java基础之IO流详解

一、IO流概述

概述：

IO流简单来说就是Input和Output流，IO流主要是用来处理设备之间的数据传输，Java对于数据的操作都是通过流实现，而java用于操作流的对象都在IO包中。

分类：
    按操作数据分为：字节流和字符流。 如：Reader和InputStream
    按流向分：输入流和输出流。如：InputStream和OutputStream
IO流常用的基类：
     * InputStream    ，    OutputStream
字符流的抽象基类：
     * Reader       ，         Writer
字符流和字节流的区别：
  • 1.字节流读取的时候，读到一个字节就返回一个字节； 字符流使用了字节流读到一个或多个字节（中文对应的字节数是两个，在UTF-8码表中是3个字节）时。先去查指定的编码表，将查到的字符返回。
  • 2.字节流可以处理所有类型数据，如：图片，MP3，AVI视频文件，而字符流只能处理字符数据。只要是处理纯文本数据，就要优先考虑使用字符流，除此之外都用字节流。

二、字符流

Paste_Image.png
1. 字符流简介：
  • 字符流中的对象融合了编码表，也就是系统默认的编码表。我们的系统一般都是GBK编码。
  • 字符流只用来处理文本数据，字节流用来处理媒体数据。
  • 数据最常见的表现方式是文件，字符流用于操作文件的子类一般是FileReader和FileWriter。
2.字符流读写：

注意事项：

  • 写入文件后必须要用flush()刷新。

  • 用完流后记得要关闭流

  • 使用流对象要抛出IO异常

  • 定义文件路径时，可以用“/”或者“\”。

  • 在创建一个文件时，如果目录下有同名文件将被覆盖。

  • 在读取文件时，必须保证该文件已存在，否则出异常

示例1：在硬盘上创建一个文件,并写入一些文字数据

class FireWriterDemo {  
    public static void main(String[] args) throws IOException {             //需要对IO异常进行处理   
  
        //创建一个FileWriter对象，该对象一被初始化就必须要明确被操作的文件。  
        //而且该文件会被创建到指定目录下。如果该目录有同名文件，那么该文件将被覆盖。  
  
        FileWriter fw = new FileWriter("F:\\1.txt");//目的是明确数据要存放的目的地。  
  
        //调用write的方法将字符串写到流中  
        fw.write("hello world!");  
      
        //刷新流对象缓冲中的数据，将数据刷到目的地中  
        fw.flush();  
  
        //关闭流资源，但是关闭之前会刷新一次内部缓冲中的数据。当我们结束输入时候，必须close();  
        fw.write("first_test");  
        fw.close();  
        //flush和close的区别：flush刷新后可以继续输入，close刷新后不能继续输入。  
  
    }  
}

代码示例：把当前项目目录下的a.txt内容复制到当前项目目录下的b.txt中

public class CopyFileDemo2 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 封装数据源
        FileReader fr = new FileReader("a.txt");
        // 封装目的地
        FileWriter fw = new FileWriter("b.txt");

        // 一次一个字符
        // int ch = 0;
        // while ((ch = fr.read()) != -1) {
        // fw.write(ch);
        // }

        // 一次一个字符数组
        char[] chs = new char[1024];
        int len = 0;
        while ((len = fr.read(chs)) != -1) {
            fw.write(chs, 0, len);
            fw.flush();
        }

        // 释放资源
        fw.close();
        fr.close();
    }
}
3.字符缓冲流

字符流为了高效读写，也提供了对应的字符缓冲流。BufferedWriter：字符缓冲输出流，BufferedReader：字符缓冲输入流。

BufferedWriter基本用法

将文本写入字符输出流，缓冲各个字符，从而提供单个字符、数组和字符串的高效写入。 可以指定缓冲区的大小，或者接受默认的大小。在大多数情况下，默认值就足够大了。


代码示例：BufferedWriter基本用法
/**
 * 字符流为了高效读写，也提供了对应的字符缓冲流。
 * BufferedWriter:字符缓冲输出流
 * BufferedReader:字符缓冲输入流
 * 
 * BufferedWriter:字符缓冲输出流
 * 将文本写入字符输出流，缓冲各个字符，从而提供单个字符、数组和字符串的高效写入。 
 * 可以指定缓冲区的大小，或者接受默认的大小。在大多数情况下，默认值就足够大了。 
 */
public class BufferedWriterDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // BufferedWriter(Writer out)
        // BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(
        // new FileOutputStream("bw.txt")));

        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("bw.txt"));

        bw.write("hello");
        bw.write("world");
        bw.write("java");
        bw.flush();

        bw.close();
    }
}
BufferedReader基本用法

从字符输入流中读取文本，缓冲各个字符，从而实现字符、数组和行的高效读取。 可以指定缓冲区的大小，或者可使用默认的大小。大多数情况下，默认值就足够大了。


代码示例： BufferedReader基本用法
public class BufferedReaderDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 创建字符缓冲输入流对象
        BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("bw.txt"));

        // 方式1
        // int ch = 0;
        // while ((ch = br.read()) != -1) {
        // System.out.print((char) ch);
        // }

        // 方式2
        char[] chs = new char[1024];
        int len = 0;
        while ((len = br.read(chs)) != -1) {
            System.out.print(new String(chs, 0, len));
        }

        // 释放资源
        br.close();
    }
}
特殊功能
  • BufferedWriter，newLine()：根据系统来决定换行符
  • BufferedReader，String readLine()：一次读取一行数据
代码示例：字符缓冲流的特殊方法
public class BufferedDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // write();
        read();
    }

    private static void read() throws IOException {
        // 创建字符缓冲输入流对象
        BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("bw2.txt"));

        // public String readLine()：一次读取一行数据
        // String line = br.readLine();
        // System.out.println(line);
        // line = br.readLine();
        // System.out.println(line);

        // 最终版代码
        String line = null;
        while ((line = br.readLine()) != null) {
            System.out.println(line);
        }

        //释放资源
        br.close();
    }

    private static void write() throws IOException {
        // 创建字符缓冲输出流对象
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("bw2.txt"));
        for (int x = 0; x < 10; x++) {
            bw.write("hello" + x);
            // bw.write("\r\n");
            bw.newLine();
            bw.flush();
        }
        bw.close();
    }

}
代码示例：字符缓冲流复制文本文件
/*
 * 需求：把当前项目目录下的a.txt内容复制到当前项目目录下的b.txt中
 * 
 * 数据源：
 *         a.txt -- 读取数据 -- 字符转换流 -- InputStreamReader -- FileReader -- BufferedReader
 * 目的地：
 *         b.txt -- 写出数据 -- 字符转换流 -- OutputStreamWriter -- FileWriter -- BufferedWriter
 */
public class CopyFileDemo2 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 封装数据源
        BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("a.txt"));
        // 封装目的地
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("b.txt"));

        // 读写数据
        String line = null;
        while ((line = br.readLine()) != null) {
            bw.write(line);
            bw.newLine();
            bw.flush();
        }

        // 释放资源
        bw.close();
        br.close();
    }
}

三、字节流

1.概述：

  • 1、字节流和字符流的基本操作是相同的，但是要想操作媒体流就需要用到字节流。

  • 2、字节流因为操作的是字节，所以可以用来操作媒体文件。（媒体文件也是以字节存储的）

  • 3、读写字节流：InputStream 输入流（读）和OutputStream 输出流（写）

  • 4、字节流操作可以不用刷新流操作。

  • 5、InputStream特有方法：

      int available();//返回文件中的字节个数

注：可以利用此方法来指定读取方式中传入数组的长度，从而省去循环判断。但是如果文件较大，而虚拟机启动分配的默认内存一般为64M。当文件过大时，此数组长度所占内存空间就会溢出。所以，此方法慎用，当文件不大时，可以使用。

1.字节流写数据的方式
/*
 * 字节输出流操作步骤：
 * A:创建字节输出流对象
 * B:调用write()方法
 * C:释放资源
 * 
 * public void write(int b):写一个字节
 * public void write(byte[] b):写一个字节数组
 * public void write(byte[] b,int off,int len):写一个字节数组的一部分
 */
public class FileOutputStreamDemo2 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 创建字节输出流对象
        // OutputStream os = new FileOutputStream("fos2.txt"); // 多态
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos2.txt");

        // 调用write()方法
        //fos.write(97); //97 -- 底层二进制数据    -- 通过记事本打开 -- 找97对应的字符值 -- a
        // fos.write(57);
        // fos.write(55);

        //public void write(byte[] b):写一个字节数组
        byte[] bys={97,98,99,100,101};
        fos.write(bys);

        //public void write(byte[] b,int off,int len):写一个字节数组的一部分
        fos.write(bys,1,3);

        //释放资源
        fos.close();
    }
}
字节流写数据加入异常处理
public class FileOutputStreamDemo4 {
    public static void main(String[] args) {
        // 分开做异常处理
        // FileOutputStream fos = null;
        // try {
        // fos = new FileOutputStream("fos4.txt");
        // } catch (FileNotFoundException e) {
        // e.printStackTrace();
        // }
        //
        // try {
        // fos.write("java".getBytes());
        // } catch (IOException e) {
        // e.printStackTrace();
        // }
        //
        // try {
        // fos.close();
        // } catch (IOException e) {
        // e.printStackTrace();
        // }

        // 一起做异常处理
        // try {
        // FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos4.txt");
        // fos.write("java".getBytes());
        // fos.close();
        // } catch (FileNotFoundException e) {
        // e.printStackTrace();
        // } catch (IOException e) {
        // e.printStackTrace();
        // }

        // 改进版
        // 为了在finally里面能够看到该对象就必须定义到外面，为了访问不出问题，还必须给初始化值
        FileOutputStream fos = null;
        try {
            // fos = new FileOutputStream("z:\\fos4.txt");
            fos = new FileOutputStream("fos4.txt");
            fos.write("java".getBytes());
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            // 如果fos不是null，才需要close()
            if (fos != null) {
                // 为了保证close()一定会执行，就放到这里了
                try {
                    fos.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}
2.字节流读取数据
/*
 * 字节输入流操作步骤：
 * A:创建字节输入流对象
 * B:调用read()方法读取数据，并把数据显示在控制台
 * C:释放资源
 * 
 * 读取数据的方式：
 * A:int read():一次读取一个字节
 * B:int read(byte[] b):一次读取一个字节数组
 * C:int read(byte[] b):一次读取一个字节数组
 *   返回值其实是实际读取的字节个数。
 */
public class FileInputStreamDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // FileInputStream(String name)
        // FileInputStream fis = new FileInputStream("fis.txt");
        FileInputStream fis = new FileInputStream("FileOutputStreamDemo.java");

        // // 调用read()方法读取数据，并把数据显示在控制台
        // // 第一次读取
        // int by = fis.read();
        // System.out.println(by);
        // System.out.println((char) by);
        //
        // // 第二次读取
        // by = fis.read();
        // System.out.println(by);
        // System.out.println((char) by);
        //
        // // 第三次读取
        // by = fis.read();
        // System.out.println(by);
        // System.out.println((char) by);
        // // 我们发现代码的重复度很高，所以我们要用循环改进
        // // 而用循环，最麻烦的事情是如何控制循环判断条件呢?
        // // 第四次读取
        // by = fis.read();
        // System.out.println(by);
        // // 第五次读取
        // by = fis.read();
        // System.out.println(by);
        // //通过测试，我们知道如果你读取的数据是-1，就说明已经读取到文件的末尾了

        // 用循环改进
        // int by = fis.read();
        // while (by != -1) {
        // System.out.print((char) by);
        // by = fis.read();
        // }

        // 最终版代码
        int by = 0;
        // 读取，赋值，判断
        while ((by = fis.read()) != -1) {
            System.out.print((char) by);
        }
                // 数组的长度一般是1024或者1024的整数倍
        byte[] bys = new byte[1024];
        int len = 0;
        while ((len = fis.read(bys)) != -1) {
            System.out.print(new String(bys, 0, len));
        }

        // 释放资源
        fis.close();
    }
}
字节流复制数据练习
/*
 * 需求：把c盘下的a.txt的内容复制到d盘下的b.txt中
 * 
 * 数据源：
 *         c:\\a.txt    --    读取数据--    FileInputStream
 * 目的地：
 *         d:\\b.txt    --    写出数据    --    FileOutputStream
 */
public class CopyFileDemo2 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 封装数据源
        FileInputStream fis = new FileInputStream("c:\\a.txt");
        // 封装目的地
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("d:\\b.txt");

        // 复制数据
        int by = 0;
        while ((by = fis.read()) != -1) {
            fos.write(by);
        }

        // 释放资源
        fos.close();
        fis.close();
    }
}
3.字节缓冲流

字节流一次读写一个数组的速度明显比一次读写一个字节的速度快很多，这是加入了数组这样的缓冲区效果，java本身在设计的时候，也考虑到了这样的设计思想(装饰设计模式后面讲解)，所以提供了字节缓冲区流。

字节缓冲输出流：BufferedOutputStream，字节缓冲输入流：BufferedInputStream。

/*
 * 通过定义数组的方式确实比以前一次读取一个字节的方式快很多，所以，看来有一个缓冲区还是非常好的。
 * 既然是这样的话，那么，java开始在设计的时候，它也考虑到了这个问题，就专门提供了带缓冲区的字节类。
 * 这种类被称为：缓冲区类(高效类)
 * 写数据：BufferedOutputStream
 * 读数据：BufferedInputStream
 * 
 * 构造方法可以指定缓冲区的大小，但是我们一般用不上，因为默认缓冲区大小就足够了。
 * 
 * 为什么不传递一个具体的文件或者文件路径，而是传递一个OutputStream对象呢?
 * 原因很简单，字节缓冲区流仅仅提供缓冲区，为高效而设计的。但是呢，真正的读写操作还得靠基本的流对象实现。
 */
public class BufferedOutputStreamDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // BufferedOutputStream(OutputStream out)
        // FileOutputStream fos = new FileOutputStream("bos.txt");
        // BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(fos);
        // 简单写法
        BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(
                new FileOutputStream("bos.txt"));

        // 写数据
        bos.write("hello".getBytes());

        // 释放资源
        bos.close();
    }
}
字节缓冲流复制数据练习
/*
 * 需求：把e:\\a.mp4复制到当前项目目录下的b.mp4中
 * 
 * 字节流四种方式复制文件：
 * 基本字节流一次读写一个字节：    共耗时：117235毫秒
 * 基本字节流一次读写一个字节数组： 共耗时：156毫秒
 * 高效字节流一次读写一个字节： 共耗时：1141毫秒
 * 高效字节流一次读写一个字节数组： 共耗时：47毫秒
 */
public class CopyMp4Demo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        long start = System.currentTimeMillis();
        // method1("e:\\a.mp4", "copy1.mp4");
        // method2("e:\\a.mp4", "copy2.mp4");
        // method3("e:\\a.mp4", "copy3.mp4");
        method4("e:\\a.mp4", "copy4.mp4");
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("共耗时：" + (end - start) + "毫秒");
    }

    // 高效字节流一次读写一个字节数组：
    public static void method4(String srcString, String destString)
            throws IOException {
        BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream(
                srcString));
        BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(
                new FileOutputStream(destString));

        byte[] bys = new byte[1024];
        int len = 0;
        while ((len = bis.read(bys)) != -1) {
            bos.write(bys, 0, len);
        }

        bos.close();
        bis.close();
    }

    // 高效字节流一次读写一个字节：
    public static void method3(String srcString, String destString)
            throws IOException {
        BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream(
                srcString));
        BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(
                new FileOutputStream(destString));

        int by = 0;
        while ((by = bis.read()) != -1) {
            bos.write(by);

        }

        bos.close();
        bis.close();
    }

    // 基本字节流一次读写一个字节数组
    public static void method2(String srcString, String destString)
            throws IOException {
        FileInputStream fis = new FileInputStream(srcString);
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(destString);

        byte[] bys = new byte[1024];
        int len = 0;
        while ((len = fis.read(bys)) != -1) {
            fos.write(bys, 0, len);
        }

        fos.close();
        fis.close();
    }

    // 基本字节流一次读写一个字节
    public static void method1(String srcString, String destString)
            throws IOException {
        FileInputStream fis = new FileInputStream(srcString);
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(destString);

        int by = 0;
        while ((by = fis.read()) != -1) {
            fos.write(by);
        }

        fos.close();
        fis.close();
    }
}
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