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【Java】一篇文章让你会用Java的io流

一、什么是io流

JavaIO流,是一种计算机用语。主要是用于处理数据的传输。 ——百度百科

流是指数据的流动,io流就是输入输出的流动。 在java中对数据的操作是用流的方式来实现的,数据不可能一瞬间就全部地从一个设备传到另一个设备,所以只能采用一点一点流动的方式。 输入流就是将其他地方的数据读取到程序中,输出流就是将程序中的数据写入到其他地方。

二、io流的分类

1.四个抽象类

在java.io中提供了最重要的四个抽象类,InputStream(字节输入流),OutputStream(字节输出流),Reader(字符输入流),Writer(字符输出流)

一字符等于两字节 根据输出的数据单位,可以分为两类,字节流和字符流

还可以根据输入或输出,分为输入流和输出流 根据实现功能的不同,还可以分为节点流和处理流 节点流就是,从一个特定的节点读取或者写入数据。一看到节点就感觉好深奥,其实说白了就是从一个地方读取或写入数据,而这个地方可以是数据库,控制台,文件等。 处理流就是,代理节点流,实现一些其他的功能。像BufferedWriter,如果是普通的FileWriter,在执行写操作时就就只能一个字符一个字符来写,如果再套上一个BufferedWriter,就会有缓存的功能,写的操作就会更加的快速了。

2.各种实现类

可能会有所遗漏,更加详细的可以查看java官方的文档。

三、如何使用

以FileInputStream和FileOutputStream为例

1.代码

package test;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;

/**
 * @author xxj
 * io流测试
 */
public class IOTest {
          
   
    public static void main(String[] args) {
          
   
       //先打开一个文件
        File file= new File("C:\Users\Administrator\Desktop\test.txt");
        try{
          
   
            //先写入数据
            FileOutputStream fileOutputStream=new FileOutputStream(file);
            fileOutputStream.write("ABCD".getBytes());
            fileOutputStream.close();
            //读取数据
            FileInputStream fileInputStream=new FileInputStream(file);
            int i= 0;
            while ((i=fileInputStream.read())!=-1){
          
   
                System.out.println("通过fileInputStream读取的数据:"+i);
                System.out.println("通过fileInputStream读取的数据:"+(char)i);
                System.out.println("------");
            }
            fileInputStream.close();
        }catch (Exception e){
          
   }
    }
}

2.输出结果

因为我加了(char)所以自动做了ASCII码表的转换 我的桌面也生成了test.txt文件,有兴趣的拿代码去跑一下吧。

3.解释

可能有人会问,你这不对啊,你不是FileInputStream和FileOutputStream吗,怎么刚好每次读取都是一个字母呢,不是一个字节吗? 一个字节是八位,再看一下ASCII码表,里面已经有上百个符号或字母了,肯定不能只用4bit来表示啦,最少也要用8bit,8bit最高可以表示256,所以这里直接读取就是单个字母来读取的。

再以FileReader和FileWriter为例

4.代码

public class IOTest {
          
   
    public static void main(String[] args) {
          
   
        try{
          
   
            //先写入
            File file=new File("C:\Users\Administrator\Desktop\writer.txt");
            FileWriter fileWriter=new FileWriter(file);
            fileWriter.write("ABC一二三");
            fileWriter.close();
            //读取
            FileReader fileReader=new FileReader(file);
            int i=0;
            while ((i=fileReader.read())!=-1){
          
   
                System.out.println("通过reader读取的数据:"+i);
                System.out.println("通过reader读取的数据:"+(char)i);
                System.out.println("------");
            }
            fileReader.close();
        }catch (Exception e){
          
   }
    }
}

5. 输出结果

6.解释

我有个疑问,FileReader为什么可以读字母,跟FileInputStream一样,那为什么它会刚好可以只读一个中文又只读到一个字母呢? 19968=0x4e00 writer.txt的16进制文件为

4142 43 e4b8 80e4 ba8c e4b8 89

根本没有4e00,那么我们再转化成二进制 (一)19968=100111000000000 (二)20108=100111010001100 (三)19977=100111000001001 0xe4b880e4ba8ce4b889=111001001011100010000000111001001011101010001100111001001011100010001001 我使用了String.replace()方法,发现e4b8 80e4 ba8c e4b8 89中并没有包含一二三的二进制。

这里就涉及到编码了,常用的支持中文的编码表是UTF-8,于是我将一二三拉进去查看

这。真的是一套一套的。 到了这里,也不是很清楚究竟是怎么确认只读一个字节还是读一个字符

四、各种io流的特点

不同的io流使用起来是差不多的,只是细节上有些不同,具体的可以查查百度或者直接看每个实现类的源码,毕竟它们都是分别继承了InputStream(字节输入流),OutputStream(字节输出流),Reader(字符输入流),Writer(字符输出流),其中处理流是根据Filter···stream间接继承的。

我稍微看了一下,想FileOutputStream最后的写操作是带有native修饰符的,又要查漏补缺了。

private native void writeBytes(byte b[], int off, int len, boolean append)
        throws IOException;

字节流和字符流的区别

  1. 字节流一次只能操作一个字节,字符流可以操作两个字节
  2. 字节流能够处理任何文件类型,而字符流只能处理文本类型的文件

1.节点流

File流

字节:FileInputStream,FileOutputStream 字符:FileReader,FileWriter

特点

这些都是需要先创建一个File对象,然后才能使用的,而读取或写入操作都是在创建的File对象上做的。 只有一个区别,前两个是字节流,后两个是字符流,如果需要读取或写入中文,就需要使用后两个。

Piped流

字节:PipedInputStream,PipedOutStream, 字符:PipedReader,PipedWriter 一般是多线程之间进行通信时使用的

特点

在使用这些流时,相比与File流,就不用先创建一个File对象,只需要跟普通的流一样创建即可,但是在管道(Piped)相互通信前,需要使用connect方法将两个管道连接起来

Piped流不需要使用文件作为数据的载体。

字节/字符数组流

字节:ByteArrayInputStream,ByteArrayOutputStream 字符:CharArrayReader,CharArrayWriter

这四个流内部都会有一个数组,使用时是先向数组中存入数据,然后在从数组中读取或将数组的数据写入到其他地方。

特点

Byte开头的,就是只能读取或写入字节。ByteArrayInputStream在创建时需要向构造方法传递一个参数(字节数组)ByteArrayOutputStream则在使用时,需要调用writeTo(某个流)这两个流可以帮助我们先将数据存储到缓存区,然后读取写入更加快速,开辟的缓存区是用来存储字节数组的 CharArrayReader,CharArrayWriter和ByteArrayInputStream,ByteArrayOutputStream类似,只不过Char开头的是读写字符,而Byte是读写字节,用法都一样的。

2.处理流

处理流在使用的时候,是需要套上一个节点流,然后使用方法跟使用节点流差不多。

Buffered缓冲流

字节:BufferedInputStream,BufferedOutputStream 字符:BufferedReader,BufferedWriter

这四个流跟字节/字符流类似,它们内部也有一个数组作为缓存区存在。但是,字节/字符数组流是将数据都缓存到数组中,并不会去刷新这个数组,想读取或写入都是从这个数组出发的;而Buffered缓冲流,这会有一个不会二次改变的数组(可以在构造方法中传入size)一旦这个数组存满了,就会将数组的数据全部读出或写入到其他地方,然后刷新数组。

字节/字符数组流建议一次性用完就关闭。

特点

在套用了其他节点流之后,使用的方法和节点流的使用方式差不多,但是在Buffered缓冲流写入时还需要使用一个flush()方法,将缓存内部的数据全部写入,并且刷新缓存。

转化流

字符:InputStreamReader,OutputStreamWriter

特点

就是能够将字节流转换成字符流,在创建时,需要向构造方法传递一个字节流和字符集(默认为GBK)使用的方法跟字符流的使用方法差不多。

数据流

字节:DataInputStream,DataOutputStream

特点

数据流是能够将数据按照不同的类型写入,读取时也要按照相应的类型读取。类似于写入时,将数据装入一个个不同类型的盒子了,读取时要按照盒子的类型并且按照写入的顺序来读取。

打印流

字节:PrintStream 字符:PrintWriter

特点

这两个流并没有对应的输入流,使用这两个的方法跟其他处理流差不多。在套上一个节点流后,就可以使用print()或println()直接写入数据。 有没有觉得这两个方法很熟悉,平时我们使用System.out.println()这个方法的内部其实也是使用PrintStream来实现的。

对象流

字节:ObjectInputStream,ObjectOutputStream

特点

这两个流可以做一件事,就是将我们要写入或读取的数据序列化,序列化就是将对象转化成二进制数据。要使用这两个流,第一步也是要套上一个节点流,第二步就是在要序列化的类上实现Serializable接口,剩下的使用方法就跟普通的节点流差不多了。

五、总结

这些流真的是多,总结一下使用场景吧。 写入或读取都是文本类型还有中文,就用字符流。 写入或读取其他杂七杂八的文件类型且没有中文,就用字节流。 要考虑线程通信,就用Piped流;要操作文件,就用File流;要将数据存在内存中,就用字节/字符数组流,没有性能和功能要求,用这三个就够了。 想要提高读写性能,就套个Buffered缓冲流;想要对规定数据格式,就套个数据流;想要使用方便或换行,就套个打印流;想要对对象序列化,就套个对象流。

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你知道的越多,不知道的就越多。

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