09JavaSE字节流与字符流

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一、IO概述

1.1 什么是IO

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。

1.2 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。

1.3 顶级父类们

输入流 输出流
字节流 字节输入流
InputStream		 字节输出流
OutputStream
字符流 字符输入流
Reader		 字符输出流
Writer

二、 字节流

2.1 一切皆为字节

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。

2.2 字节输出流【OutputStream】

java.io.OutputStream抽象类是表示字节输出流的所有类的超类，将指定的字节信息写出到目的地。它定义了字节输出流的基本共性功能方法。

  • 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。

小贴士：

close方法，当完成流的操作时，必须调用此方法，释放系统资源。

2.3 FileOutputStream类

OutputStream有很多子类，我们从最简单的一个子类开始。

java.io.FileOutputStream类是文件输出流，用于将数据写出到文件。

构造方法

  • public FileOutputStream(File file)：创建文件输出流以写入由指定的 File对象表示的文件。
  • public FileOutputStream(String name)： 创建文件输出流以指定的名称写入文件。

当你创建一个流对象时，必须传入一个文件路径。该路径下，如果没有这个文件，会创建该文件。如果有这个文件，会清空这个文件的数据。

数据追加续写

  • public FileOutputStream(File file, boolean append)： 创建文件输出流以写入由指定的 File对象表示的文件。
  • public FileOutputStream(String name, boolean append)： 创建文件输出流以指定的名称写入文件。

这两个构造方法，参数中都需要传入一个boolean类型的值，true 表示追加数据，false 表示清空原有数据。这样创建的输出流对象，就可以指定是否追加续写了，代码使用演示：

写出换行

Windows系统里，换行符号是\r\n 。把

以指定是否追加续写了，代码使用演示：

  • 回车符\r和换行符\n ：
  • 回车符：回到一行的开头（return）。
  • 换行符：下一行（newline）。
  • 系统中的换行：
  • Windows系统里，每行结尾是 回车+换行 ，即\r\n；
  • Unix系统里，每行结尾只有 换行 ，即\n；
  • Mac系统里，每行结尾是 回车 ，即\r。从 Mac OS X开始与Linux统一。

2.4 字节输入流【InputStream】

java.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 。

2.5 FileInputStream类

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

构造方法

  • FileInputStream(File file)： 通过打开与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。
  • FileInputStream(String name)： 通过打开与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。

当你创建一个流对象时，必须传入一个文件路径。该路径下，如果没有该文件,会抛出FileNotFoundException 。

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。

3.1 字符输入流【Reader】

java.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 。

3.2 FileReader类

java.io.FileReader类是读取字符文件的便利类。构造时使用系统默认的字符编码和默认字节缓冲区。

小贴士：

  1. 字符编码：字节与字符的对应规则。Windows系统的中文编码默认是GBK编码表。

idea中UTF-8

  1. 字节缓冲区：一个字节数组，用来临时存储字节数据。

构造方法

  • FileReader(File file)： 创建一个新的 FileReader ，给定要读取的File对象。
  • FileReader(String fileName)： 创建一个新的 FileReader ，给定要读取的文件的名称。

当你创建一个流对象时，必须传入一个文件路径。类似于FileInputStream 。

java.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。

  • public abstract 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 abstract void flush() ：刷新此输出流并强制任何缓冲的输出字符被写出。
  • public void write(int c) ：写出一个字符。
  • public void write(char[] cbuf)：将 b.length字符从指定的字符数组写出此输出流。
  • public abstract void write(char[] b, int off, int len) ：从指定的字符数组写出 len字符，从偏移量 off开始输出到此输出流。
  • public void write(String str) ：写出一个字符串。

3.4 续写和换行与读取：字符缓冲流

代码演示 :

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// 创建字节缓冲输入流
BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("br.txt", true));
// 创建字节缓冲输出流
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("bw.txt", true));

特有方法

字符缓冲流的基本方法与普通字符流调用方式一致，不再阐述，我们来看它们具备的特有方法。

  • BufferedReader：public String readLine(): 读一行文字。
  • BufferedWriter：public void newLine(): 写一行行分隔符,由系统属性定义符号。

notes：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。

四、 IO异常的处理

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：

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import java.io.BufferedWriter;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;

public class Test6 {
    public static void main(String[] args) {

        // 1. 定义一个 writer 对象
        BufferedWriter writer = null;
        
        try {
            // 2. 初始化 writer 对象
            writer = new BufferedWriter(new FileWriter("d.txt"));

            // 写入三部曲 :
            writer.write("茄子创意");
            writer.newLine();
            writer.flush();

        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            // 3. 关闭 writer 对象
            if (writer != null) {
                try {
                    writer.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

写入结果 :
茄子创意

JDK7的处理

还可以使用JDK7优化后的try-with-resources 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。

格式：

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try (创建流对象语句，如果多个,使用';'隔开) {
	// 读写数据
} catch (IOException e) {
	e.printStackTrace();
}

代码使用演示：

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import java.io.BufferedWriter;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;

public class Test6 {
    public static void main(String[] args) {

        // () 括号中解决的是 `流` 资源关闭的问题.
        try (BufferedWriter writer = new BufferedWriter(new FileWriter("d.txt"))) {

            // 写入三部曲 :
            writer.write("茄子创意");
            writer.newLine();
            writer.flush();

        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

写出结果 :
茄子创意

JDK9的改进(了解内容)

JDK9中try-with-resources 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，我们来了解一下格式。

改进前格式：

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import java.io.*;

public class Test7 {
    public static void main(String[] args) {

        // () 小括号中定义需要释放的资源对象.
        try (BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("D:/1.jpg"));
             BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("1.jpg"))) {

            // 读写操作 :
            byte[] buf = new byte[1024];
            int len = -1;
            while ((len = bis.read(buf)) != -1) {
                bos.write(buf, 0, len);
                bos.flush();
            }

        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

改进后格式：

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import java.io.*;

public class Test7 {
    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {

        BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("D:/1.jpg"));
        BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("1.jpg"));
        
        // () 小括号中定义需要释放的资源对象.
        try (bis; bos) {

            // 读写操作 :
            byte[] buf = new byte[1024];
            int len = -1;
            while ((len = bis.read(buf)) != -1) {
                bos.write(buf, 0, len);
                bos.flush();
            }

        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

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