Java 高级编程-输入与输出支持

学习阿里云大学零基础学Java系列 Java高级编程

1. 打印流

如果现在要想通过程序实现内容的输出，核心的本质一定要依靠OutputStream类完成，但是OutputStream类有一个最大的缺点，这个类中的数据输出操作功能有限（public void write(byte[] b) throws IOException），所有的数据一定要转为字节数组后才可输出，于是假设说现在项目里可能输出long、double、Date，再这样的情况下就必须将这些数据变为字节的形式来处理，这样的处理一定是非常麻烦，所以在开发之中为了避免此类重复操作，往往会由开发者自行定义一些功能类来简化输出过程。

范例：打印流设计思想

package IOKnowledge;
import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
/**
 *
 * @author sunlh
 *
 */
class PrintUtil implements AutoCloseable {// 实现一些常用数据的输出
     private OutputStream output;// 不管现在如何进行输出操作，核心使用的就是OutputStream
     public PrintUtil(OutputStream output) {// 由外部来决定输出的位置
           this.output = output;
     }

     public void print(long num) {
           this.print(String.valueOf(num));
     }

     public void println(long num) {
           this.println(String.valueOf(num));
     }

     public void print(String str) {// 输出字符串
           try {
                this.output.write(str.getBytes());// 输出
           } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
           }
     }

     public void println(String str) {
           this.print(str + "\r\n");
     }
     @Override
     public void close() throws Exception {
           this.output.close();
     }


}
public class Test {

     public static void main(String[] args) throws Exception {
           File file = new File("d:" + File.separator + "hello" + File.separator + "mldn.txt");// 定义操作文件
           PrintUtil pu = new PrintUtil(new FileOutputStream(file));
           pu.println("姓名，小强子");
           pu.print("年龄，");
           pu.println(78);
           pu.close();
     }

}

在整个操作过程中打印流的设计思想的本质在于：提高已有类的功能，例如：OutputStream是唯一可以实现输出的操作标准来，所以应该以其为核心根本，但是这个类输出的操作功能有限，所以不方便进行输出各个数据类型，那么就为它做出了一层包装，所以此时采用的设计思想就是“装饰设计模式”。

但是既然所有的开发者都已经发现了原始中的OutputStream功能的不足，设计者也一定可以发现，所以为了解决输出问题，在java.io包里面提供有打印流：PrintStream、PrintWriter。

PrintStream	PrintWriter
public class PrintStream extends FilterOutputStream implements Appendable, Closeable	public class PrintWriter extends Writer
JDK1.0	JDK1.1
public PrintStream(OutputStream out)	public PrintWriter(OutputStream out)，public PrintWriter(Writer out)

下面使用PrintWriter来实现数据的输出操作
范例：数据输出

package IOKnowledge;
import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.PrintWriter;
/**
 *
 * @author sunlh
 *
 */
public class Test {

     public static void main(String[] args) throws Exception {
           File file = new File("d:" + File.separator + "hello" + File.separator + "mldn.txt");// 定义操作文件
           PrintWriter pu = new PrintWriter(new FileOutputStream(file));
           pu.println("姓名，小强");
           pu.print("年龄，");
           pu.println(78);
           pu.close();
     }

}

从JDK1.5开始PrintWriter类里面追加有格式化输出的操作支持：public PrintWriter printf(String format, Object… args)

     public static void main(String[] args) throws Exception {
           File file = new File("d:" + File.separator + "hello" + File.separator + "mldn.txt");// 定义操作文件
           PrintWriter pu = new PrintWriter(new FileOutputStream(file));
           String name = "小强子";
           int age = 78;
           double salary = 72343.23423;
           pu.printf("姓名：%s，年龄：%d，收入：%9.2f", name, age, salary);
           pu.close();
     }

比起直接使用OutputStream类，使用PrintWriter、PrintStream类的处理操作会更加简单。以后只要是程序进行内容输出的时候全部使用打印流。

2. System类对IO的支持

System类是一个系统类，而且是一个从头到尾一直都在使用的系统类，而在这个系统类中提供有三个常量：

• 标准输出（显示器）：public static final PrintStream out
• 错误输出：public static final PrintStream err
• 标准输入（键盘）：public static final InputStream in

范例：观察输出

     public static void main(String[] args) throws Exception {
           try {
                Integer.parseInt("a");                
           } catch (Exception e) {
                System.out.println(e);
                System.err.println(e);
           }
     }

java.lang.NumberFormatException: For input string: "a"
java.lang.NumberFormatException: For input string: "a"（红色）

System.out和System.err都是同一种类型的，如果现在使用的是Eclipse则在进行使用System.err输出的时候会使用红色字体，而在使用System.out的时候使用黑色字体。

最早设置两个输出操作是有目的的：System.out是输出那些希望用户可以看见的信息，System.err是输出那些不希望用户看见的信息，如果有需要可以修改输出的位置：

• 修改out的输出位置：public static void setOut(PrintStream out)
• 修改err的输出位置：public static void setErr(PrintStream err)

范例：修改System.err的输出位置

     public static void main(String[] args) throws Exception {
           System.setErr(new PrintStream(new FileOutputStream(new File("d:" + File.separator + "hello" + File.separator + "mldn.txt"))));
           try {
                Integer.parseInt("a");                
           } catch (Exception e) {
                System.out.println(e);
                System.err.println(e);// 输出到文件里
           }
     }

在System类里面还提供有一个in的常量，而这个常量对应的是标准输入设备键盘的输入处理，可以实现键盘数据输入。
范例：实现键盘输入

     public static void main(String[] args) throws Exception {
           InputStream input = System.in;// 此时的输入流为键盘输入
           System.out.println("请输入信息:");
           byte [] data = new byte[1024];
           int len = input.read(data);
           System.out.println("输入内容为：" + new String(data, 0, len));
     }

但是这样的键盘输入处理本身是有缺陷的：如果你现在的长度不足，那么只能够接收部分数据，所以这个输入就有可能需要进行重复的输入流数据接收，而且在接收的时候有可能牵扯到输入中文的情况，如果中文处理不当，有可能造成乱码。

3. BufferedReader缓存输入流

BufferedReader类提供的是一个缓冲字符输入流i的概念，也就是说利用BufferedReader类可以很好的解决输入流数据的读取问题，这个类是在最初的时候提供的最完善的数据输入的处理（JDK1.5之前，JDK1.5之后出了一个功能更强大的类代替此类），之所以使用这个类来处理，是因为这个类之中提供有一个更重要的处理方法。

• 读取一行数据：public String readLine() throws IOException

下面将利用这个类实现键盘输入数据的标准化定义

     public static void main(String[] args) throws IOException {
           BufferedReader input = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
           System.out.println("请输入信息:");
           String msg = input.readLine();// 接收输入信息
           System.out.println("输入内容为：" + msg);
     }

在以后实际的开发过程之中经常会遇见输入数据的情况，而所有输入数据的类型都是通过String描述的，那么这样就方便了接收者进行各种处理。

范例：接收整型输入并且验证

     public static void main(String[] args) throws IOException {
           BufferedReader input = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
           System.out.println("请输入您的年龄:");
           String msg = input.readLine();// 接收输入信息
           if(msg.matches("\\d{1,3}")) {// 是否由数字所组成
                int age = Integer.parseInt(msg);
                System.out.println("年龄为：" + age);
           } else {
                System.out.println("请输入正确的年龄数字");
           }

对于现在的Java开发由键盘输入数据的情况并不多，但是作为一些基础的逻辑训练还是可以使用键盘输入的，而键盘输入数据的标准做法（JDK1.5）就是上面的实现操作。实际开发中所有的输入数据全部都是字符串，方便验证与复杂处理。

4. Scanner扫描流

java.util.Scanner是从JDK1.5之后追加的一个程序类，其主要的目的是为了解决输入流的访问问题的，可以理解为BufferedReader类的替代功能类。在Scanner类里面有如下几种操作方法：

• 构造：public Scanner(InputStream source)
• 判断是否有数据：public boolean hasNext()
• 取出数据：public String next()
• 设置分隔符：public Scanner useDelimiter(String pattern)

范例：使用Scanner实现键盘数据输入

     public static void main(String[] args) throws Exception{
           Scanner scanner = new Scanner(System.in);
           System.out.println("请输入年龄：");
           if(scanner.hasNextInt()) {// 判断是否有整数输入
                int age = scanner.nextInt();// 直接获取数字
                System.out.println("年龄：" + age);
           } else {
                System.out.println("请输入正确年龄");
           }
           scanner.close();
     }

Scanner的处理更为简单

范例：输入一个字符串

     public static void main(String[] args) throws Exception{
           Scanner scanner = new Scanner(System.in);
           System.out.println("请输入信息：");
           if(scanner.hasNext()) {// 判断是否有输入，直接空格不算输入
                String msg = scanner.next();// 直接获取输入内容
                System.out.println("输入的内容：" + msg);
           }
           scanner.close();
     }

使用Scanner输入数据还有一个最大的特点是可以直接利用正则进行验证判断

范例：输入一个人的生日

     public static void main(String[] args) throws Exception{
           Scanner scanner = new Scanner(System.in);
           System.out.println("请输入生日日期：");
           if(scanner.hasNext("\\d{4}-\\d{2}-\\d{2}")) {// 判断输入格式
                String msg = scanner.next("\\d{4}-\\d{2}-\\d{2}");// 直接获取输入内容，可以加验证
                System.out.println("输入的内容：" + new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd").parse(msg));
           }
           scanner.close();
     }

Scanner的整体设计要好于BufferedReader，而且要比直接使用InputStream类读取要方便

如果要读取一个文本文件中的所有内容信息，如果采用的是InputStream类，那么就必须依靠内存输出流进行临时数据保存，还需要判断的内容是否需要换行，最后输出。

范例：使用Scanner读取

     public static void main(String[] args) throws Exception{
           Scanner scanner = new Scanner(new File("d:" + File.separator + "hello" + File.separator + "mldn.txt"));
           System.out.println("请输入生日日期：");
           scanner.useDelimiter("\n");// 设置读取分隔符（换行符）
           while (scanner.hasNext()) {
                System.out.println(scanner.next());
           }
           scanner.close();
     }

在开发过程中，如果程序需要输出数据一定使用打印流，输入数据一定使用Scanner（BufferedReader）。