Java基础笔记(5)-IO流

I/O流

I/O流原理以及分类

IO流原理：

1. I/O技术，用于处理数据传输，如读写文件，网络通讯等
2. java.io包下提供了各种“流”的类和接口，用以获取不同种类的数据，并通过方法输入或输出数据

流的分类：

• 按照操作数据单位不同分为：
  • 字节流（8 bit）
  • 字符流（按照字符，不同的编码可能对应不同的字节大小）
• 按照流的流向不同分为：
  • 输入流
  • 输出流
• 按照流的角色不同分为：
  • 节点流
  • 处理流 / 包装流

抽象基类	字节流	字符流
输入流	InputStream	Reader
输出流	OutputStream	Writer

字节流

一切文件数据(文本、图片、视频等)在存储时，都是以二进制数字的形式保存，都一个一个的字节，那么传输时一样如此。所以，字节流可以传输任意文件数据。在操作流的时候，我们要时刻明确，无论使用什么样的流对象，底层传输的始终为二进制数据。

字节流中又分为了字节输入流和字符输出流。

InputStream：字节输入类

InputSteam常用的子类
FileInputStream	文件输入流
BufferedInputStream	缓冲字节输入流
ObjectInputStream	对象字节输入流

• public void close() ：关闭此输入流并释放与此流相关联的任何系统资源
• public abstract int read()： 从输入流读取数据的下一个字节
• public int read(byte[] b)： 从输入流中读取一些字节数，并将它们存储到字节数组 b中 ，返回读取的字节数

// 构建字节输入流
FileInputStream fileInput = new FileInputStream("xxx/xxx");

// 准备buf字节数组，承接字节流中的数据
byte[] buf = new byte[256];
int len = 0;

// 循环读取字节流中的字节，存入buf中
while(len = fileInput.read(buf) != -1){
    // get new buf[0 - len]
}

// 关闭流
fileInput.close();

OutputStream：字节输出类

OutputStream常用的子类
FileOutputStream	文件输出流

• public void close() ：关闭此输出流并释放与此流相关联的系统资源
• public void flush() ：刷新此输出流并强制任何缓冲的输出字节被写出
• public void write(byte[] b)：将 b.length字节从指定的字节数组写入此输出流
• public void write(byte[] b, int off, int len) ：从指定的字节数组写入len字节，从偏移量off开始输出到此输出流

// 构建字节输出流
FileOutputStream fileOutput = new FileOutputStream("xxx/xxx");

// 准备字节数组
byte[] b = "abcde".getBytes();

// 输出字节
fileOutput.write(b);

// 流关闭
fileOutput.close();

// 默认是覆盖写，追加写需要在构造输出流的时候指定第二个参数 
public FileOutputStream(File file, boolean append);
// 创建文件输出流以写入由指定的 File对象表示的文件
public FileOutputStream(String name, boolean append);
// 创建文件输出流以指定的名称写入文件

字符流

当使用字节流读取文本文件时，可能会有一个小问题。字节是计算机能够读取的形式，但是对于人类来说，可读性并不是很好。对于人类来说，可读性较好的是字符。但是对于字符的编码方式有多种多样，对应占用的字节数也不同。而Java提供一些字符流类，以字符为单位读写数据，专门用于处理文本文件。

Reader：字符输入类

InputSteam常用的子类
FileReader	文件字符输入流

• public void close() ：关闭此流并释放与此流相关联的任何系统资源
• public int read()： 从输入流读取一个字符
• public int read(char[] cbuf)： 从输入流中读取一些字符，并将它们存储到字符数组 cbuf中

Writer：字符输出类

InputSteam常用的子类
FileWriter	文件字符输入流

• void write(int c)：写入单个字符
• void write(char[] cbuf)：写入字符数组
• abstract void write(char[] cbuf, int offset, int len)：写入字符数组的某一部分，offset为数组的开始索引，len为写的字符个数
• void write(String str)：写入字符串
• void write(String str, int offset, int len) ：写入字符串的某一部分，offset为字符串的开始索引，len为写的字符个数
• void flush()：刷新该流的缓冲
• void close()：关闭此流，但要先刷新它

节点流和处理流

基本介绍：

• 节点流：节点流可以从一个特定的数据源读写数据，如FileReader、FileWriterd
• 处理流：也叫做包装流，是连接在已存在的流（节点流或者处理流、对节点流进行包装）之上，为程序提供更加强大的读写功能。如BufferedReader、BufferedWriter
  • 处理流中存放了一个Reader或者Writer对象，在使用的时候这个对象可以传入对应的子类，进行功能的扩充（对其他流进行包装）

节点流和处理流之间的区别和联系：

1. 节点流是底层流/低级流，直接和数据源相接
2. 处理流（包装流）包装节点流，既可以消除不同节点流之间的实现差异，也可以提供更方便的方法来完成输入输出
3. 处理流对节点流进行包装，使用修饰器设计模式，不会直接与数据源相连

处理流的功能体现：

1. 性能的提高：主要以增加缓冲的方式来提高输入输出的效率
2. 操作的便捷：处理流提供了一系列便捷的方法来一次性输入输出大批量的数据，使用更加灵活方便

转化流

转化流：将字节流转化成字符流（应对可能存在的文件乱码问题）

• 转化流有两种：InputStramReader和OutputStreamWriter

• 在转化流上可以指定编码方式

• InputStramReader

  // 1.把FileInputStream 转成 InputStreamReader
  // 2.指定编码
  new InputStreamReader(new FileInputStream(path), "gbk"); 
  
  // 3.把InputStreamReader 传入 BufferedReader
  new BufferedReader(inputStramReader);
  
  // 4.读取
  bufferedReader.readLine();
  
  // 5.关闭外层流
  bufferedReader.close();

• OutputStreamWriter

  // 1.创建流对象
  new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(path), "gbk");
  
  // 2.写入
  osw.write("xxx");
  
  // 3.关闭
  osw.close();

标准输出流

标准输出流：PrintStream和PrintWriter

//PrintStream：字节打印流
PrintStream out = System.out;
out.print("Hello World");
out.close();

//改变输出位置
System.setOut(new PrintStream(path));
System.out.println("Hello World");

//PrintWriter：字符打印流
new PrintWriter(System.out);
// new PrintWriter(new FileWriter(path));
pw.print("Hello World");
pw.close();

文件类

常用的文件操作：

// 使用File类
new File(String pathname);
new File(File parent, String child);
new File(String parent, String child);

// 进行文件创建
.creatNewFile();

// 获取文件相关信息
getName();
getAbsolutePath();
getParent();
length();
exists();
isFile();
isDirectory();

//目录操作和文件删除
mkdir();
mkdirs();
delete();//如果删除目录是删除一个空目录

文件操作

以字节流中文件中获取输入字节：

public static byte[] getBytesFromFile(String sourceFilePath) throws IOException {
    FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream(sourceFilePath);
    byte[] bytes = new byte[fileInputStream.available()];
    fileInputStream.read(bytes);
    fileInputStream.close();
    return bytes;
}

以字节数组写入文件中，append标识是否追加写入：

public static void setBytesToFile(byte[] bytes, String targetFilePath, boolean append) throws IOException {
    FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream(targetFilePath, append);
    fileOutputStream.write(bytes);
    fileOutputStream.close();
}

输出文件内容：

// 输出文件内容
public static void showFileContent(String filePath) throws IOException {
    FileReader fileReader = new FileReader(filePath);
    BufferedReader reader = new BufferedReader(fileReader);
    String line = null;
    while ((line = reader.readLine()) != null) {
        System.out.println(line);
    }
    reader.close();
}

参考文章

1. java中的io流_Jm呀的博客-CSDN博客_java的io流
2. Java文件处理_神奇的海螺呀的博客-CSDN博客_java 文件处理