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Java IO流之字节流：OutputStream、FileOutputStream、InputStream、FileInputStream

程序员文章站 2024-03-04 21:02:12
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文章目录

JAVA IO流

Java中I/O操作主要是指使用java.io包下的内容，进行输入、输出操作。输入也叫做读取数据，输出也叫做写出数据。

根据数据的流向分为：输入流和输出流

  • 输入流：把数据从其他设备上读取到内存中的流。
  • 输出流：把数据从内存中写出到其他设备上的流。

格局数据的类型分为：字节流和字符流。

Java IO流之字节流：OutputStream、FileOutputStream、InputStream、FileInputStream

输出流的原理(内存 --> 硬盘)：

java程序 --> JVM --> OS(操作系统) --> OS调用写数据的方法 --> 把数据写到硬盘的文件中

输入流的原理(硬盘 --> 内存)：

java程序 --> JVM --> OS(操作系统) --> OS调用读数据的方法 --> 把数据从硬盘文件中读取到内存中


一、字节流

一切都为字节，任何文件都是以二进制数字形式保存。在传输过程中都是以二进制数据形式传输。

字节输出流

1、OutputStream 抽象类 JDK 1.0

java.io.OutputStream这个抽象类是表示字节输出流的所有类的超类。 输出流接收输出字节并将其发送到某个接收器。它定义了字节输出流的基本共性功能方法。

已知直接子类：

ByteArrayOutputStream，FileOutputStream ， FilterOutputStream ， ObjectOutputStream ，OutputStream， PipedOutputStream

常用方法

  • public void close() 关闭此输出流并释放与此流相关的任何系统资源
  • 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节字，从偏移量off开始输出到此输出流
  • public abstract void write(int b) 将指定的字节输出流，只能传入一个字节大小的十进制整数。

注意：close方法必须在完成流之后调用，以此释放相关的系统资源。


2、FileOutputStream 类

该类是继承OutputStream抽象类的子类

java.io.FileOutputStream 类是文件输出流，将内存中的数据写到硬盘中的文件中。

异常：

IOException

构造方法( 共5个 )

  • public FileOutputStream(File file) throws FileNotFoundException 创建文件输出流以写入由指定的 File对象表示的文件。(如原来已经有该文件，会被覆盖重写新的数据)
  • public FileOutputStream(String name)throws FileNotFoundException 创建文件输出流以指定的名称写入文件。(name为文件的路径)。(如原来已经有该文件，会被覆盖重写新的数据)
  • public FileOutputStream(File file,boolean append) throws FileNotFoundException JDK1.4开始，向文件中写入数据，append为true就是在该文件的文末开始追加新的数据；为false会创建新文件覆盖原文件，并开始写入新数据。(文件不存在，则会自动创建)
  • public FileOutputStream(String name,boolean append) throws FileNotFoundException JDK1.1开始，向文件中写入数据，append为true就是在该文件的文末开始追加新的数据；为false会创建新文件覆盖原文件，并开始写入新数据。(文件不存在，则会自动创建)
public class FileOutputStreamConstructor{
    public static void main(String[] args) throws IOException{
        // 以File对象创建输出流
        File file = new File("a.txt");
        FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream(file);
        
        // 以文件名称创建输出流 当前文件的output文件夹下的a.txt文件
        FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream("output/a.txt");
        fileOutputStream.close();
    }
}

写出字节流

  1. 写出字节：write(int b) 方法，每次可以写出一个字节数据 IOException 
public class DemonFileOutputStream{
    public static void main(String[] args) throws IOException{
        FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream("output/a.txt");
        fileOutputStream.write(97); // 像文件中写入的是小写字母a
        fileOutputStream.close();
    }
}

字节流写入文件的原理： 向a.txt文件写入了97，在程序运行的时候，因为是字节流，会将97转为二进制整数1100001写入到a.txt文件中，当打开a.txt文件时，这些文本编辑器，会自动将写入的二进制整数1100001通过编码解析。默认解析规则为：0-127的十进制整数会比对ASCII表，其他值会以系统默认码表查询。这里二进制转换为十进制数为97，则97在ASII表中对应的是小写字母a。那么打开a.txt显示的是 a 。

ASCII表

48为0 以此为0~9 9为57

65为A 以此为A~Z（26个字母）Z为90

97为a 以此为a~z（26个字母）z为122

当字节十进制在0-127时，会解析ASCII表。当第一个为负数，第二个为整数或负数，则会组合在一起，形成2个字节解析为中文。需要注意的是UTF-8编码一个中文字符占3个字节，GBK编码一个中文占2个字节。

public class DemonFileOutputStream{
    public static void main(String[] args) throws IOException{
        FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream("output/a.txt");
// write(byte[] b)
        byte[] a = {65,67,68,69};
        fileOutputStream.write(a); // 查看a.txt文件写入的是 ACDE
        byte[] b = {-65,-66,-67,68};
        fileOutputStream.write(b); // 查看a.txt文件写入的是 烤紻
        
// write(byte[] b, int off, int len)
        fileOutputStream.write(a, 1, 2); // 查看a.txt文件写入的是 CD
        // 写的是字节数组a的索引为1开始的2个长度的数据 67,68
        
// 把字符串转换成字节数组
        String str = "你好";
        byte[] c = str.getBytes();
        System.out.println(Arrays.toString(byte)); // [-28, -67, -96, -27, -91, -67]
        // 需要注意的是UTF-8编码一个中文字符占3个字节，GBK编码一个中文占2个字节
        fileOutputStream.write(c); // 就会把字符串以字节流的方式写入到a.txt文件中
    }
}

数据追加续写与换行

构造方法：

  • public FileOutputStream(File file,boolean append) throws FileNotFoundException JDK1.4开始，向文件中写入数据，append为true就是在该文件的文末开始追加新的数据；为false会创建新文件覆盖原文件，并开始写入新数据。(文件不存在，则会自动创建)
  • public FileOutputStream(String name,boolean append) throws FileNotFoundException JDK1.1开始，向文件中写入数据，append为true就是在该文件的文末开始追加新的数据；为false会创建新文件覆盖原文件，并开始写入新数据。(文件不存在，则会自动创建)

写入换行字符串：

  • win：\r\n
  • mac：/r
  • Linux：/n
public class FileOutputStreamTest {
    public static void main(String[] args) throws IOException {

        FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream("b.txt",true);
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            fileOutputStream.write("你好".getBytes());
            fileOutputStream.write("\r\n".getBytes()); // win 下的换行符
        }

        fileOutputStream.close();
    }
}

字节输入流


1、InputStream 抽象类 JDK 1.0

java.io.InputStream这个抽象类是表示字节输出流的所有类的超类。 输出流接收输出字节并将其发送到某个接收器。它定义了字节输出流的基本共性功能方法。

已知直接子类：

AudioInputStream， ByteArrayInputStream ，FileInputStream， FilterInputStream，InputStream， ObjectInputStream， PipedInputStream ， SequenceInputStream，StringBufferInputStream

常用方法

  • public void close() 关闭此输入流并释放与此流相关的系统资源
  • public abstract int read() 从输入流中读取数据的下一个字节。
  • public int read(byte[] b) 从该输入流读取最多 byte.length个字节的数据到字节数组。 返回读取文件中有效字节个数，并且会将有效字节存放在byte数组中。如果读到文末，则返回-1
  • public int read(byte[] b, int off, int len) 从该输入流读取从off索引开始到最多 len字节的数据到字节数组。如果读到文末，则返回-1

注意：close方法必须在完成流之后调用，以此释放相关的系统资源。


2、FileInputStream 类

该类是继承InputStream抽象类的子类

java.io.FileInputStream 类是文件输入流，从文件中读取数据。

异常：

FileNotFoundException

构造方法

  • public FileInputStream(File file) throws FileNotFoundException 通过打开实际文件的连接来创建一个FileInputStream，该文件由文件系统中的File对象file命名。

  • public FileInputStream(String name) throws FileNotFoundException 通过打开实际文件的连接来创建一个FileInputStream，该文件由文件系统中的路径名name命名。

public int read(byte[] b) 中byte[]数组的作用，以及返回值是什么？

起到缓冲作用，返回值为读取字节数的有效个数，当读到文末时，没有有效字节数了就会返回-1。一般数组的长度定义为1024(1kb)

byte[] bytes = new byte[1024];

读取字节流

public class FileInputStreamTest {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        InputStream inputStream = new FileInputStream("a.txt");

        // read() 只读取一个字节的数据并返回该数据，如果读到文末，则返回-1
        /*int read = 0;
        while ( (read = inputStream.read()) != -1){
            // read = inputStream.read(); // 读取了一个字节，指针会自动向后移一位
                System.out.print( read+":" );
                System.out.print((char) read +" ");
        }*/

        int read1 = 0;
        byte[] bytes = new byte[1024];
        while ((read1 = inputStream.read(bytes)) != -1){
            // System.out.println(read1); // 输出读取有效字节个数
            // System.out.println(Arrays.toString(bytes)); // 输出由二进制数据转换成十进制的数
            // System.out.println(new String(bytes)); // 使用String的该构造方法，会将1024个字节全部输出，空格也会输出
            System.out.println(new String(bytes,0, read1)); // 该方法就是从字节数组索引为0开始到有效个数的长度截至，转为字符
        }

        inputStream.close();

    }
}

练习：文件复制

可复制任何文件

public class CopyFile {
    public static void main(String[] args) throws IOException {

        // 1)复制文本
        /*FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream("a.txt");
        byte[] bytes = new byte[1024];
        int read = 0;
        while((read = fileInputStream.read(bytes))! = -1){
            FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream("b.txt");
            fileOutputStream.write(bytes,0, read);
        }
        fileOutputStream.close();
        fileInputStream.close();*/

        // 2)复制图片
        /*FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream("D:/IMG_20191127_181018.jpg");
        FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream("E:/IMG.jpg");
        byte[] bytes = new byte[1024];
        int read = 0;
        while ( (read = fileInputStream.read(bytes)) != -1){
            fileOutputStream.write(bytes,0, read);
        }
        fileOutputStream.close();
        fileInputStream.close();*/
        
        // 3)复制音频
        FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream("D:\\媒体\\音乐\\勇气.mp3");
        FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream("E:/勇气.mp3");
        byte[] bytes = new byte[1024];
        int read = 0;
        while ( (read = fileInputStream.read(bytes)) != -1){
            fileOutputStream.write(bytes,0, read);
        }
        fileOutputStream.close();
        fileInputStream.close();
    }
}

注意：

  1. 先关闭写文件的数据流，再关闭读取文件的数据流。(因为写数据，已经写完了，读取的数据肯定就已经读完了)
  2. 当复制文件或读取写入的文件数据字节数小的话，建议使用单个读取字节的方法；当复制文件或读取写入文件的数据字节数大的话，建议使用new byte[1024]的整数倍。少使用数组，浪费空间，因为数组中每一位都会占去一定的空间。
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