[Java] 认识I/O流

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一、I/O流是什么
二、I/O流的分类
三、I/O流的系统架构
四、I/O流的使用
五、补充
- 常见节点流类型：
- 常见处理流类型：

一、I/O流是什么

流是一组有顺序的，有起点和终点的字节集合，是对数据传输的总称或抽象。即数据在两设备间的传输称为流，流的本质是数据传输，根据数据传输特性将流抽象为各种类，方便更直观的进行数据操作。

二、I/O流的分类

处理的数据单位不同，可分为：字符流(2byte=16bit)，字节流(byte=8bit)

字符流的由来：因为数据编码的不同，而有了对字符进行高效操作的流对象。本质其实就是基于字节流读取时，去查了指定的码表。
字节流和字符流的区别：
（1）读写单位不同：字节流以字节（8bit）为单位，字符流以字符为单位，根据码表映射字符，一次可能读多个字节。
（2）处理对象不同：字节流能处理所有类型的数据（如图片、avi等），而字符流只能处理字符类型的数据。
（3）字节流在操作的时候本身是不会用到缓冲区的，是文件本身的直接操作的；而字符流在操作的时候下后是会用到缓冲区的，是通过缓冲区来操作文件。

结论：优先选用字节流。首先因为硬盘上的所有文件都是以字节的形式进行传输或者保存的，包括图片等内容。但是字符只是在内存中才会形成的，所以在开发中，字节流使用广泛。

数据流方向不同，可分为：输入流，输出流
功能不同，可分为：节点流，处理流（转换流）

节点流：节点流从一个特定的数据源读写数据。即节点流是直接操作文件，网络等的流，例如FileInputStream和FileOutputStream，他们直接从文件中读取或往文件中写入字节流。

处理流：“连接”在已存在的流（节点流或处理流）之上，通过对数据的处理为程序提供更为强大的读写功能。过滤流是使用一个已经存在的输入流或输出流连接创建的，过滤流就是对节点流进行一系列的包装。例如BufferedInputStream和BufferedOutputStream，使用已经存在的节点流来构造，提供带缓冲的读写，提高了读写的效率，以及DataInputStream和DataOutputStream，使用已经存在的节点流来构造，提供了读写Java中的基本数据类型的功能。他们都属于过滤流。

e.g.

public static void main(String[] args) throws IOException {
    // 节点流FileOutputStream直接以A.txt作为数据源操作
    FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream("A.txt");
    // 过滤流BufferedOutputStream进一步装饰节点流，提供缓冲写
    BufferedOutputStream bufferedOutputStream = new BufferedOutputStream(fileOutputStream);
    // 过滤流DataOutputStream进一步装饰过滤流，使其提供基本数据类型的写
    DataOutputStream out = new DataOutputStream(bufferedOutputStream);
    out.writeInt(3);
    out.writeBoolean(true);
    out.flush();
    out.close();
    // 此处输入节点流，过滤流正好跟上边输出对应
    DataInputStream in = new DataInputStream(new BufferedInputStream(new FileInputStream("A.txt")));
    System.out.println(in.readInt());
    System.out.println(in.readBoolean());
    in.close();
}

三、I/O流的系统架构

四、I/O流的使用

1.字节流读取文件

import java.io.*;
class InputDemo{
   public static void main(String[] args) throws IOException {
       String fileName="D:"+File.separator+"hello.txt";
       File f=new File(fileName);
       InputStream in=new FileInputStream(f);
       byte[] b=new byte[1024];
       int count =0;
       int temp=0;
       while((temp=in.read())!=(-1)){
           b[count++]=(byte)temp;
       }
       in.close();
       System.out.println(new String(b));
    }
}
// DataInputStream类
class DataOutputStreamDemo{
   public static void main(String[] args) throws IOException{
       File file = new File("d:" + File.separator +"hello.txt");
       DataInputStream input = new DataInputStream(new FileInputStream(file));
       char[] ch = new char[10];
       int count = 0;
       char temp;
       while((temp = input.readChar()) != 'C'){
           ch[count++] = temp;
       }
       System.out.println(ch);
    }
}

2.字节流写入文件

// 向文件中追加新内容
import java.io.*;
class OutPutDemo{
   public static void main(String[] args) throws IOException {
       String fileName="D:"+File.separator+"hello.txt";
       File f=new File(fileName);
       OutputStream out =new FileOutputStream(f,true);//true表示追加模式，否则为覆盖
       String str="Rollen";
       //String str="\r\nRollen"; 可以换行
       byte[] b=str.getBytes();
       for (int i = 0; i < b.length; i++) {
           out.write(b[i]);
       }
       out.close();
    }
}
// 文件的复制
class CopyDemo{
   public static void main(String[] args) throws IOException {
       if(args.length!=2){
           System.out.println("命令行参数输入有误，请检查");
           System.exit(1);
       }
       File file1=new File(args[0]);
       File file2=new File(args[1]);
       if(!file1.exists()){
           System.out.println("被复制的文件不存在");
           System.exit(1);
       }
       InputStream input=new FileInputStream(file1);
       OutputStream output=new FileOutputStream(file2);
       if((input!=null)&&(output!=null)){
           int temp=0;
           while((temp=input.read())!=(-1)){
                output.write(temp);
           }
       }
       input.close();
       output.close();
    }
}
// 将两个文本文件合并为另外一个文本文件
public class SequenceInputStreamDemo{
    public static voidmain(String[] args) throws IOException{
        File file1 = newFile("d:" + File.separator + "hello1.txt");
        File file2 = newFile("d:" + File.separator + "hello2.txt");
        File file3 = newFile("d:" + File.separator + "hello.txt");
        InputStream input1 =new FileInputStream(file1);
        InputStream input2 =new FileInputStream(file2);
        OutputStream output =new FileOutputStream(file3);
        // 合并流
        SequenceInputStreamsis = new SequenceInputStream(input1, input2);
        int temp = 0;
        while((temp =sis.read()) != -1){
           output.write(temp);
        }
        input1.close();
        input2.close();
        output.close();
        sis.close();
    }
}

3.字符流读取文件

import java.io.*;
class ReaderDemo{
   public static void main(String[] args) throws IOException {
       String fileName="D:"+File.separator+"hello.txt";
       File f=new File(fileName);
       char[] ch=new char[100];
       Reader read=new FileReader(f);
       int temp=0;
       int count=0;
       while((temp=read.read())!=(-1)){
           ch[count++]=(char)temp;
       }
       read.close();
       System.out.println("内容为"+new String(ch,0,count));
    }
}

4.字符流写入文件

import java.io.*;
class WriterDemo{
   public static void main(String[] args) throws IOException {
       String fileName="D:"+File.separator+"hello.txt";
       File f=new File(fileName);
       Writer out =new FileWriter(f);
       String str="hello";
       out.write(str);
       out.close();
    }
}

5.字符流与字节流转换

/**
 * 将字节输出流转化为字符输出流
 * */
import java.io.*;
class Demo1{
   public static void main(String[] args) throws IOException {
       String fileName= "d:"+File.separator+"hello.txt";
       File file=new File(fileName);
       Writer out=new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(file));
       out.write("hello");
       out.close();
    }
}
/**
 * 将字节输入流变为字符输入流
 * */
import java.io.*;
class Demo2{
   public static void main(String[] args) throws IOException {
       String fileName= "d:"+File.separator+"hello.txt";
       File file=new File(fileName);
       Reader read=new InputStreamReader(new FileInputStream(file));
       char[] b=new char[100];
       int len=read.read(b);
       System.out.println(new String(b,0,len));
       read.close();
    }
}

五、补充

常见节点流类型：

对文件操作的字符流有FileReader/FileWriter，字节流有FileInputStream/FileOutputStream。

常见处理流类型：
缓冲流：缓冲流要“套接”在相应的节点流之上，对读写的数据提供了缓冲的功能，提高了读写效率，同事增加了一些新的方法。字节缓冲流有BufferedInputStream/BufferedOutputStream，字符缓冲流有BufferedReader/BufferedWriter，字符缓冲流分别提供了读取和写入一行的方法ReadLine和NewLine方法。对于输出地缓冲流，写出的数据，会先写入到内存中，再使用flush方法将内存中的数据刷到硬盘。所以，在使用字符缓冲流的时候，一定要先flush，然后再close，避免数据丢失。
转换流：用于字节数据到字符数据之间的转换。仅有字符流InputStreamReader/OutputStreamWriter。其中，InputStreamReader需要与InputStream“套接”，OutputStreamWriter需要与OutputStream“套接”。
数据流：提供了读写Java中的基本数据类型的功能。DataInputStream和DataOutputStream分别继承自InputStream和OutputStream，需要“套接”在InputStream和OutputStream类型的节点流之上。
对象流：用于直接将对象写入写出。流类有ObjectInputStream和ObjectOutputStream，本身这两个方法没什么，但是其要写出的对象有要求，该对象必须实现Serializable接口，来声明其是可以序列化的。否则，不能用对象流读写。还有一个关键字比较重要，transient，由于修饰实现了Serializable接口的类内的属性，被该修饰符修饰的属性，在以对象流的方式输出的时候，该字段会被忽略。

参考资料： IO流详解 java 各种流（stream I/O reader/writer）的使用(转)