小白学习Java第十二天,字节流、字符流
一、IO概述
1、什么是IO?
生活中,你肯定经历过这样的场景。当你编辑一个文本文件,忘记了ctrl+s
,可能文件就白白编辑了。当你电脑上插入一个U盘,可以把一个视频,拷贝到你的电脑硬盘里。那么数据都是在哪些设备上的呢?键盘、内存、硬盘、外接设备等等。
我们把这种数据的传输,可以看做是一种数据的流动,按照流动的方向,以内存为基准,分为输入input
和输出output
,即流向内存是输入流,流出内存的输出流。
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,输出也叫做作写出数据。
2、 IO的分类
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。
字节流 :以字节为单位,读写数据的流。
字符流 :以字符为单位,读写数据的流。
二、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。
1、字节输出流OutputStream
java.io.OutputStream:字节输出流,此抽象类是表示输出字节流的所有类的超类。
定义了一些子类共性的成员方法:
- public void close() :关闭此输出流并释放与此流相关联的任何系统资源。
- 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字节,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。
2、FileOutputStream:文件字节输出流
作用:把内存中的数据写入到硬盘的文件中。
构造方法:
FileOutputStream(String name)创建一个向具有指定名称的文件中写入数据的输出文件流。
FileOutputStream(File file) 创建一个向指定 File 对象表示的文件中写入数据的文件输出流。
参数:写入数据的目的
String name:目的地是一个文件的路径
File file:目的地是一个文件
构造方法的作用:
1.创建一个FileOutputStream对象
2.会根据构造方法中传递的文件/文件路径,创建一个空的文件
3.会把FileOutputStream对象指向创建好的文件
字节输出流的使用步骤(重点):
1.创建一个FileOutputStream对象,构造方法中传递写入数据的目的地
2.调用FileOutputStream对象中的方法write,把数据写入到文件中
3.释放资源(流使用会占用一定的内存,使用完毕要把内存清空,提供程序的效率)
写入数据的原理(内存–>硬盘):
java程序–>JVM(java虚拟机)–>OS(操作系统)–>OS调用写数据的方法–>把数据写入到文件中
写出字节数组:write(byte[] b)
,每次可以写出数组中的数据,代码使用演示:
public class FOSWrite {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 使用文件名称创建流对象
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos.txt");
// 字符串转换为字节数组
byte[] b = "JAVA程序员".getBytes();
// 写出字节数组数据
fos.write(b);
// 关闭资源
fos.close();
}
}
输出结果:
JAVA程序员
写出换行代码演示:
public class FOSWrite {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 使用文件名称创建流对象
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos.txt");
// 定义字节数组
byte[] words = {97,98,99,100,101};
// 遍历数组
for (int i = 0; i < words.length; i++) {
// 写出一个字节
fos.write(words[i]);
// 写出一个换行, 换行符号转成数组写出
fos.write("\r\n".getBytes());
}
// 关闭资源
fos.close();
}
}
输出结果:
a
b
c
d
e
3、字节输入流InputStreamjava.io.InputStream
抽象类是表示字节输入流的所有类的超类,可以读取字节信息到内存中。它定义了字节输入流的基本共性功能方法。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 。
4、 FileInputStream类
FileInputStream:文件字节输入流
作用:把硬盘文件中的数据,读取到内存中使用
构造方法:
FileInputStream(String name)
FileInputStream(File file)
参数:读取文件的数据源
String name:文件的路径
File file:文件
构造方法的作用:
1.会创建一个FileInputStream对象
2.会把FileInputStream对象指定构造方法中要读取的文件
读取数据的原理(硬盘-->内存)
java程序-->JVM-->OS-->OS读取数据的方法-->读取文件
字节输入流的使用步骤(重点):
1.创建FileInputStream对象,构造方法中绑定要读取的数据源
2.使用FileInputStream对象中的方法read,读取文件
3.释放资源
public class DemoInputStream {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//1.创建FileInputStream对象,构造方法中绑定要读取的数据源
FileInputStream fis = new FileInputStream("Code\\c.txt");
//2.使用FileInputStream对象中的方法read,读取文件
//int read()读取文件中的一个字节并返回,读取到文件的末尾返回-1
/*int len = fis.read();
System.out.println(len);//97 a
len = fis.read();
System.out.println(len);// 98 b
len = fis.read();
System.out.println(len);//99 c
len = fis.read();
System.out.println(len);//-1
len = fis.read();
System.out.println(len);//-1*/
/*
发现以上读取文件是一个重复的过程,所以可以使用循环优化
不知道文件中有多少字节,使用while循环
while循环结束条件,读取到-1的时候结束
布尔表达式(len = fis.read())!=-1
1.fis.read():读取一个字节
2.len = fis.read():把读取到的字节赋值给变量len
3.(len = fis.read())!=-1:判断变量len是否不等于-1
*/
int len = 0; //记录读取到的字节
while((len = fis.read())!=-1){
System.out.print(len);//abc
}
//3.释放资源
fis.close();
}
}
使用字节输入流一次读取多个字节的方法,数组缓冲区一次可以读取多个,提高效率。
int read(byte[] b) 从输入流中读取一定数量的字节,并将其存储在缓冲区数组 b 中。
明确两件事情:
1.方法的参数byte[]的作用?
起到缓冲作用,存储每次读取到的多个字节
数组的长度一把定义为1024(1kb)或者1024的整数倍
2.方法的返回值int是什么?
每次读取的有效字节个数
String类的构造方法
String(byte[] bytes) :把字节数组转换为字符串
String(byte[] bytes, int offset, int length) 把字节数组的一部分转换为字符串 offset:数组的开始索引 length:转换的字节个数
演示代码如下:
public class Demo02InputStream {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//创建FileInputStream对象,构造方法中绑定要读取的数据源
FileInputStream fis = new FileInputStream("Code\\b.txt");
byte[] bytes = new byte[1024];//存储读取到的多个字节
int len = 0; //记录每次读取的有效字节个数
while((len = fis.read(bytes))!=-1){
//String(byte[] bytes, int offset, int length) 把字节数组的一部分转换为字符串 offset:数组的开始索引 length:转换的字节个数
System.out.println(new String(bytes,0,len));
}
//释放资源
fis.close();
}
}
字节流读取文件的原理:
字节流练习:图片复制
复制图片文件,代码使用演示:
/*
文件复制练习:一读一写
明确:
数据源: c:\\1.jpg
数据的目的地: d:\\1.jpg
文件复制的步骤:
1.创建一个字节输入流对象,构造方法中绑定要读取的数据源
2.创建一个字节输出流对象,构造方法中绑定要写入的目的地
3.使用字节输入流对象中的方法read读取文件
4.使用字节输出流中的方法write,把读取到的字节写入到目的地的文件中
5.释放资源
*/
public class DemoCopyFile {
public static void main(String[] args) throws IOException {
long s = System.currentTimeMillis();
//1.创建一个字节输入流对象,构造方法中绑定要读取的数据源
FileInputStream fis = new FileInputStream("c:\\1.jpg");
//2.创建一个字节输出流对象,构造方法中绑定要写入的目的地
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("d:\\1.jpg");
//一次读取一个字节写入一个字节的方式
//3.使用字节输入流对象中的方法read读取文件
/*int len = 0;
while((len = fis.read())!=-1){
//4.使用字节输出流中的方法write,把读取到的字节写入到目的地的文件中
fos.write(len);
}*/
//使用数组缓冲读取多个字节,写入多个字节
byte[] bytes = new byte[1024];
//3.使用字节输入流对象中的方法read读取文件
int len = 0;//每次读取的有效字节个数
while((len = fis.read(bytes))!=-1){
//4.使用字节输出流中的方法write,把读取到的字节写入到目的地的文件中
fos.write(bytes,0,len);
}
//5.释放资源(先关写的,后关闭读的;如果写完了,肯定读取完毕了)
fos.close();
fis.close();
long e = System.currentTimeMillis();
System.out.println("复制文件共耗时:"+(e-s)+"毫秒");
}
}
三、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。就是遇到中文字符时,可能不会显示完整的字符,那是因为一个中文字符可能占用多个字节存储。所以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。
1、字符输入流Readerjava.io.Reader
抽象类是表示用于读取字符流的所有类的超类,可以读取字符信息到内存中。它定义了字符输入流的基本共性功能方法。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 。
/*
java.io.Reader:字符输入流,是字符输入流的最顶层的父类,定义了一些共性的成员方法,是一个抽象类
共性的成员方法:
int read() 读取单个字符并返回。
int read(char[] cbuf)一次读取多个字符,将字符读入数组。
void close() 关闭该流并释放与之关联的所有资源。
java.io.FileReader extends InputStreamReader extends Reader
FileReader:文件字符输入流
作用:把硬盘文件中的数据以字符的方式读取到内存中
构造方法:
FileReader(String fileName)
FileReader(File file)
参数:读取文件的数据源
String fileName:文件的路径
File file:一个文件
FileReader构造方法的作用:
1.创建一个FileReader对象
2.会把FileReader对象指向要读取的文件
字符输入流的使用步骤:
1.创建FileReader对象,构造方法中绑定要读取的数据源
2.使用FileReader对象中的方法read读取文件
3.释放资源
*/
public class DemoReader {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//1.创建FileReader对象,构造方法中绑定要读取的数据源
FileReader fr = new FileReader("Code\\c.txt");
//2.使用FileReader对象中的方法read读取文件
//int read() 读取单个字符并返回。
/*int len = 0;
while((len = fr.read())!=-1){
System.out.print((char)len);
}*/
//int read(char[] cbuf)一次读取多个字符,将字符读入数组。
char[] cs = new char[1024];//存储读取到的多个字符
int len = 0;//记录的是每次读取的有效字符个数
while((len = fr.read(cs))!=-1){
/*
String类的构造方法
String(char[] value) 把字符数组转换为字符串
String(char[] value, int offset, int count) 把字符数组的一部分转换为字符串 offset数组的开始索引 count转换的个数
*/
System.out.println(new String(cs,0,len));
}
//3.释放资源
fr.close();
}
}
2、 字符输出流Writerjava.io.Writer
抽象类是表示用于写出字符流的所有类的超类,将指定的字符信息写出到目的地。它定义了字节输出流的基本共性功能方法。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 off, int len)
写入字符数组的某一部分,off数组的开始索引,len写的字符个数。void write(String str)
写入字符串。void write(String str, int off, int len)
写入字符串的某一部分,off字符串的开始索引,len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。
/*
java.io.Reader:字符输入流,是字符输入流的最顶层的父类,定义了一些共性的成员方法,是一个抽象类
共性的成员方法:
int read() 读取单个字符并返回。
int read(char[] cbuf)一次读取多个字符,将字符读入数组。
void close() 关闭该流并释放与之关联的所有资源。
java.io.FileReader extends InputStreamReader extends Reader
FileReader:文件字符输入流
作用:把硬盘文件中的数据以字符的方式读取到内存中
构造方法:
FileReader(String fileName)
FileReader(File file)
参数:读取文件的数据源
String fileName:文件的路径
File file:一个文件
FileReader构造方法的作用:
1.创建一个FileReader对象
2.会把FileReader对象指向要读取的文件
字符输入流的使用步骤:
1.创建FileReader对象,构造方法中绑定要读取的数据源
2.使用FileReader对象中的方法read读取文件
3.释放资源
*/
public class DemoReader {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//1.创建FileReader对象,构造方法中绑定要读取的数据源
FileReader fr = new FileReader("Code\\c.txt");
//2.使用FileReader对象中的方法read读取文件
//int read() 读取单个字符并返回。
/*int len = 0;
while((len = fr.read())!=-1){
System.out.print((char)len);
}*/
//int read(char[] cbuf)一次读取多个字符,将字符读入数组。
char[] cs = new char[1024];//存储读取到的多个字符
int len = 0;//记录的是每次读取的有效字符个数
while((len = fr.read(cs))!=-1){
/*
String类的构造方法
String(char[] value) 把字符数组转换为字符串
String(char[] value, int offset, int count) 把字符数组的一部分转换为字符串 offset数组的开始索引 count转换的个数
*/
System.out.println(new String(cs,0,len));
}
//3.释放资源
fr.close();
}
}
字符流,只能操作文本文件,不能操作图片,视频等非文本文件。当我们单纯读或者写文本文件时 使用字符流 其他情况使用字节流。
3、关闭和刷新
flush方法和close方法的区别:
flush :刷新缓冲区,流对象可以继续使用。
close: 先刷新缓冲区,然后通知系统释放资源。流对象不可以再被使用了。
public class DemoCloseAndFlush {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//1.创建FileWriter对象,构造方法中绑定要写入数据的目的地
FileWriter fw = new FileWriter("Code\\e.txt");
//2.使用FileWriter中的方法write,把数据写入到内存缓冲区中(字符转换为字节的过程)
//void write(int c) 写入单个字符。
fw.write(97);
//3.使用FileWriter中的方法flush,把内存缓冲区中的数据,刷新到文件中
fw.flush();
//刷新之后流可以继续使用
fw.write(98);
//4.释放资源(会先把内存缓冲区中的数据刷新到文件中)
fw.close();
//close方法之后流已经关闭了,已经从内存中消失了,流就不能再使用了
fw.write(99);//IOException: Stream closed
}
}
四、IO异常的处理
1、JDK7前处理
之前的入门练习,我们一直把异常抛出,而实际开发中并不能这样处理,建议使用try...catch...finally
代码块,处理异常部分,代码使用演示:
/*
在jdk1.7之前使用try catch finally 处理流中的异常
格式:
try{
可能会产出异常的代码
}catch(异常类变量 变量名){
异常的处理逻辑
}finally{
一定会指定的代码
资源释放
}
*/
public class DemoTryCatch {
public static void main(String[] args) {
//提高变量fw的作用域,让finally可以使用
//变量在定义的时候,可以没有值,但是使用的时候必须有值
//fw = new FileWriter("Code\\g.txt",true); 执行失败,fw没有值,fw.close会报错
FileWriter fw = null;
try{
//可能会产出异常的代码
fw = new FileWriter("w:\\Code\\g.txt",true);
for (int i = 0; i <10 ; i++) {
fw.write("HelloWorld"+i+"\r\n");
}
}catch(IOException e){
//异常的处理逻辑
System.out.println(e);
}finally {
//一定会指定的代码
//创建对象失败了,fw的默认值就是null,null是不能调用方法的,会抛出NullPointerException,需要增加一个判断,不是null在把资源释放
if(fw!=null){
try {
//fw.close方法声明抛出了IOException异常对象,所以我们就的处理这个异常对象,要么throws,要么try catch
fw.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
}
2、JDK7的处理
还可以使用JDK7优化后的try-with-resource
语句,该语句确保了每个资源在语句结束时关闭。所谓的资源(resource)是指在程序完成后,必须关闭的对象。
/*
JDK7的新特性
在try的后边可以增加一个(),在括号中可以定义流对象
那么这个流对象的作用域就在try中有效
try中的代码执行完毕,会自动把流对象释放,不用写finally
格式:
try(定义流对象;定义流对象....){
可能会产出异常的代码
}catch(异常类变量 变量名){
异常的处理逻辑
}
*/
public class DemoJDK7 {
public static void main(String[] args) {
try(//1.创建一个字节输入流对象,构造方法中绑定要读取的数据源
FileInputStream fis = new FileInputStream("c:\\1.jpg");
//2.创建一个字节输出流对象,构造方法中绑定要写入的目的地
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("d:\\1.jpg");){
//可能会产出异常的代码
//一次读取一个字节写入一个字节的方式
//3.使用字节输入流对象中的方法read读取文件
int len = 0;
while((len = fis.read())!=-1){
//4.使用字节输出流中的方法write,把读取到的字节写入到目的地的文件中
fos.write(len);
}
}catch (IOException e){
//异常的处理逻辑
System.out.println(e);
}
}
}
3、JDK9的改进
JDK9中try-with-resource
的改进,对于引入对象的方式,支持的更加简洁。被引入的对象,同样可以自动关闭,无需手动close。
// 被final修饰的对象
final Resource resource1 = new Resource("resource1");
// 普通对象
Resource resource2 = new Resource("resource2");
// 引入方式:直接引入
try (resource1; resource2) {
// 使用对象
}
/*
JDK9新特性
try的前边可以定义流对象
在try后边的()中可以直接引入流对象的名称(变量名)
在try代码执行完毕之后,流对象也可以释放掉,不用写finally
格式:
A a = new A();
B b = new B();
try(a,b){
可能会产出异常的代码
}catch(异常类变量 变量名){
异常的处理逻辑
}
*/
public class DemoJDK9 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//1.创建一个字节输入流对象,构造方法中绑定要读取的数据源
FileInputStream fis = new FileInputStream("c:\\1.jpg");
//2.创建一个字节输出流对象,构造方法中绑定要写入的目的地
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("d:\\1.jpg");
try(fis;fos){
//一次读取一个字节写入一个字节的方式
//3.使用字节输入流对象中的方法read读取文件
int len = 0;
while((len = fis.read())!=-1){
//4.使用字节输出流中的方法write,把读取到的字节写入到目的地的文件中
fos.write(len);
}
}catch (IOException e){
System.out.println(e);
}
//fos.write(1);//Stream Closed
}
}
五、 Properties属性集
java.util.Properties
继承于Hashtable
,来表示一个持久的属性集。它使用键值结构存储数据,每个键及其对应值都是一个字符串。该类也被许多Java类使用,比如获取系统属性时,System.getProperties
方法就是返回一个Properties
对象。
java.util.Properties集合 extends Hashtable<k,v> implements Map<k,v>
Properties 类表示了一个持久的属性集。Properties 可保存在流中或从流中加载。
Properties集合是一个唯一和IO流相结合的集合
可以使用Properties集合中的方法store,把集合中的临时数据,持久化写入到硬盘中存储
可以使用Properties集合中的方法load,把硬盘中保存的文件(键值对),读取到集合中使用
属性列表中每个键及其对应值都是一个字符串。
Properties集合是一个双列集合,key和value默认都是字符串
public class Demo01Properties {
public static void main(String[] args) throws IOException {
show03();
}
/*
可以使用Properties集合中的方法load,把硬盘中保存的文件(键值对),读取到集合中使用
void load(InputStream inStream)
void load(Reader reader)
参数:
InputStream inStream:字节输入流,不能读取含有中文的键值对
Reader reader:字符输入流,能读取含有中文的键值对
使用步骤:
1.创建Properties集合对象
2.使用Properties集合对象中的方法load读取保存键值对的文件
3.遍历Properties集合
注意:
1.存储键值对的文件中,键与值默认的连接符号可以使用=,空格(其他符号)
2.存储键值对的文件中,可以使用#进行注释,被注释的键值对不会再被读取
3.存储键值对的文件中,键与值默认都是字符串,不用再加引号
*/
private static void show03() throws IOException {
//1.创建Properties集合对象
Properties prop = new Properties();
//2.使用Properties集合对象中的方法load读取保存键值对的文件
prop.load(new FileReader("Code\\prop.txt"));
//prop.load(new FileInputStream("Code\\prop.txt"));
//3.遍历Properties集合
Set<String> set = prop.stringPropertyNames();
for (String key : set) {
String value = prop.getProperty(key);
System.out.println(key+"="+value);
}
}
/*
可以使用Properties集合中的方法store,把集合中的临时数据,持久化写入到硬盘中存储
void store(OutputStream out, String comments)
void store(Writer writer, String comments)
参数:
OutputStream out:字节输出流,不能写入中文
Writer writer:字符输出流,可以写中文
String comments:注释,用来解释说明保存的文件是做什么用的
不能使用中文,会产生乱码,默认是Unicode编码
一般使用""空字符串
使用步骤:
1.创建Properties集合对象,添加数据
2.创建字节输出流/字符输出流对象,构造方法中绑定要输出的目的地
3.使用Properties集合中的方法store,把集合中的临时数据,持久化写入到硬盘中存储
4.释放资源
*/
private static void show02() throws IOException {
//1.创建Properties集合对象,添加数据
Properties prop = new Properties();
prop.setProperty("赵丽颖","168");
prop.setProperty("迪丽热巴","165");
prop.setProperty("古力娜扎","160");
//2.创建字节输出流/字符输出流对象,构造方法中绑定要输出的目的地
//FileWriter fw = new FileWriter("Code\\prop.txt");
//3.使用Properties集合中的方法store,把集合中的临时数据,持久化写入到硬盘中存储
//prop.store(fw,"save data");
//4.释放资源
//fw.close();
prop.store(new FileOutputStream("Code\\prop2.txt"),"");
}
/*
使用Properties集合存储数据,遍历取出Properties集合中的数据
Properties集合是一个双列集合,key和value默认都是字符串
Properties集合有一些操作字符串的特有方法
Object setProperty(String key, String value) 调用 Hashtable 的方法 put。
String getProperty(String key) 通过key找到value值,此方法相当于Map集合中的get(key)方法
Set<String> stringPropertyNames() 返回此属性列表中的键集,其中该键及其对应值是字符串,此方法相当于Map集合中的keySet方法
*/
private static void show01() {
//创建Properties集合对象
Properties prop = new Properties();
//使用setProperty往集合中添加数据
prop.setProperty("赵丽颖","168");
prop.setProperty("迪丽热巴","165");
prop.setProperty("古力娜扎","160");
//prop.put(1,true);
//使用stringPropertyNames把Properties集合中的键取出,存储到一个Set集合中
Set<String> set = prop.stringPropertyNames();
//遍历Set集合,取出Properties集合的每一个键
for (String key : set) {
//使用getProperty方法通过key获取value
String value = prop.getProperty(key);
System.out.println(key+"="+value);
}
}
}
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