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File类与IO流(三)

时间:2020-06-16 15:28:31      阅读:47      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

一、缓冲流

之前学习的是基本的一些流作为IO流的入门,今天学习的是更强大的流。比如能够高效读写的缓冲流,能够转换编码的转换流,能够持久化存储对象的序列化流等等。这些流都是在基本的流对象基础之上创建而来。

1. 概述

缓冲流也叫高效流,是对4个基本的FileXxx 流的增强,所以也是4个流,按照数据类型分类:

  • 字节缓冲流
    • BufferedInputStream
    • ``BufferedOutputStream`
  • 字符缓冲流
    • BufferedReader
    • BufferedWriter

缓冲流的基本原理是在创建流对象时,创建一个内置的默认大小的缓冲区数组,通过缓冲区读写减少系 统IO次数,从而提高读写的效率

2. 字节缓冲流

字节缓冲输出流

java.io.BufferedOutputStream extends OutputStream

BufferedOutputStream:字节缓冲输出流

继承自父类的共性成员方法:

  • 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

构造方法

  • BufferedOutputStream(OutputStream out) 创建一个新的缓冲输出流,以将数据写入指定的底层输出流
  • BufferedOutputStream(OutputStream out, int size) 创建一个新的缓冲输出流,以将具有指定缓冲区大小的数据写入指定的底层输出流。

参数:

  • OutputStream out:字节输出流
    • 我们可以传递FileOutputStream,缓冲流会给FileOutputStream增加一个缓冲区,提高FileOutputStream的写入效率
    • int size:指定缓冲流内部缓冲区的大小,不指定默认

使用步骤(重点):

  • 创建FileOutputStream对象,构造方法中绑定要输出的目的地
  • 创建BufferedOutputStream对象,构造方法中传递FileOutputStream对象对象,提高FileOutputStream对象效率
  • 使用BufferedOutputStream对象中的方法write,把数据写入到内部缓冲区中
  • 使用BufferedOutputStream对象中的方法flush,把内部缓冲区中的数据,刷新到文件中
  • 释放资源(会先调用flush方法刷新数据,第4部可以省略)
public class Demo01BufferedOutputStream {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1.创建FileOutputStream对象,构造方法中绑定要输出的目的地
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("10_IO\\a.txt");
        //2.创建BufferedOutputStream对象,构造方法中传递FileOutputStream对象对象,提高FileOutputStream对象效率
        BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(fos);
        //3.使用BufferedOutputStream对象中的方法write,把数据写入到内部缓冲区中
        bos.write("我把数据写入到内部缓冲区中".getBytes());
        //4.使用BufferedOutputStream对象中的方法flush,把内部缓冲区中的数据,刷新到文件中
        bos.flush();
        //5.释放资源(会先调用flush方法刷新数据,第4步可以省略)
        bos.close();
    }

}

字节缓冲输入流

java.io.BufferedInputStream extends InputStream
BufferedInputStream:字节缓冲输入流

继承自父类的成员方法:

  • int read()从输入流中读取数据的下一个字节
  • 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
  • void close() 关闭此输入流并释放与该流关联的所有系统资源

构造方法

  • BufferedInputStream(InputStream in) 创建一个 BufferedInputStream 并保存其参数,即输入流 in,以便将来使用
  • BufferedInputStream(InputStream in, int size) 创建具有指定缓冲区大小的 BufferedInputStream 并保存其参数,即输入流 in,以便将来使用

参数:

  • InputStream in:字节输入流
    • 我们可以传递FileInputStream,缓冲流会给FileInputStream增加一个缓冲区,提高FileInputStream的读取效率
  • int size:指定缓冲流内部缓冲区的大小,不指定默认

使用步骤(重点):

  • 创建FileInputStream对象,构造方法中绑定要读取的数据源
  • 创建BufferedInputStream对象,构造方法中传递FileInputStream对象,提高FileInputStream对象的读取效率
  • 使用BufferedInputStream对象中的方法read,读取文件
  • 释放资源
public class Demo02BufferedInputStream {
    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("10_IO\\a.txt");
        //2.创建BufferedInputStream对象,构造方法中传递FileInputStream对象,提高FileInputStream对象的读取效率
        BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(fis);
        //3.使用BufferedInputStream对象中的方法read,读取文件
        //int read()从输入流中读取数据的下一个字节。
        /*int len = 0;//记录每次读取到的字节
        while((len = bis.read())!=-1){
            System.out.println(len);
        }*/

        //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。
        byte[] bytes =new byte[1024];//存储每次读取的数据
        int len = 0; //记录每次读取的有效字节个数
        while((len = bis.read(bytes))!=-1){
            System.out.println(new String(bytes,0,len));
        }

        //4.释放资源
        bis.close();
    }
}

效率测试——复制文件

查询API,缓冲流读写方法与基本的流是一致的,我们通过复制大文件(375MB),测试它的效率

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

基本流

代码如下:

public class BufferedDemo {
    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
        // 记录开始时间
      	long start = System.currentTimeMillis();
		// 创建流对象
        try (
        	FileInputStream fis = new FileInputStream("jdk9.exe");
        	FileOutputStream fos = new FileOutputStream("copy.exe")
        ){
        	// 读写数据
            int b;
            while ((b = fis.read()) != -1) {
                fos.write(b);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
		// 记录结束时间
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("普通流复制时间:"+(end - start)+" 毫秒");
    }
}

十几分钟过去了...

缓冲流

public class BufferedDemo {
    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
        // 记录开始时间
      	long start = System.currentTimeMillis();
		// 创建流对象
        try (
        	BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("jdk9.exe"));
	     BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("copy.exe"));
        ){
        // 读写数据
            int b;
            while ((b = bis.read()) != -1) {
                bos.write(b);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
		// 记录结束时间
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("缓冲流复制时间:"+(end - start)+" 毫秒");
    }
}

缓冲流复制时间:8016 毫秒

如何更快呢?

使用数组的方式,代码如下:

public class BufferedDemo {
    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
      	// 记录开始时间
        long start = System.currentTimeMillis();
		// 创建流对象
        try (
			BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("jdk9.exe"));
		 BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("copy.exe"));
        ){
          	// 读写数据
            int len;
            byte[] bytes = new byte[8*1024];
            while ((len = bis.read(bytes)) != -1) {
                bos.write(bytes, 0 , len);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
		// 记录结束时间
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("缓冲流使用数组复制时间:"+(end - start)+" 毫秒");
    }
}
缓冲流使用数组复制时间:666 毫秒

3. 字符缓冲流

字符缓冲输出流

java.io.BufferedWriter extends Writer

继承自父类的共性成员方法:

  • void write(int c) 写入单个字符。
  • id 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
    • id write(String str)写入字符串
      - vo - 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。
  • id flush()刷新该流的缓冲。
    • void close() 关闭此流,但要先刷新它。

构造方法

  • BufferedWriter(Writer out) 创建一个使用默认大小输出缓冲区的缓冲字符输出流
  • BufferedWriter(Writer out, int sz) 创建一个使用给定大小输出缓冲区的新缓冲字符输出流

参数:

  • Writer out,字符输出流
    • 我们可以传递FileWriter,缓冲流会给FileWriter增加一个缓冲区,提高FileWriter的写入效率
  • int sz,指定缓冲区的大小,不写默认大小

特有的成员方法:

  • void newLine() ,写入 一个行分隔符。会根据不同的操作系统,获取不同的行分隔符
    • 换行:换行符号
      windows:\r\n
      linux:/n
      mac:/r

使用步骤:

  • 创建字符缓冲输出流对象,构造方法中传递字符输出流
  • 调用字符缓冲输出流中的方法write,把数据写入到内存缓冲区中
  • 调用字符缓冲输出流中的方法flush,把内存缓冲区中的数据,刷新到文件中
  • 释放资源
public class Demo03BufferedWriter {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //System.out.println();
        //1.创建字符缓冲输出流对象,构造方法中传递字符输出流
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("10_IO\\c.txt"));
        //2.调用字符缓冲输出流中的方法write,把数据写入到内存缓冲区中
        for (int i = 0; i <10 ; i++) {
            bw.write("夏天有点热");
            //bw.write("\r\n");
            bw.newLine();
        }
        //3.调用字符缓冲输出流中的方法flush,把内存缓冲区中的数据,刷新到文件中
        bw.flush();
        //4.释放资源
        bw.close();
    }
}

字符缓冲输入流

java.io.BufferedReader extends Reader

BufferedReader:字符缓冲输入流

继承自父类的共性成员方法:

  • 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。

构造方法:

  • BufferedReader(Reader in) 创建一个使用默认大小输入缓冲区的缓冲字符输入流。
  • BufferedReader(Reader in, int sz) 创建一个使用指定大小输入缓冲区的缓冲字符输入流。

参数:

  • Reader in:字符输入流
    • 我们可以传递FileReader,缓冲流会给FileReader增加一个缓冲区,提高FileReader的读取效率

特有的成员方法:

  • String readLine() 读取一个文本行。读取一行数据
    • 行的终止符号:通过下列字符之一即可认为某行已终止:换行 (‘\n‘)、回车 (‘\r‘) 或回车后直接跟着换行(\r\n)
  • 返回值:
    • 包含该行内容的字符串,不包含任何行终止符,如果已到达流末尾,则返回 null

使用步骤:

  • 创建字符缓冲输入流对象,构造方法中传递字符输入流
  • 使用字符缓冲输入流对象中的方法read/readLine读取文本
  • 释放资源
public class Demo04BufferedReader {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1.创建字符缓冲输入流对象,构造方法中传递字符输入流
        BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("10_IO\\c.txt"));

        //2.使用字符缓冲输入流对象中的方法read/readLine读取文本
        /*String line = br.readLine();
        System.out.println(line);

        line = br.readLine();
        System.out.println(line);

        line = br.readLine();
        System.out.println(line);

        line = br.readLine();
        System.out.println(line);*/

        /*
            发下以上读取是一个重复的过程,所以可以使用循环优化
            不知道文件中有多少行数据,所以使用while循环
            while的结束条件,读取到null结束
         */
        String line;
        while((line = br.readLine())!=null){
            System.out.println(line);
        }

        //3.释放资源
        br.close();
    }
}

4. 练习——文本排序

请将文本信息恢复顺序。

3.侍中、侍郎郭攸之、费祎、董允等,此皆良实,志虑忠纯,是以先帝简拔以遗陛下。愚以为宫中之事,事无大小,悉以咨之,然后施行,必得裨补阙漏,有所广益。
8.愿陛下托臣以讨贼兴复之效,不效,则治臣之罪,以告先帝之灵。若无兴德之言,则责攸之、祎、允等之慢,以彰其咎;陛下亦宜自谋,以咨诹善道,察纳雅言,深追先帝遗诏,臣不胜受恩感激。
4.将军向宠,性行淑均,晓畅军事,试用之于昔日,先帝称之曰能,是以众议举宠为督。愚以为营中之事,悉以咨之,必能使行阵和睦,优劣得所。
2.宫中府中,俱为一体,陟罚臧否,不宜异同。若有作奸犯科及为忠善者,宜付有司论其刑赏,以昭陛下平明之理,不宜偏私,使内外异法也。
1.先帝创业未半而中道崩殂,今天下三分,益州疲弊,此诚危急存亡之秋也。然侍卫之臣不懈于内,忠志之士忘身于外者,盖追先帝之殊遇,欲报之于陛下也。诚宜开张圣听,以光先帝遗德,恢弘志士之气,不宜妄自菲薄,引喻失义,以塞忠谏之路也。
9.今当远离,临表涕零,不知所言。
6.臣本布衣,躬耕于南阳,苟全性命于乱世,不求闻达于诸侯。先帝不以臣卑鄙,猥自枉屈,三顾臣于草庐之中,咨臣以当世之事,由是感激,遂许先帝以驱驰。后值倾覆,受任于败军之际,奉命于危难之间,尔来二十有一年矣。
7.先帝知臣谨慎,故临崩寄臣以大事也。受命以来,夙夜忧叹,恐付托不效,以伤先帝之明,故五月渡泸,深入不毛。今南方已定,兵甲已足,当奖率三军,北定中原,庶竭驽钝,攘除奸凶,兴复汉室,还于旧都。此臣所以报先帝而忠陛下之职分也。至于斟酌损益,进尽忠言,则攸之、祎、允之任也。
5.亲贤臣,远小人,此先汉所以兴隆也;亲小人,远贤臣,此后汉所以倾颓也。先帝在时,每与臣论此事,未尝不叹息痛恨于桓、灵也。侍中、尚书、长史、参军,此悉贞良死节之臣,愿陛下亲之信之,则汉室之隆,可计日而待也。

案例分析

  1. 逐行读取文本信息。
  2. 解析文本信息到集合中。
  3. 遍历集合,按顺序,写出文本信息。

案例实现

/*
    练习:
        对文本的内容进行排序
        按照(1,2,3....)顺序排序
    分析:
        1.创建一个HashMap集合对象,可以:存储每行文本的序号(1,2,3,..);value:存储每行的文本
        2.创建字符缓冲输入流对象,构造方法中绑定字符输入流
        3.创建字符缓冲输出流对象,构造方法中绑定字符输出流
        4.使用字符缓冲输入流中的方法readline,逐行读取文本
        5.对读取到的文本进行切割,获取行中的序号和文本内容
        6.把切割好的序号和文本的内容存储到HashMap集合中(key序号是有序的,会自动排序1,2,3,4..)
        7.遍历HashMap集合,获取每一个键值对
        8.把每一个键值对,拼接为一个文本行
        9.把拼接好的文本,使用字符缓冲输出流中的方法write,写入到文件中
        10.释放资源
 */
public class Demo05Test {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1.创建一个HashMap集合对象,可以:存储每行文本的序号(1,2,3,..);value:存储每行的文本
        HashMap<String,String> map = new HashMap<>();
        //2.创建字符缓冲输入流对象,构造方法中绑定字符输入流
        BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("10_IO\\in.txt"));
        //3.创建字符缓冲输出流对象,构造方法中绑定字符输出流
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("10_IO\\out.txt"));
        //4.使用字符缓冲输入流中的方法readline,逐行读取文本
        String line;
        while((line = br.readLine())!=null){
            //5.对读取到的文本进行切割,获取行中的序号和文本内容
            String[] arr = line.split("\\.");
            //6.把切割好的序号和文本的内容存储到HashMap集合中(key序号是有序的,会自动排序1,2,3,4..)
            map.put(arr[0],arr[1]);
        }

        //7.遍历HashMap集合,获取每一个键值对
        for(String key : map.keySet()){
            String value = map.get(key);
            //8.把每一个键值对,拼接为一个文本行
            line = key + "." + value;
            //9.把拼接好的文本,使用字符缓冲输出流中的方法write,写入到文件中
            bw.write(line);
            bw.newLine();//写换行
        }
        //10.释放资源
        bw.close();
        br.close();
    }
}

二、转换流

1. 字符编码和字符集

字符编码

计算机中储存的信息都是用二进制数表示的,而我们在屏幕上看到的数字、英文、标点符号、汉字等字符是二进制数转换之后的结果。按照某种规则,将字符存储到计算机中,称为编码 。反之,将存储在计算机中的二进制数按照某种规则解析显示出来,称为解码 。比如说,按照A规则存储,同样按照A规则解析,那么就能显示正确的文本符号。反之,按照A规则存储,再按照B规则解析,就会导致乱码现象。

编码:字符(能看懂的)--字节(看不懂的)

解码:字节(看不懂的)-->字符(能看懂的)

  • 字符编码Character Encoding : 就是一套自然语言的字符与二进制数之间的对应规则。

    编码表:生活中文字和计算机中二进制的对应规则

字符集

  • 字符集 Charset:也叫编码表。是一个系统支持的所有字符的集合,包括各国家文字、标点符号、图形符号、数字等。

计算机要准确的存储和识别各种字符集符号,需要进行字符编码,一套字符集必然至少有一套字符编码。常见字符集有ASCII字符集、GBK字符集、Unicode字符集等。技术分享图片

可见,当指定了编码,它所对应的字符集自然就指定了,所以编码才是我们最终要关心的。

  • ASCII字符集
    • ASCII(American Standard Code for Information Interchange,美国信息交换标准代码)是基于拉丁字母的一套电脑编码系统,用于显示现代英语,主要包括控制字符(回车键、退格、换行键等)和可显示字符(英文大小写字符、阿拉伯数字和西文符号)。
    • 基本的ASCII字符集,使用7位(bits)表示一个字符,共128字符。ASCII的扩展字符集使用8位(bits)表示一个字符,共256字符,方便支持欧洲常用字符。
  • ISO-8859-1字符集
    • 拉丁码表,别名Latin-1,用于显示欧洲使用的语言,包括荷兰、丹麦、德语、意大利语、西班牙语等。
    • ISO-8859-1使用单字节编码,兼容ASCII编码。
  • GBxxx字符集
    • GB就是国标的意思,是为了显示中文而设计的一套字符集。
    • GB2312:简体中文码表。一个小于127的字符的意义与原来相同。但两个大于127的字符连在一起时,就表示一个汉字,这样大约可以组合了包含7000多个简体汉字,此外数学符号、罗马希腊的字母、日文的假名们都编进去了,连在ASCII里本来就有的数字、标点、字母都统统重新编了两个字节长的编码,这就是常说的"全角"字符,而原来在127号以下的那些就叫"半角"字符了。
    • GBK:最常用的中文码表。是在GB2312标准基础上的扩展规范,使用了双字节编码方案,共收录了21003个汉字,完全兼容GB2312标准,同时支持繁体汉字以及日韩汉字等。
    • GB18030:最新的中文码表。收录汉字70244个,采用多字节编码,每个字可以由1个、2个或4个字节组成。支持中国国内少数民族的文字,同时支持繁体汉字以及日韩汉字等。
  • Unicode字符集
    • Unicode编码系统为表达任意语言的任意字符而设计,是业界的一种标准,也称为统一码、标准万国码。
    • 它最多使用4个字节的数字来表达每个字母、符号,或者文字。有三种编码方案,UTF-8、UTF-16和UTF-32。最为常用的UTF-8编码。
    • UTF-8编码,可以用来表示Unicode标准中任何字符,它是电子邮件、网页及其他存储或传送文字的应用中,优先采用的编码。互联网工程工作小组(IETF)要求所有互联网协议都必须支持UTF-8编码。所以,我们开发Web应用,也要使用UTF-8编码。它使用一至四个字节为每个字符编码,编码规则:
      1. 128个US-ASCII字符,只需一个字节编码。
      2. 拉丁文等字符,需要二个字节编码。
      3. 大部分常用字(含中文),使用三个字节编码。
      4. 其他极少使用的Unicode辅助字符,使用四字节编码。

2. 编码引出的问题

在IDEA中,使用FileReader 读取项目中的文本文件。由于IDEA的设置,都是默认的UTF-8编码,所以没有任何问题。但是,当读取Windows系统中创建的文本文件时,由于Windows系统的默认是GBK编码,就会出现乱码。

public class ReaderDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        FileReader fileReader = new FileReader("E:\\File_GBK.txt");
        int read;
        while ((read = fileReader.read()) != -1) {
            System.out.print((char)read);
        }
        fileReader.close();
    }
}
输出结果:
???

那么如何读取GBK编码的文件呢?

3. InputStreamReader类

java.io.InputStreamReader extends Reader

InputStreamReader是字节流通向字符流的桥梁:它使用指定的 charset 读取字节并将其解码为字符。(解码:把看不懂的变成能看懂的)

继承自父类的共性成员方法:

  • 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

构造方法

  • InputStreamReader(InputStream in): 创建一个使用默认字符集的字符流。
  • InputStreamReader(InputStream in, String charsetName): 创建一个指定字符集的字符流
  • 参数:
    • InputStream in:字节输入流,用来读取文件中保存的字节
    • String charsetName:指定的编码表名称,不区分大小写,可以是utf-8/UTF-8,gbk/GBK,...不指定默认使用UTF-8

使用步骤:
1.创建InputStreamReader对象,构造方法中传递字节输入流和指定的编码表名称
2.使用InputStreamReader对象中的方法read读取文件
3.释放资源

注意事项:

  • 构造方法中指定的编码表名称要和文件的编码相同,否则会发生乱码
public class Demo03InputStreamReader {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //read_utf_8();
        read_gbk();
    }
    /*
        使用InputStreamReader读取GBK格式的文件
     */
    private static void read_gbk() throws IOException {
        //1.创建InputStreamReader对象,构造方法中传递字节输入流和指定的编码表名称
        //InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream("10_IO\\gbk.txt"),"UTF-8");//???
        InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream("10_IO\\gbk.txt"),"GBK");//你好

        //2.使用InputStreamReader对象中的方法read读取文件
        int len = 0;
        while((len = isr.read())!=-1){
            System.out.println((char)len);
        }
        //3.释放资源
        isr.close();
    }

    /*
        使用InputStreamReader读取UTF-8格式的文件
     */
    private static void read_utf_8() throws IOException {
        //1.创建InputStreamReader对象,构造方法中传递字节输入流和指定的编码表名称
        //InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream("10_IO\\utf_8.txt"),"UTF-8");
        InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream("10_IO\\utf_8.txt"));//不指定默认使用UTF-8
        //2.使用InputStreamReader对象中的方法read读取文件
        int len = 0;
        while((len = isr.read())!=-1){
            System.out.println((char)len);
        }
        //3.释放资源
        isr.close();
    }
}

4. OutputStreamWriter类

java.io.OutputStreamWriter extends Writer

OutputStreamWriter:是字符流通向字节流的桥梁:可使用指定的 charset 将要写入流中的字符编码成字节。(编码:把能看懂的变成看不懂)

继承自父类的共性成员方法:

  • 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

构造方法

  • OutputStreamWriter(OutputStream in): 创建一个使用默认字符集的字符流。
  • OutputStreamWriter(OutputStream in, String charsetName): 创建一个指定字符集的字符流
  • 参数:
    • OutputStream out:字节输出流,可以用来写转换之后的字节到文件中
    • String charsetName:指定的编码表名称,不区分大小写,可以是utf-8/UTF-8,gbk/GBK,...,不指定默认使用UTF-8

使用步骤:
1.创建OutputStreamWriter对象,构造方法中传递字节输出流和指定的编码表名称
2.使用OutputStreamWriter对象中的方法write,把字符转换为字节存储缓冲区中(编码)
3.使用OutputStreamWriter对象中的方法flush,把内存缓冲区中的字节刷新到文件中(使用字节流写字节的过程)
4.释放资源

构造举例,代码如下:

public class Demo02OutputStreamWriter {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //write_utf_8();
        write_gbk();
    }
       //使用转换流OutputStreamWriter写GBK格式的文件
    private static void write_gbk() throws IOException {
        //1.创建OutputStreamWriter对象,构造方法中传递字节输出流和指定的编码表名称
        OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("10_IO\\gbk.txt"),"GBK");
        //2.使用OutputStreamWriter对象中的方法write,把字符转换为字节存储缓冲区中(编码)
        osw.write("你好");
        //3.使用OutputStreamWriter对象中的方法flush,把内存缓冲区中的字节刷新到文件中(使用字节流写字节的过程)
        osw.flush();
        //4.释放资源
        osw.close();
    }

    /*
        使用转换流OutputStreamWriter写UTF-8格式的文件
     */
    private static void write_utf_8() throws IOException {
        //1.创建OutputStreamWriter对象,构造方法中传递字节输出流和指定的编码表名称
        //OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("10_IO\\utf_8.txt"),"utf-8");
        OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("10_IO\\utf_8.txt"));//不指定默认使用UTF-8
        //2.使用OutputStreamWriter对象中的方法write,把字符转换为字节存储缓冲区中(编码)
        osw.write("你好");
        //3.使用OutputStreamWriter对象中的方法flush,把内存缓冲区中的字节刷新到文件中(使用字节流写字节的过程)
        osw.flush();
        //4.释放资源
        osw.close();
    }
}

5. 练习——转换文件编码

将GBK编码的文本文件,转换为UTF-8编码的文本文件。

分析

  1. 指定GBK编码的转换流,读取文本文件。
  2. 使用UTF-8编码的转换流,写出文本文件。

案例实现

public class TransDemo {
   public static void main(String[] args) {      
    	// 1.定义文件路径
     	String srcFile = "file_gbk.txt";
        String destFile = "file_utf8.txt";
		// 2.创建流对象
    	// 2.1 转换输入流,指定GBK编码
        InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream(srcFile) , "GBK");
    	// 2.2 转换输出流,默认utf8编码
        OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(destFile));
		// 3.读写数据
    	// 3.1 定义数组
        char[] cbuf = new char[1024];
    	// 3.2 定义长度
        int len;
    	// 3.3 循环读取
        while ((len = isr.read(cbuf))!=-1) {
            // 循环写出
          	osw.write(cbuf,0,len);
        }
    	// 4.释放资源
        osw.close();
        isr.close();
  	}
}

三、序列化

1. 概述

Java 提供了一种对象序列化的机制。用一个字节序列可以表示一个对象,该字节序列包含该对象的数据对象的类型对象中存储的属性等信息。字节序列写出到文件之后,相当于文件中持久保存了一个对象的信息。

反之,该字节序列还可以从文件中读取回来,重构对象,对它进行反序列化对象的数据对象的类型对象中存储的数据信息,都可以用来在内存中创建对象。

2. ObjectOutputStream类

java.io.Obj ectOutputStream extends OutputStream

ObjectOutputStream:对象的序列化流

作用:把对象以流的方式写入到文件中保存

构造方法

  • public ObjectOutputStream(OutputStream out) : 创建一个指定OutputStream的ObjectOutputStream

特有的成员方法:

  • void writeObject(Object obj) 将指定的对象写入 ObjectOutputStream

使用步骤:
1.创建ObjectOutputStream对象,构造方法中传递字节输出流
2.使用ObjectOutputStream对象中的方法writeObject,把对象写入到文件中
3.释放资源

/*
    序列化和反序列化的时候,会抛出NotSerializableException没有序列化异常
    类通过实现 java.io.Serializable 接口以启用其序列化功能。未实现此接口的类将无法使其任何状态序列化或反序列化。
    Serializable接口也叫标记型接口
        要进行序列化和反序列化的类必须实现Serializable接口,就会给类添加一个标记
        当我们进行序列化和反序列化的时候,就会检测类上是否有这个标记
            有:就可以序列化和反序列化
            没有:就会抛出 NotSerializableException异常
    去市场买肉-->肉上有一个蓝色章(检测合格)-->放心购买-->买回来怎么吃随意

    static关键字:静态关键字
        静态优先于非静态加载到内存中(静态优先于对象进入到内存中)
        被static修饰的成员变量不能被序列化的,序列化的都是对象
        private static int age;
        oos.writeObject(new Person("小美女",18));
        Object o = ois.readObject();
        Person{name=‘小美女‘, age=0}

    transient关键字:瞬态关键字
        被transient修饰成员变量,不能被序列化
        private transient int age;
        oos.writeObject(new Person("小美女",18));
        Object o = ois.readObject();
        Person{name=‘小美女‘, age=0}

 */
public class Person implements Serializable{
    private static final long serialVersionUID = 1L;
    private String name;
    //private static int age;
    //private transient int age;
    public int age;S
	//省略get、set、两个构造方法和toString
}
public class Demo01ObjectOutputStream {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1.创建ObjectOutputStream对象,构造方法中传递字节输出流
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("10_IO\\person.txt"));
        //2.使用ObjectOutputStream对象中的方法writeObject,把对象写入到文件中
        oos.writeObject(new Person("小美女",18));
        //3.释放资源
        oos.close();
    }
}

序列化操作

  1. 一个对象要想序列化,必须满足两个条件:
  • 该类必须实现java.io.Serializable 接口,Serializable 是一个标记接口,不实现此接口的类将不会使任何状态序列化或反序列化,会抛出NotSerializableException
  • 该类的所有属性必须是可序列化的。如果有一个属性不需要可序列化的,则该属性必须注明是瞬态的,使用transient 关键字修饰。
public class Employee implements java.io.Serializable {
    public String name;
    public String address;
    public transient int age; // transient瞬态修饰成员,不会被序列化
    public void addressCheck() {
      	System.out.println("Address  check : " + name + " -- " + address);
    }
}

2.写出对象方法

  • public final void writeObject (Object obj) : 将指定的对象写出。
public class SerializeDemo{
   	public static void main(String [] args)   {
    	Employee e = new Employee();
    	e.name = "zhangsan";
    	e.address = "beiqinglu";
    	e.age = 20; 
    	try {
      		// 创建序列化流对象
          ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("employee.txt"));
        	// 写出对象
        	out.writeObject(e);
        	// 释放资源
        	out.close();
        	fileOut.close();
        	System.out.println("Serialized data is saved"); // 姓名,地址被序列化,年龄没有被序列化。
        } catch(IOException i)   {
            i.printStackTrace();
        }
   	}
}
输出结果:
Serialized data is saved

3. ObjectInputStream类

ava.io.ObjectInputStream extends InputStream

ObjectInputStream:对象的反序列化流

作用:把文件中保存的对象,以流的方式读取出来使用

构造方法

  • public ObjectInputStream(InputStream in) : 创建从指定 InputStream 读取的 ObjectInputStream
  • 参数:
    • InputStream in:字节输入流
  • 特有的成员方法:
    • Object readObject() 从 ObjectInputStream 读取对象

使用步骤:

  • 创建ObjectInputStream对象,构造方法中传递字节输入流
  • 使用ObjectInputStream对象中的方法readObject读取保存对象的文件
  • 释放资源
  • 使用读取出来的对象(打印)

readObject方法声明抛出了ClassNotFoundException(class文件找不到异常) 当不存在对象的class文件时抛出此异常

反序列化的前提:
1.类必须实现Serializable
2.必须存在类对应的class文件

public class Demo02ObjectInputStream {
    public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
        //1.创建ObjectInputStream对象,构造方法中传递字节输入流
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("10_IO\\person.txt"));
        //2.使用ObjectInputStream对象中的方法readObject读取保存对象的文件
        Object o = ois.readObject();
        //3.释放资源
        ois.close();
        //4.使用读取出来的对象(打印)
        System.out.println(o);
        Person p = (Person)o;
        System.out.println(p.getName()+p.getAge());
    }

}

反序列化操作1

如果能找到一个对象的class文件,我们可以进行反序列化操作,调用ObjectInputStream读取对象的方法:

  • public final Object readObject () : 读取一个对象。
public class DeserializeDemo {
   public static void main(String [] args)   {
        Employee e = null;
        try {		
             // 创建反序列化流
             FileInputStream fileIn = new FileInputStream("employee.txt");
             ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(fileIn);
             // 读取一个对象
             e = (Employee) in.readObject();
             // 释放资源
             in.close();
             fileIn.close();
        }catch(IOException i) {
             // 捕获其他异常
             i.printStackTrace();
             return;
        }catch(ClassNotFoundException c)  {
        	// 捕获类找不到异常
             System.out.println("Employee class not found");
             c.printStackTrace();
             return;
        }
        // 无异常,直接打印输出
        System.out.println("Name: " + e.name);	// zhangsan
        System.out.println("Address: " + e.address); // beiqinglu
        System.out.println("age: " + e.age); // 0
    }
}

对于JVM可以反序列化对象,它必须是能够找到class文件的类。如果找不到该类的class文件,则抛出一个 ClassNotFoundException 异常。

反序列化操作2

另外,当JVM反序列化对象时,能找到class文件,但是class文件在序列化对象之后发生了修改,那么反序列化操作也会失败,抛出一个InvalidClassException异常。发生这个异常的原因如下:

  • 该类的序列版本号与从流中读取的类描述符的版本号不匹配
  • 该类包含未知数据类型
  • 该类没有可访问的无参数构造方法

Serializable 接口给需要序列化的类,提供了一个序列版本号。serialVersionUID 该版本号的目的在于验证序列化的对象和对应类是否版本匹配。

public class Employee implements java.io.Serializable {
     // 加入序列版本号
     private static final long serialVersionUID = 1L;
     public String name;
     public String address;
     // 添加新的属性 ,重新编译, 可以反序列化,该属性赋为默认值.
     public int eid; 

     public void addressCheck() {
         System.out.println("Address  check : " + name + " -- " + address);
     }
}

4. 练习:序列化集合

  1. 将存有多个自定义对象的集合序列化操作,保存到list.txt文件中。
  2. 反序列化list.txt ,并遍历集合,打印对象信息。

案例分析

  1. 把若干学生对象 ,保存到集合中。
  2. 把集合序列化。
  3. 反序列化读取时,只需要读取一次,转换为集合类型。
  4. 遍历集合,可以打印所有的学生信息

案例实现

import java.io.*;
import java.util.ArrayList;
/*  练习:序列化集合
        当我们想在文件中保存多个对象的时候
        可以把多个对象存储到一个集合中
        对集合进序列化和反序列化
    分析:
        1.定义一个存储Person对象的ArrayList集合
        2.往ArrayList集合中存储Person对象
        3.创建一个序列化流ObjectOutputStream对象
        4.使用ObjectOutputStream对象中的方法writeObject,对集合进行序列化
        5.创建一个反序列化ObjectInputStream对象
        6.使用ObjectInputStream对象中的方法readObject读取文件中保存的集合
        7.把Object类型的集合转换为ArrayList类型
        8.遍历ArrayList集合
        9.释放资源*/
public class Demo03Test {
    public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
        //1.定义一个存储Person对象的ArrayList集合
        ArrayList<Person> list = new ArrayList<>();
        //2.往ArrayList集合中存储Person对象
        list.add(new Person("张三",18));
        list.add(new Person("李四",19));
        list.add(new Person("王五",20));
        //3.创建一个序列化流ObjectOutputStream对象
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("10_IO\\list.txt"));
        //4.使用ObjectOutputStream对象中的方法writeObject,对集合进行序列化
        oos.writeObject(list);
        //5.创建一个反序列化ObjectInputStream对象
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("10_IO\\list.txt"));
        //6.使用ObjectInputStream对象中的方法readObject读取文件中保存的集合
        Object o = ois.readObject();
        //7.把Object类型的集合转换为ArrayList类型
        ArrayList<Person> list2 = (ArrayList<Person>)o;
        //8.遍历ArrayList集合
        for (Person p : list2) {
            System.out.println(p);
        }
        //9.释放资源
        ois.close();
        oos.close();
    }
}

四、打印流

1. 概述

平时在控制台打印输出,是调用print方法和println方法完成的,这两个方法都来自于java.io.PrintStream类,该类能够方便地打印各种数据类型的值,是一种便捷的输出方式

java.io.PrintStream:打印流

PrintStream 为其他输出流添加了功能,使它们能够方便地打印各种数据值表示形式。

2. PrintStream类

PrintStream特点:
1.只负责数据的输出,不负责数据的读取
2.与其他输出流不同,PrintStream 永远不会抛出 IOException
3.有特有的方法:print,println
void print(任意类型的值)
void println(任意类型的值并换行)

构造方法

  • PrintStream(File file),输出的目的地是一个文件
  • PrintStream(OutputStream out):输出的目的地是一个字节输出流
  • PrintStream(String fileName) :输出的目的地是一个文件路径
  • PrintStream extends OutputStream

继承自父类的成员方法:
- 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。
注意:
如果使用继承自父类的write方法写数据,那么查看数据的时候会查询编码表 97->a
如果使用自己特有的方法print/println方法写数据,写的数据原样输出 97->97

构造举例,代码如下:

PrintStream ps = new PrintStream("ps.txt");

改变打印流向

System.out就是PrintStream类型的,只不过它的流向是系统规定的,打印在控制台上。不过,既然是流对象,我们可以改变它的流向。

public class PrintDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
		// 调用系统的打印流,控制台直接输出97
        System.out.println(97);
      
		// 创建打印流,指定文件的名称
        PrintStream ps = new PrintStream("ps.txt");
      	
      	// 设置系统的打印流流向,输出到ps.txt
        System.setOut(ps);
      	// 调用系统的打印流,ps.txt中输出97
        System.out.println(97);
    }
}

File类与IO流(三)

原文:https://www.cnblogs.com/lf-637/p/13141087.html

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