码就是按照某种格式某种规定将字符存储在计算机中

字符编码有非常多,每个国家都有自己规定的字符编码,常见的字符编码有以下几种:

GBK默认一个英文占用一个字节 一个中文占用两个字节utf-8 中文占用三个字节 英文占用一个字节

Java IO体系

基于字节的IO操作

基于字符的IO操作

文件的读写操作字节流:读写以字节为单位

字符流:读写以字符为单位 只适用于文本输入流:读操作的输出流:写操作的1 输入流: 以InputStream ----Fileinputstream把文件作为字节流进行读操作2.输出流: 以OutputStream.----FileOutputStream把文件作为字节流进行写操作

IO常用类

文件流:FileInputStream/FileOutputStream, FileReader/FileWriter

这四个类是专门操作文件流的,用法高度相似,区别在于前面两个是操作字节流,后面两个是操作字符流。它们都会直接操作文件流,直接与OS底层交互。因此他们也被称为节点流

注意使用这几个流的对象之后,需要关闭流对象,因为java垃圾回收器不会主动回收。不过在Java7之后,可以在 try() 括号中打开流,最后程序会自动关闭流对象,不再需要显示地close。

package io;

import java.io.FileInputStream;

import java.io.FileNotFoundException;

import java.io.FileOutputStream;

import java.io.FileReader;

import java.io.FileWriter;

import java.io.IOException;

public class TestIO {

public static void FileInputStreamTest() throws IOException {

FileInputStream fis = new FileInputStream("tmp2.txt");

byte[] buf = new byte[1024];

int hasRead = 0;

//read()返回的是单个字节数据(字节数据可以直接专程int类型),但是read(buf)返回的是读取到的字节数,真正的数据保存在buf中

while ((hasRead = fis.read(buf)) > 0) {

//每次最多将1024个字节转换成字符串,这里tmp2.txt中的字符小于1024,所以一次就读完了

//循环次数 = 文件字符数 除以 buf长度

System.out.println(new String(buf, 0 ,hasRead));

/*

* 将字节强制转换成字符后逐个输出,能实现和上面一样的效果。但是如果源文件是中文的话可能会乱码

for (byte b : buf) {

char ch = (char)b;

if (ch != '\r')

System.out.print(ch);

}

*/

}

//在finally块里close更安全

fis.close();

}

public static void FileReaderTest() throws IOException {

try (

// 在try() 中打开的文件, JVM会自动关闭

FileReader fr = new FileReader("tmp2.txt")) {

char[] buf = new char[32];

int hasRead = 0;

// 每个char都占两个字节,每个字符或者汉字都是占2个字节,因此无论buf长度为多少,总是能读取中文字符长度的整数倍,不会乱码

while ((hasRead = fr.read(buf)) > 0) {

// 如果buf的长度大于文件每行的长度,就可以完整输出每行,否则会断行。

// 循环次数 = 文件字符数 除以 buf长度

System.out.println(new String(buf, 0, hasRead));

// 跟上面效果一样

// System.out.println(buf);

}

} catch (IOException ex) {

ex.printStackTrace();

}

}

public static void FileOutputStreamTest() throws FileNotFoundException, IOException {

try (

//在try()中打开文件会在结尾自动关闭

FileInputStream fis = new FileInputStream("tmp2.txt");

FileOutputStream fos = new FileOutputStream("tmp3.txt");

) {

byte[] buf = new byte[4];

int hasRead = 0;

while ((hasRead = fis.read(buf)) > 0) {

//每读取一次就写一次,读多少就写多少

fos.write(buf, 0, hasRead);

}

System.out.println("write success");

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

}

}

public static void FileWriterTest() throws IOException {

try (FileWriter fw = new FileWriter("tmp4.txt")) {

fw.write("天王盖地虎\r\n");

fw.write("宝塔镇河妖\r\n");

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

}

}

public static void main(String[] args) throws IOException {

//FileInputStreamTest();

//FileReaderTest();

//FileOutputStreamTest();

FileWriterTest();

}

}


  • 包装流:PrintStream/PrintWriter/Scanner

PrintStream可以封装(包装)直接与文件交互的节点流对象OutputStream, 使得编程人员可以忽略设备底层的差异,进行一致的IO操作。因此这种流也称为处理流或者包装流。

PrintWriter除了可以包装字节流OutputStream之外,还能包装字符流Writer

Scanner可以包装键盘输入,方便地将键盘输入的内容转换成我们想要的数据类型。

  • 字符串流:StringReader/StringWriter

这两个操作的是专门操作String字符串的流,其中StringReader能从String中方便地读取数据并保存到char数组,而StringWriter则将字符串类型的数据写入到StringBuffer中(因为String不可写)。

  • 转换流:InputStreamReader/OutputStreamReader

这两个类可以将字节流转换成字符流,被称为字节流与字符流之间的桥梁。我们经常在读取键盘输入(System.in)或网络通信的时候,需要使用这两个类

  • 缓冲流:BufferedReader/BufferedWriter , BufferedInputStream/BufferedOutputStream

总结:

  1. FileInputStream/FileOutputStream 需要逐个字节处理原始二进制流的时候使用,效率低下

  2. FileReader/FileWriter 需要组个字符处理的时候使用

  3. StringReader/StringWriter 需要处理字符串的时候,可以将字符串保存为字符数组

  4. ·PrintStream/PrintWriter 用来包装FileOutputStream 对象,方便直接将String字符串写入文件

  5. ·Scanner 用来包装System.in流,很方便地将输入的String字符串转换成需要的数据类型

  6. ·InputStreamReader/OutputStreamReader , 字节和字符的转换桥梁,在网络通信或者处理键盘输入的时候用

  7. ·BufferedReader/BufferedWriter , BufferedInputStream/BufferedOutputStream , 缓冲流用来包装字节流后者字符流,提升IO性能,BufferedReader还可以方便地读取一行,简化编程。

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