【疯狂Java讲义】Java学习记录（IO流）

IO流

IO：Input / Output

完成输入 / 输出

应用程序运行时——数据在内存中                        ←→                把数据写入硬盘（磁带）

                                内存中的数据不可持久保存

输入：从外部存储器（硬盘、磁带、U盘）把数据读入内存中。

输出：从内存中把数据写入外部存储器（硬盘、磁带、U盘）中，这样就可以保证，即使程序退出了，数据依然不会丢失。

File —— 代表磁盘上的文件或目录

listRoot：列出磁盘上所有的根目录

exists：判断是否存在

mkdir：创建目录

listFiles（）：列出当前目录下所有的文件和子目录

listFiles（FileFilter filter）：列出当前目录下符合指定条件的文件和子目录

listFiles（FilenameFilter filter）

列出某个磁盘所有的文件——递归

import java.io.File;

public class ListE {

	public static void main(String[] args) {
		// 创建一个File，它代表了E盘
		File e = new File("e:/Program Files");
		
		List(e);
	}
	
	public static void List(File dir) {
		System.out.println(dir + "目录下包含的文件和子目录有：");
		// 该方法返回当前目录所包含的所有文件和子目录
		File[] files = dir.listFiles();
		
		for (File file : files) {
			System.out.println("	" + file);
			// 如果file是目录，继续列出该目录下所有文件
			if (file.isDirectory()) {
				List(file);
			}
		}
	}
}

 列出某个磁盘所有的.txt文件——递归

import java.io.*;

public class FileFilterTest {

	public static void main(String[] args) {
		File e = new File("e:/");
		
		// 返回当前目录所包含的所有*.txt文件，此时就需要对文件进行过滤
		File[] files = e.listFiles(new FileFilter() {
			// pathname就代表正在处理的文件，如果该方法返回true，意味着该文件就被保留，否则该方法将会被过滤掉
			@Override
			// 没有比IOExcepiton更小的，所以只能用try catch
			public boolean accept(File pathname) {
				// 说明文件名以.txt结尾
				try {
					if (pathname.getCanonicalPath().endsWith("txt")) {
						return true;
					}
				} catch (IOException e) {
					e.printStackTrace();
				}
				return false;
			}
		});
		
		for (File file : files) {
			System.out.println(file);
		}
	}
}

File的特征：只能访问磁盘上的文件和目录，它无法访问文件内容。

如果要访问文件的内容，必须使用IO流。

流的分类

1、按流的方向来分（从程序所在内存的角度来看）

（1）输入流

把外部输入读入当前程序所在内存

（2）输出流

把当前程序所在内存的数据输出到外部

2、按流处理的数据来分

（1）字节流

处理数据单位是字节（8bit），适应性广、功能强大

（2）字符流

处理的数据单元是字符。通常来说它主要用于处理文本文件

在处理文本文件时，比字节流方便

3、按流的角色来分

（1）节点流

直接和一个IO的物理节点（磁盘上的文件、网络）关联

（2）包装流（处理流 / 过滤流）

以节点为基础，包装之后得到的流

都继承了FilterXxx等基类

流的概念模型

输入流中的数据单元放入应用程序；应用程序中的数据单元放入输出流。

缓冲流

外部存储器的速度比内存的速度慢，外部存储器的读写与内存的读写并不同步

——通过缓冲就可以解决这种不同步

反正你把流用完了，

- 别忘记调用flush方法（把缓冲中的内容刷入实际的节点）

             调用close()也可——系统会在关闭之前，自动刷缓冲

IO流一共涉及40多个类

所有以InputStream结尾的都是字节输入流

所有以OutputStream结尾的都是字节输出流

所有以Reader结尾的都是字符输入流

所有以Writer结尾的都是字符输出流

1、FileInputStream 

import java.io.*;
public class FileInputStreamTest {
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		// 创建输入流，相当于得到一根有水的水管
		FileInputStream fis = new FileInputStream("D:\\Program Files\\eclipse-java-2023-06-R-win32-x86_64\\workplace\\day\\src\\day13\\FileInputStreamTest.java");
		
		// System.out.print((char)fis.read());// 该方法每次只读一个字节
		
		/*
		 * 为了把fis中水滴全部“取出”内存，有两个做法：
		 * 1、用大桶
		 * 2、用循环
		 */
		byte[] buff = new byte[64]; // 我的水桶可以装64个“水滴”
		int hasRead = -1;
		//hasRead = fis.read(buff);// 用“桶”从fis（水管）中取水
		while((hasRead = fis.read(buff)) > 0) {
			// 上一次读取了几个字节，此处就输出几个字节
			System.out.println(new String(buff, 0 ,hasRead));
		}
	}
}

运行结果： 

 2、FileOutputStream

import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;

public class FileOutputStreamTest {
	public static void main(String[] args) {
		FileOutputStream fos = null;
		try {
			// 得到输出流，相当于得到一个没有水滴的水管
			fos = new FileOutputStream("abc.txt");
			fos.write(97); // 每次输出"一个字节“
			fos.write(98);
			fos.write(99);
			fos.write(100);
			fos.write(101);
			
			fos.write("自由、民主的普世价值观～".getBytes());
		} catch (IOException ex) {
			ex.printStackTrace();
		} finally {
			try {
				fos.close();
			} catch (Exception ex) {
				ex.printStackTrace();
			}
		}
	

运行结果： 

复制文本文件

import java.io.*;
public class CopyTest {
	public static void main(String[] args) {
		// JDK 7提供了自动关闭资源的try语句
		try (
			// 创建输入流，得到一个有水滴的水管
			FileInputStream fis = new FileInputStream("D:\\Program Files\\eclipse-java-2023-06-R-win32-x86_64\\workplace\\day\\src\\day13\\CopyTest.java");
			// 创建输出流，得到一个空水管
			FileOutputStream fos = new FileOutputStream("D:\\Program Files\\eclipse-java-2023-06-R-win32-x86_64\\workplace\\day\\src\\day13\\test.txt"); 
		)
		{
			int hasRead = -1;
			byte[] buff = new byte[128];
			
			// 从fis里读取水滴，放入buff中
			while((hasRead = fis.read(buff)) > 0) {
				// 将buff中水滴写入fos，hasRead用于控制：读了多少，就写多少
				fos.write(buff, 0, hasRead);
			}
			
		} catch (IOException ex) {
			ex.printStackTrace();
		}
	}
}

运行结果： 

节点流直接与IO节点关联

——IO节点有很多：键盘、网络、文件、磁带……

过滤流：建立在节点流的基础之上

        过滤流的好处：

        ——消除底层节点之间的差异

        ——使用过滤流的方法执行IO更加便捷

                FileOutputStream →PrintStream

                              FileWriter→PrintWriter

                         如果已经知道要读的内容是字符内容，就可按如下方式转换：

                         InputStream→InputStreamReader→BufferedReader

1、 FileOutputStream →PrintStream

import java.io.*;

public class PrintStreamTest {
	public static void main(String[] args) {
		try (
			// 创建节点流，节点流使用不方便
			FileOutputStream fos = new FileOutputStream("D:\\Program Files\\eclipse-java-2023-06-R-win32-x86_64\\workplace\\day\\src\\day13\\my.txt"); 
			// 把节点流包装成过滤流：消除节点流的差异，而且PrintStream的方法更加方便
			PrintStream ps = new PrintStream(fos);		
		)
		{
			ps.println("我想");
			ps.println("我想早");
			ps.println("我想早点");
		} catch (Exception ex) {
			ex.printStackTrace();
		} 
	}
}

运行结果： 

3、DataInputStream与DataOutputStream

它们是两个特殊的流——它们是过滤流（建立在已有IO的基础之上）

——它们只要增加一些特定的方法来读取特定的数据。

import java.io.*;
public class DataOutputStreamTest {
	public static void main(String[] args) {
		try (
			// 创建节点流——与磁盘上的文件关联
			FileOutputStream fos = new FileOutputStream("price.txt");
			
			// 创建过滤流，过滤流建立在节点流的基础上
			DataOutputStream dos = new DataOutputStream(fos);
		)
		{
			dos.writeDouble(3.4);
			dos.writeDouble(5.23);
			dos.writeDouble(4.34);
			dos.writeDouble(5.12);
		} catch (Exception ex) {
			ex.printStackTrace();
		}	
	}
}

运行结果：

import java.io.*;
public class DataInputStreamTest {
	public static void main(String[] args) {
		try (
			// 先创建节点流，与指定物理节点（文件）建立读写
			FileInputStream fis = new FileInputStream("price.txt");
			
			// 以节点流来创建过滤流
			DataInputStream dis = new DataInputStream(fis);
		)
		{
			System.out.println(dis.readDouble());
			System.out.println(dis.readDouble());
			System.out.println(dis.readDouble());
		} catch (Exception ex) {
			ex.printStackTrace();
		}
	}
}

运行结果：

重定向标准输入输出

System.in——标准输入。通常代表键盘。

System.out——标准输出。通常代表屏幕。

System.setOut() ——可以将标准输出重定向另一个输出流。

import java.io.*;
public class SetOutTest {
	public static void main(String[] args) throws Exception{
		// 可以将标准输出重定向到指定的输出流
		System.setOut(new PrintStream("out.txt"));
		
		System.out.println("ABC");
		System.out.println("ABC");
		System.out.println("ABC");
		System.out.println("ABC");
	}
}

运行结果：输出的内容重定向到out.txt文本文件中 

System.setIn() ——可以将标准输出重定向另一个输入流。

import java.io.*;
public class RedirectKeyIn {
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		// 将标准输入重定向到RedirectKeyIn.java
		System.setIn(new FileInputStream("RedirectKeyIn.java"));
		
		//System.in，它是一个节点流，一般关联着物理键盘
		//直接用System.In(InputStream——节点、字节、输入流）可以读取键盘输入
		//缺点是：太繁琐、而且效率相当低下
		//System.out.println(System.in.read());
		
		InputStreamReader reader = new InputStreamReader(System.in);
		
		BufferedReader br = new BufferedReader(reader);
		
		String line = null;
		// 控制BufferedReader每次读取一行
		while ((line = br.readLine()) != null) {
			System.out.println(line);
		}
	}
}

运行结果：

Java虚拟机读取其他进程的数据 

Java如何启动其他进程：Runtime实例.exec()

该方法的返回值是一个Process对象

Process——代表一个进程。

                    进程就是运行中的应用程序。

import java.io.*;
public class ReadFromProcess {
	public static void main(String[] args) throws Exception{
		
		Runtime runtime = Runtime.getRuntime();
		
		// 启动javac应用程序，返回该应用程序对应的进程
//		Process proc = runtime.exec("javac.exe -encoding UTF8 -d . ReadFromProcess.java");
		Process proc = runtime.exec("javac.exe -encoding UTF8 -d . ReadFromProcess");
		
		// 要得到javac应用程序输出的内容，此处应该用输入流？还是输出流？
		// 对于javac来说，是输出；但对于我们应用程序来说，用输入流
		InputStreamReader reader = new InputStreamReader(proc.getErrorStream());
		BufferedReader br = new BufferedReader(reader);
		
		String line = null;
		
		StringBuilder sb = new StringBuilder();
		
		// 控制BufferedReader每次读取一行
		while ((line = br.readLine()) != null) {
			//System.out.println(line);
			sb.append(line);
		}
		
		// 如果有错误输出
		if (sb.toString().length() > 0) {
			System.out.println("编译出错，错误信息如下----");
			// 输出错误提示
			System.out.println(sb);
		} else {
			System.out.println("成功完成----");
		}
	}
}

上面为“编译出错”的代码，下面为“成功完成”的代码 

RandomAccessFile——随意（任意）访问文件

Random——想访问文件的哪个点，就访问文件的哪个点（任意）

RandomAccessFile实现了Closeable接口，所以可以使用自动关闭资源的try语句。

特征

1、既可读、又可写、还可追加。相当于InputStream与OutputStream合体。

      RandomAccessFile它不会覆盖原有的文件内容。

2、只能访问文件！这就是它的局限性。

import java.io.*;
public class RandomAccessFileTest {
	public static void main(String[] args) {
		try (
			// 使用RadomAccessFile创建一个只读的输入流
			RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile("RandomAccessFileTest.java", "r");
		)
		{
			byte[] buff = new byte[1024];
			int hasRead = -1;
			while ((hasRead = raf.read(buff)) > 0) {
				System.out.println(new String(buff, 0, hasRead));
			}
			
		} catch (Exception ex) {
			ex.printStackTrace();
		}
	}
}

创建RandomAccessFile，需要指定读（r）、写（rw）模式

体现它的“random【任意】”性的方法

seek(long pos)——用于把记录指针移动到任意位置，想访问哪个点就访问哪个点。

一开始，它的记录指针位于文件的开始位置。

使用RandomAccessFile来追加文件内容

1、把记录指针移动到最后

2、执行输出即可

import java.io.RandomAccessFile;

public class AppendTest {
	public static void main(String[] args) {
		try (
				// 使用RadomAccessFile创建一个只读的输入流
				RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile("AppendTest.java", "rw");
			)
			{
				// 把记录指针移动到文件的最后
				raf.seek(raf.length());
				raf.write("//做人好累".getBytes());	
			} catch (Exception ex) {
				ex.printStackTrace();
			}
	}
}

使用RandomAccessFile来插入文件内容

1、把记录指针移动到指定位置

2、从当前位置到文件结尾的内容，先读取，并保存

3、输出要插入的内容

序列化

Java对象（内存）->二进制流

目的

1、在有些时候，需要把对象存储到外部存储器中持久化保存。

2、在有些时候，需要把对象通过网络传输。

可序列化的对象

Java要求序列化的类实现下面任意两个接口

1、Serializable：接口只是一个标记性的接口，实现该接口无需实现任何方法

2、Externalizable：实现该接口要实现方法。

序列化的IO流

  ObjectInputStream——负责从二进制流“恢复”对象。readObject

ObjectOutputStream——负责把对象保存到二进制流中。writeObject

import java.io.*;
class Apple implements Serializable{
	private String name;
	private String color;
	private double weight;
	
	public Apple() {
		super();
	}

	public Apple(String name, String color, double weight) {
		super();
		this.name = name;
		this.color = color;
		this.weight = weight;
	}
	
	public String getName() {
		return name;
	}
	
	public void setName(String name) {
		this.name = name;
	}
	
	public String getColor() {
		return color;
	}
	
	public void setColor(String color) {
		this.color = color;
	}
	
	public double getWeight() {
		return weight;
	}
	
	public void setWeight(double weight) {
		this.weight = weight;
	}
	
	public String toString() {
		return "Apple[name=" 
				+ name +",color=" + color
				+ ",weight=" + weight + "]";
	}
}

public class WriteObject {
	public static void main(String[] args) {
		Apple ap = new Apple("红富士", "红色", 3.4);
		System.out.println(ap);
		
		// 当程序结束时，虚拟机退出，内存中的Apple对象就被销毁了
		try (
			ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(
					new FileOutputStream("app.bin"));
		) 
		{
			oos.writeObject(ap); //把ap对象写入app.bin文件中
		}
		catch (Exception ex) {
			// TODO: handle exception
		}
	}
}

import java.io.*;
public class ReadObject {
	public static void main(String[] args) {
		try (
			ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(
					new FileInputStream("app.bin"));
		)
		{
			Apple ap = (Apple)ois.readObject();
			System.out.println(ap);
		}
		catch (Exception ex) {
			ex.printStackTrace();
		}
	}
}

序列化机制

总结

Java传统IO的基本体系

RandomAccessFile

1、它只能访问文件。相当于DataInputStream和DataOutputStream组合

2、任意，由seek(int pos)。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-722419.html

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