【Java】韩顺平Java学习笔记 第19章 IO流

文章目录

• 文件概述
• 常用的文件操作
• • 创建文件
  • 获取文件信息
  • 目录的操作和文件删除
  • 流的分类
  • 各抽象类常用子类对象
  • • FileInputStream
    • FileOutputStream
    • FileReader
    • FileWriter
• 节点流和处理流
• • 概念
  • BufferedReader
  • BufferedWriter
  • BufferedInputStream & BufferedOutputStream
• 对象流：ObjectInputStream & ObjectOutputStream
• 标准输入输出流：System.in & System.out
• 转换流：InputStreamReader & OutputStreamWriter
• • 常用方法
• 打印流：PrintStream & PrintWriter
• • 常用方法（PrintStream 和 PrintWriter通用 ）
  • 与直接使用 write 方法的区别
• Properties类
• • 常用方法

文件概述

• 保存数据的地方
• 文件流：文件在程序中是以流的形式操作的
• 输入流：数据从数据源（文件）到程序（内存）的路径，输出流相反

常用的文件操作

创建文件

• new File(String pathname) 文件的路径
• new File(File Parent,String child ) 父目录文件+子路径（文件名）
• new File（String parent, String child）父目录+子路径
• 上面是创建文件对象，使用创建方法才能真正创建文件：createNewFile() [需要异常处理]

获取文件信息

• getName 文件名
• getAbsolutePath 绝对路径
• getParent 文件父级目录
• length 文件大小（字节）
• exist
• isFile
• isDirectory 文件是不是一个目录（文件夹）

目录的操作和文件删除

• delete (返回boolean 是否删除成功)
• 在Java中，目录也被当成文件
• mkdir 创建一级目录**（注意创建文件夹的方法和创建文件不同！）**
• mkdirs 创建多级目录

流的分类

• 操作数据单位不同：字节流（8 bit，操作二进制文件时无损操作），字符流（操作文本文件效率更高）

• 数据流的流向不同：输入流，输出流

• 流的角色不同：节点流，处理流/包装流

• 字节输入流：InputStream

  字节输出流：OutputStream

  字符输入流：Reader

  字符输出流：Writer

  上面四个都是抽象类

• 流和文件的关系：流是文件/程序之间传递信息的介质

各抽象类常用子类对象

FileInputStream

• read 一个个字节读，返回-1到达文件末尾，注意一个汉字有三个字节
• 优化减少读取的次数：read(byte[ ] b) 一次最多读取b.length字节的数据到字节数组，返回实际读取的字节数，返回-1说明读取完毕
• close 关闭文件

FileOutputStream

• write 写入一个字节

• String 的 getBytes 可以将字符串转换为字符数组，可以配合write写入字符串

• write(byte[ ] b)

• write(byte[ ] b,index1,index2) index为读取字节的起点和终点

• new 的创建方式，当写入内容时，会覆盖原来的内容

• new FileOutputStream(filePath,true)的创建方式，写入内容时，在原来的文本后追加

  true 传给参数 append

FileReader

• 按照字符来操作io，汉字不会乱码
• new FileReader(File/String，（true）) 可选true，追加模式，需要处理异常
• 读取方式基本和FileInputStream相同
• read
• read（char[ ]）
• new String (char[ ]) 将char转换成String
• new String(char[ ],off,len)
• close

FileWriter

• new FileWriter(File/String,(true)) 可选true，追加模式
• 注：写完之后必须关闭流（close）或者刷新（flush），才能真正写到文件中（看源码）
• write（int）
• write(char[ ])
• write(char[ ],off,len)
• write(string)
• write(string,off,len)(注：off为写入的起始位置)

节点流和处理流

概念

• 节点流：从某一特定数据源读写数据，如FileReader、FileWriter，但限制较多，功能不强大

• 处理流（包装流）：对节点流进行包装，“连接”已存在的流（节点流或处理流），如BufferedReader、BufferedWriter

  BufferedReader 里面有一个 Read 类型的对象，代表其以后可以实现 Read 的各子类如FileReader、CharReader、StringReader等，使其能够处理各种数据，功能更强大

  使用了修饰器模式

• 区别和联系

  • 节点流是底层流，直接与数据源相连
  • 处理流包装节点流，通过一个节点流，传入不同的节点流，来统一处理文件的流（都使用处理流），即想处理字符串就把处理字符串的节点流（如StringReader）传入处理流（BufferedReader），想处理数组就把处理数组的节点流（ByteArrayInputStream）传入处理流（BufferedReader），否则每种节点流还需单独创建一个对象。并且还可以拓展输入输出的方式
  • 处理流不直接于数据源相连，而是调用了节点流的方法**（多态和动态绑定）**

• 处理流优点

  • 提高性能：以增加缓冲的方式来提高输入输出的效率
  • 操作便捷：可能提供一系列便捷的方法来一次输入输出大批量的数据，使用更加灵活方便

• 要知道什么情况下用什么流！

BufferedReader

• ​ 和 BufferedWriter 一样是字符流，尽量操作文本文件，不操作二进制文件（图片、音乐等），否则可能造成文件损坏
• 关闭时关闭外层流即可，即关闭BufferedReader即可，不用关闭内层的节点流（如FileReader），因为关闭外层流的close方法里面调用了节点流的close方法
• readline 按行读取，效率高，当返回 null 时，读取完毕（看手册），不带换行（用newline手动换行）

BufferedWriter

• newLine 插入一个和系统相关的换行（不同系统换行不同，因此不建议用\n换行符）
• 如果要追加，在传入节点流（FileWriter）时传入true，即new BufferedWriter(new FileWriter( path, true))

BufferedInputStream & BufferedOutputStream

• 字节流，可以操作二进制文件也可以操作文本文件
• 操作与之前的几个类类似

对象流：ObjectInputStream & ObjectOutputStream

• 需求：保存数据时同时保存其数据类型（序列化，即把对象保存为文件。从文件恢复为对象称为反序列化）

• 必须让某个类是 可序列化的，有两个方式：

  • 实现 Serializable 接口（推荐，标记接口，没有任何方法）
  • 实现 Externalizable 接口

• ObjectOutputStream 提供 序列化功能

• ObjectInputStream 提供 反序列化功能

• 序列化后，保存的文件格式，是按照其实际格式保存

• 包装类（如 Integer、Double）和 String 都实现了 Serializable 接口

• 各种方法与之前的类相似

  需要注意读写文件时需要加上数据类型，如：writeInt、writeDouble、readBoolean、readChar

• 读取（反序列化）的顺序需要和保存数据（序列化）的顺序一致

• 需要将自定义数据类型（类）的定义拷贝（或导包）到可以引用的位置（注意该类不要用 private 修饰），这样调用过后才能直接用这个自定义数据类型

• 如果要调用自定义数据类型的方法，需要向下转型，因为从文件调进来的是Object类型

• 序列化的类中建议添加 SerialVersionUID （序列版本号），提高序列化兼容性

• static 和 transient（标记这个变量不应序列化） 修饰的成员不会被序列化

  • transient 使用场景
    • 安全：密码、安全令牌等不应该持久化或通过网络传输
    • 性能：大对象或不重要的对象成员没必要序列化
    • 逻辑需求：某对象只可能对特定上下文有意义，无需序列化
  • 注意事项
    • transient 只能用于变量，不能用于方法和类
    • 局部变量（方法内变量）不能用 transien 修饰，因为局部变量本来就不会被序列化

• 序列化对象时，要求里面属性的类型（如另一个类的对象）也需要实现序列化接口，即使其被 transient 修饰，不会被序列化，也要实现这个接口

• 序列化具有可继承性，如某类实现了序列化，则其子类默认实现序列化

• 注意每次 new 的时候都会调用writeStreamHeader()方法写入4个字节的StreamHeader（看源码），标记这个是对象处理流，可能导致的错误：如果在接收方每次都是new一个新的ObjectInputStream 来接收，而发送方只 new 过一个 ObjectOutputStream，之后每次都是用new过的 ObjectOutputStream对象来发送东西，这样就会导致之后并没有添加头部。而接受方每次都是新的 new，则每次接收都要检测头部，当发送方没有提供头部时，接收方就把内容当做了头部，导致出错。解决方法之一是每次使用 ObjectOutputStream 时都重新 new 一遍

  

标准输入输出流：System.in & System.out

• 标准输入（键盘）：System.in，InputStream的流对象（编译类型），运行类型是BufferedInputStream

• 标准输出（显示器）：System.out，编译类型和运行类型都是PrintStream，是PrintStream类的一个对象

• 不需要显式关闭

  • 它们与程序生命周期有关，程序开始运行时由操作系统自动打开，程序终止时也由操作系统自动关闭，无需用户手动操作
  • 标准流通过JVM管理
  • 方便使用
  • 避免以后需要调用时抛出异常

• System.setOut(new PrintStream(filePath)) 修改标准输出流的打印位置，打印到文件

  （filePath 用 System.out 代替，则打印到屏幕）

转换流：InputStreamReader & OutputStreamWriter

• InputStreamReader：将字节流转换成字符流输入到程序，并且根据指定的编码方式转换为字符
• OutputStreamWriter：将字符流转换成字节流输出到文件，并且根据指定的编码方式转换为字节（如果不用转换流，Java会用默认编码转换为字节）
• 默认情况下，读取文件是按照 utf-8 编码，如果文件不是 utf-8 编码，则可能出现乱码。根本问题：没有指定编码方式
• 转换流可以完成字节流和字符流的转换，并且转换流可以指定编码类型
• InputStreamReader 是 Reader 的子类，可以将 InputStream（字节输入流顶级父类） 转换为 Reader（字符输入流顶级父类）
• OutputStreamWriter 是 Writer 的子类，可以将 OutputStream 转换为 Writer
• 转换流相当于中间商，使用时将 字节流/节点流 传给 转换流 ，再将 转换流 传给 处理流 进行最终处理（也可以不用处理流，看需求），如：BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(new FileInputStream(filePath),"gbk")))

常用方法

• InputStreamReader(InputStream, Charset)
• OutputStreamWriter(OutputStream, Charset)
• 转换流使用的 read、write的方法，实际上还是使用的节点流的 read、write 方法

打印流：PrintStream & PrintWriter

• 只有输出流，没有输入流

• 可以打印到屏幕上（默认），也可以打印到文件里

• PrintStream 是 OutputStream 的子类，是字节流

• PrintWriter 是 Writer 的子类，是字符流

• 注意没有 close 流，仍然不会打印到文件

• 标准输出流 System.out 是 PrintStream 的一个实例化对象，可以使用的方法没有区别。只是标准输出流默认（且一般）将结果打印到屏幕，PrintStream 可以选择打印到文件还是打印到屏幕。如果需要改变标准输出流输出位置，用setOut

常用方法（PrintStream 和 PrintWriter通用 ）

• 打印到某个文件时，创建对象：PrintStream out = new PrintStream("D:\\test.txt");

  若打印到屏幕则将地址换成System.out

• print：底层用的就是 write，代码：public void print(String s) { write(String.valueOf(s));}，将要print的内容转化为字符串的形式，再write出来

• 只不过多了个 null 判断，如果为空，打印 null

• print方法相比write方法更侧重格式化输出，不需要关心数据的类型，会自动进行类型转换

与直接使用 write 方法的区别

• 打印流是格式化输出，可以直接打印各种类型的数据，不需要手动转换位字符串，println还会手动添加换行符，而write相比是一个更底层的方法，需要手动将数据转换为字节或字节数组
• 打印流本身自带了缓冲输入，而write还需要配合bufferedwriter等使用才有缓冲
• 打印流更适合文本文件写入，write更适合处理非文本数据（如二进制数据）

Properties类

• 需求：配置文件
• 传统方法的代码比较麻烦
• 配置文件的格式：键=值
• 父类是 HashTable

常用方法

• load(Reader) 加载指定配置文件

• list 显示k-v

• getProperty(key) 返回的是字符串

• setProperty(key, value) 如果该文件没有这个key，则是创建。否则是修改

• store（Writer/OutputStream, comment）

  保存的如果是中文，则会转换成unicode码

  comment 是注释，如果为 null，则没有注释，如果写了，会在配置文件最上方写明