Java：IO
IO里面主要学习五个类（File、OutputStream、InputStream、Reader、Writer）和一个接口（Serializable）。
一、File类
File类是唯一一个与文件本身操作（创建、删除、取得信息等）有关的程序类。
1、File类的基本操作：
①：实例化File类对象（两种构造方法）：
a：public File(String pathname)：根据绝对路径来产生File类对象。
b：public File(String parent, String child)：相对路径进行创建。
这里解释一下，什么是相对路径。比如说：*广场在中国北京市的北京市东城区东长安街，而我在*的五星红旗的旗台下。那么我告诉别人我的位置就有两种方式：绝对路径：中国北京市的北京市东城区东长安街*广场旗台下；相对路径：我先告诉别人*广场的位置，然后再告诉别人我自己相对于*广场的位置。
②：创建新文件：public boolean createNewFile() throws IOException
③：判断文件是否存在：public boolean exists()
④：删除文件：public boolean delete()
2、File类的目录操作：
①：取得当前路径的上一级目录：public String getParent()
②：取得当前路径的上一级目录的file类对象：public File getParentFile()
③：创建目录（无论有多少级父目录，都会创建）：public boolean mkdirs()
3、取得文件信息：
①：判断当前路径是否是文件：public boolean isFile()
②：判断当前路径是否是目录：public boolean isDirectory()
③：取得当前文件大小（单位字节）：public long length()
④：取得当前文件最后修改日期：public long lastModified()
下来，我们对上面提到的所有方法综合起来进行应用，看代码：
public class Test{
public static void main(String[] args) throws Exception {
File file = new File("C:"+File.separator+"Users"+File.separator+"Administrator"+File.separator+
"Desktop"+File.separator+"java"+File.separator+"test"+File.separator+"testIO"
+File.separator+"123.txt");
if(!file.exists()) {
file.getParentFile().mkdirs();
file.createNewFile();
System.out.println("改路径是否是文件："+file.isFile());
System.out.println("该文件大小："+file.length());
System.out.println("该文件上次修改时间："+new Date(file.lastModified()));
}else {
file.delete();
}
}
}程序运行结果：
改路径是否是文件：true
该文件大小：0
该文件上次修改时间：Fri Aug 10 16:32:31 CST 2018
可以看到，运行之后，在定义路径创建了一个文件“123.txt”。这里稍微解释一下：File.separator，separator是File类的一个静态属性，用它来得到当前环境下路径的分隔符。
二、字节流与字符流
File类不支持对文件的处理，如果要处理文件内容，必须通过流的操作来完成。“流”分为输入流和输出流，在java.io包中，流分为字节流与字符流。
下面用两张图来形象的说说字节流与字符流：
字节流与字符流操作的本质区别只有一个：字节流是原生的操作，而字符流是需要经过处理的操作。
不管是字节流还是字符流，其基本的操作流程几乎是一样（都需要下面四个步骤）：
a：根据文件路径创建File类对象。
b：根据字节流或字符流的子类实例化父类对象（因为字节流和字符流输入输出流都是抽象类，所以要用其子类实力化父类对象，向上转型来完成）。
c：进行数据的读取或写入操作。
d：关闭流。
下来，我们依次来看看字节流与字符流。
1、字节输出流
这里用到的类是OutputStream类：public abstract class OutputStream implements Closeable, Flushable
OutputStream类实现了Closeable和Flushable两个接口的两个方法：
①：public void close() throws IOException：关闭流的方法。
②：void flush() throws IOException：刷新缓冲区的方法。
在OutputStream类中还定义了其它的方法：
①：public abstract void write(int b) throws IOException：输入单个字节
②：public void write(byte b[]) throws IOException：将给定的字节数组的内容全部输出
③：public void write(byte b[], int off, int len) throws IOException：将所给字节数组的内容部分输出
因为OutputStream类是一个抽象类，所以需要用它的子类（FileOutputStream）为其实例化，我们只需要关心子类的构造方法，通过FileOutputStream类来进行文件的操作：
①：public FileOutputStream(File file) throws FileNotFoundException
②：public FileOutputStream(File file, boolean append)
这两个构造方法有什么区别呢？第一个构造方法在对应路径的文件中进行输出的时候，默认覆盖掉文件内的所有内容；而第二个方法除了接收路径参数外，还有第二个属性，它是boolean类型的：传递“true”在文件原有内容上进行追加输出，而传递“false”时，跟第一种构造方法相同，对文件原有内容进行覆盖。
下面，我们用字节输出流来对目标文件进行输出，看下面代码：
public class Test{
public static void main(String[] args) throws Exception {
File file = new File("C:"+File.separator+"Users"+File.separator+"Administrator"+File.separator+
"Desktop"+File.separator+"java"+File.separator+"test"+File.separator+"testIO"
+File.separator+"123.txt");
OutputStream out = new FileOutputStream(file);
String str = "我爱你中国！";
out.write(str.getBytes());
out.close();
}
}程序运行结果：
***注意：在进行文件输出的时候，所有的文件将自动帮助用户创建，不再需要createNewFile（）进行手工创建。
2、字节输入流
这里用到的类是InputStream类：public abstract class InputStream implements Closeable
与字节输出流相同，InputStream也是一个抽象类，所以，想要进行实例化，只能通过子类（FileInputStream）进行实例化。
InputStream类中提供了read（）方法，下面对read（）方法的返回值进行说明：
①：返回字节数组的大小
②：返回读取数据的大小
③：返回-1，表示读取完成
下面，我们就对刚刚写到“123.txt”文件中的内容进行读取，看下面代码：
public class Test{
public static void main(String[] args) throws Exception {
File file = new File("C:"+File.separator+"Users"+File.separator+"Administrator"+File.separator+
"Desktop"+File.separator+"java"+File.separator+"test"+File.separator+"testIO"
+File.separator+"123.txt");
InputStream in = new FileInputStream(file);
byte[] data = new byte[1024];
int len = in.read(data);
String str = new String(data, 0, len);
System.out.println(str);
in.close();
}
}程序运行结果：
我爱你中国！
3、字符输出流
这里用到的是Writer类，Writer类的结构和方法的使用与OutputStream非常类似，只是Writer类提供了直接写入String的方法而已。它也需要子类（FileWriter）为其实例化。
刚才说到，Writer类提供了直接写入String的方法：
public void write(String str) throws IOException
下面使用Writer实现对文件输出：
public class Test{
public static void main(String[] args) throws Exception {
File file = new File("C:"+File.separator+"Users"+File.separator+"Administrator"+File.separator+
"Desktop"+File.separator+"java"+File.separator+"test"+File.separator+"testIO"
+File.separator+"123.txt");
Writer out = new FileWriter(file,true);
out.write("我爱你IT！");
out.close();
}
}程序运行结果：
4、字符输入流
这里用到的是Reader类，Reader类的结构和方法的使用与InputStream非常类似，它也需要子类（FileReader）为其实例化。
直接看下面的代码：
public class Test{
public static void main(String[] args) throws Exception {
File file = new File("C:"+File.separator+"Users"+File.separator+"Administrator"+File.separator+
"Desktop"+File.separator+"java"+File.separator+"test"+File.separator+"testIO"
+File.separator+"123.txt");
Reader in = new FileReader(file);
char[] arr = new char[1024];
int len = in.read(arr);
String str = new String(arr, 0, len);
System.out.println(str);
in.close();
}
}程序运行结果：
我爱你中国！
我爱你IT！5、总结：
字节流与字符流的代码形式上差别不大，但是要是用的话首选字节流操作。因为所有的字符流操作，无论是读入还是输出，数据都先保存在缓存当中。如果字符流不关闭，数据就有可能保存在缓存中，没有输出到目标源。这种情况下，必须强制刷新，才能够得到完整数据。
字节流可以处理一切的文件，而字符流处理文本文件。
三、内存操作流
前面的操作都是针对于文件进行IO处理。除了文件之外，IO操作也可以发生在内存之中，这种流称为内存操作流。文件流的操作里面一定会产生一个文件数据（不管最后这个文件是否被保存）。
如果现在需要进行IO处理，但是又不希望产生文件。这种情况下就可以使用内存作为操作终端。
内存操作流也分为两类：
字节内存流：ByteArrayInputStream ByteArrayOutputStream
字符内存流：CharArrayReader CharArrayWriter
下面我们先用内存流来实现一下大小写转换的的操作：
public class Test{
public static void main(String[] args) throws Exception {
String msg = "hello world";
InputStream input = new ByteArrayInputStream(msg.getBytes());
OutputStream output = new ByteArrayOutputStream();
int temp = 0;
while((temp = input.read()) != -1) {
output.write(Character.toUpperCase(temp));
}
System.out.println(output);
input.close();
output.close();
}
}这个时候发生了IO操作，但是没有文件产生。
内存操作流的核心就是：将所有OutputStream输出的内容全部保存在了程序里面。
四、打印流：
打印流解决的就是OutputStream设计的缺陷，属于OutputStream功能的增强版。如果操作的不是二进制数据，只是想通过程序向终端目标输出信息的话，OutputStream不是很方便，它的缺点有两个：
①：所有信息必须转换成字节数组。
②：如果要输出的是int、double等类型就不方便了。
1、自己设计一个打印流：
class Print{
private OutputStream output;
public Print(OutputStream output) {
this.output = output;
}
public void print(String str) {
try {
this.output.write(str.getBytes());
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
public void println(String str) {
this.print(str + "\r\n");
}
public void print(int data) {
this.print(String.valueOf(data));
}
public void println(int data) {
this.println(String.valueOf(data));
}
public void print(Double data) {
this.print(String.valueOf(data));
}
public void println(Double data) {
this.println(String.valueOf(data));
}
}
public class Test{
public static void main(String[] args) throws Exception {
Print print = new Print(new FileOutputStream(new File("C:"+File.separator+"Users"+File.separator+"Administrator"+File.separator+
"Desktop"+File.separator+"java"+File.separator+"test"+File.separator+"testIO"
+File.separator+"123.txt")));
print.print("姓名：");
print.println("张三");
print.print("年龄：");
print.println(18);
print.print("职业：");
print.println("程序员");
print.print("工资：");
print.println(3000.25);
}
}其实打印流的本质就是对OutputStream的功能进行类封装。Java有自己的打印流处理类。
2、系统常见的打印流
PrintStream：字节打印流。
PrintWriter：字符打印流。
打印流的具体使用与上面我们自己实现的打印流用法相同，在这里不再说明。
五、System类对IO的支持
在System类中定义了三个常量：
①：public final static InputStream in：标准输入（显示器）
②：public final static PrintStream out：标准输出（键盘）
③：public final static PrintStream err：错误输出
1、系统输出
由于System.out是PrintStream的实例化对象，PrintStream又是OutputStream的子类，所以可以用System.out直接为OutputStream实例化，这时，OutputStream输出的位置将变为标准输出（显示器）。看下面代码：
public class Test{
public static void main(String[] args) throws IOException {
OutputStream outputStream = System.out;
outputStream.write("hello world".getBytes());
}
}2、系统输入
System.in对应类型是InputStream，而这种输入流指的是由用户通过键盘进行输入。java本身并没有直接的用户输入处理，如果要实现这种操作，必须使用IO来进行完成。
那么，到底如何使用IO进行完成呢？看下面代码：
public class Test{
public static void main(String[] args) throws IOException {
InputStream in = System.in;
byte[] data = new byte[1024];
System.out.println("请输入信息...");
int temp = in.read(data);
System.out.println(new String(data,0,temp));
}
}程序运行结果：
请输入信息...
123 //输入数据
123 //系统输出数据六、两种输入流
1、BufferedReader类：缓冲的输入流，而且是一个字符流的操作对象。在此类中有如下方法（读取一行数据）：
public String readLine() throws IOException：这个方法可以读取一行数据，以回车为换行符。看下面代码：
public class Test{
public static void main(String[] args) throws IOException {
BufferedReader buf = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
System.out.println("请输入信息：");
String str = buf.readLine();
System.out.println(str);
}
}程序输出结果：
请输入信息：
hello world //键盘输入信息
hello world //标准输出信息
2、Scanner类
Scanner类可以说是对BufferedReader类进行优化的类，它是一个专门进行输入流处理的程序类，同时也可以结合正则表达式进行各项处理，这个类中有以下几个方法：
①：判断是否有指定类型的数据：public boolean hasNextXxx()
②：取得指定类型的数据：public 数据类型 nextXxx()
③：定义分隔符：public Scanner useDelimiter(Pattern pattern)
④：构造方法：private Scanner(InputStream source)
使用Scanner实现数据输入，看下面代码：
public class Test{
public static void main(String[] args) {
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
System.out.println("请输入数据：");
if(scanner.hasNext()) {
System.out.println(scanner.next());
}
}
}程序运行结果：
请输入数据：
123abc
123abc
3、总结
从代码简洁性来说（除了二进制文件的拷贝处理外），打印流使用PrintStream，信息输入流用Scanner。
七、序列化
对象序列化是指：将内存中保存的对象变为二进制数据流的形式进行传输，或者是将其保存在文本当中。所有需要被序列化的类必须实现Serializable接口，这个接口只是一个标识，内部没有定义任何方法。JVM识别到you'有此标识时，自动序列化。
1、实现对象序列化：
class Person implements Serializable{
private String name;
private int age;
public Person(String name, int age) {
super();
this.name = name;
this.age = age;
}
@Override
public String toString() {
return "Person [name=" + name + ", age=" + age + "]";
}
}
public class Test{
public static final File FILE = new File("C:"+File.separator+"Users"+File.separator+"Administrator"+File.separator+
"Desktop"+File.separator+"java"+File.separator+"test"+File.separator+"testIO"
+File.separator+"123.txt");
public static void main(String[] args) throws Exception {
ser(new Person("张三", 18));
}
public static void ser(Object obj) throws FileNotFoundException, IOException {
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(FILE));
oos.writeObject(obj);
oos.close();
}
}程序运行结果：
sr 鏃ュ父缁冧範.Person9縉?弎} I ageL namet Ljava/lang/String;xp t 寮犱笁2、实现对象反序列化
在上面代码的Test类加下面方法实现反序列化：
public static void dser() throws Exception{
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(FILE));
System.out.println(ois.readObject());
ois.close();
}程序运行结果：
Person [name=张三, age=18]3、transient关键字
使用Serializable接口序列化时，会将类中所有属性进行序列化保存，如果希望希望某些属性不被保存，就可以加上transient关键字。
对上面代码的“age”属性加上transient关键字后，重新进行序列化和反序列化：
class Person implements Serializable{
private String name;
private transient int age;
public Person(String name, int age) {
super();
this.name = name;
this.age = age;
}
@Override
public String toString() {
return "Person [name=" + name + ", age=" + age + "]";
}
}
public class Test{
public static final File FILE = new File("C:"+File.separator+"Users"+File.separator+"Administrator"+File.separator+
"Desktop"+File.separator+"java"+File.separator+"test"+File.separator+"testIO"
+File.separator+"123.txt");
public static void main(String[] args) throws Exception {
dser();
}
public static void ser(Object obj) throws FileNotFoundException, IOException {
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(FILE));
oos.writeObject(obj);
oos.close();
}
public static void dser() throws Exception{
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(FILE));
System.out.println(ois.readObject());
ois.close();
}
}程序输出结果：
Person [name=张三, age=0]完！