java IO 实例分析
初学java,一直搞不懂java里面的io关系,在网上找了很多大多都是给个结构图草草描述也看的不是很懂。而且没有结合到java7 的最新技术,所以自己来整理一下,有错的话请指正,也希望大家提出宝贵意见。
首先看个图:(如果你也是初学者,我相信你看了真个人都不好了,想想java设计者真是煞费苦心啊!)
这是java io 比较基本的一些处理流,除此之外我们还会提到一些比较深入的基于io的处理类,比如console类,SteamTokenzier,Externalizable接口,Serializable接口等等一些高级用法极其原理。
一、java io的开始:文件
1. 我们主要讲的是流,流的本质也是对文件的处理,我们循序渐进一步一步从文件将到流去。
2. java 处理文件的类 File,java提供了十分详细的文件处理方法,举了其中几个例子,其余的可以去
- package com.hxw.io;
- import java.io.*;
- public class FileExample{
- public static void main(String[] args) {
- createFile();
- }
- /**
- * 文件处理示例
- */
- public static void createFile() {
- File f=new File("E:/电脑桌面/jar/files/create.txt");
- try{
- f.createNewFile(); //当且仅当不存在具有此抽象路径名指定名称的文件时,不可分地创建一个新的空文件。
- System.out.println("该分区大小"+f.getTotalSpace()/(1024*1024*1024)+"G"); //返回由此抽象路径名表示的文件或目录的大小。
- f.mkdirs(); //创建此抽象路径名指定的目录,包括所有必需但不存在的父目录。
- // f.delete(); // 删除此抽象路径名表示的文件或目录
- System.out.println("文件名 "+f.getName()); // 返回由此抽象路径名表示的文件或目录的名称。
- System.out.println("文件父目录字符串 "+f.getParent());// 返回此抽象路径名父目录的路径名字符串;如果此路径名没有指定父目录,则返回 null。
- }catch (Exception e) {
- e.printStackTrace();
- }
- }
- }
二、字节流:
1.字节流有输入和输出流,我们首先看输入流InputStream,我们首先解析一个例子(FileInputStream)。
- package com.hxw.io;
- import java.io.File;
- import java.io.FileInputStream;
- import java.io.IOException;
- import java.io.InputStream;
- public class FileCount {
- /**
- * 我们写一个检测文件长度的小程序,别看这个程序挺长的,你忽略try catch块后发现也就那么几行而已。
- */
- publicstatic void main(String[] args) {
- //TODO 自动生成的方法存根
- int count=0; //统计文件字节长度
- InputStreamstreamReader = null; //文件输入流
- try{
- streamReader=newFileInputStream(new File("D:/David/Java/java 高级进阶/files/tiger.jpg"));
- /*1.new File()里面的文件地址也可以写成D:\\David\\Java\\java 高级进阶\\files\\tiger.jpg,前一个\是用来对后一个
- * 进行转换的,FileInputStream是有缓冲区的,所以用完之后必须关闭,否则可能导致内存占满,数据丢失。
- */
- while(streamReader.read()!=-1) { //读取文件字节,并递增指针到下一个字节
- count++;
- }
- System.out.println("---长度是: "+count+" 字节");
- }catch (final IOException e) {
- //TODO 自动生成的 catch 块
- e.printStackTrace();
- }finally{
- try{
- streamReader.close();
- }catch (IOException e) {
- //TODO 自动生成的 catch 块
- e.printStackTrace();
- }
- }
- }
- }
我们一步一步来,首先,上面的程序存在问题是,每读取一个自己我都要去用到FileInputStream,我输出的结果是“---长度是: 64982
字节”,那么进行了64982次操作!可能想象如果文件十分庞大,这样的操作肯定会出大问题,所以引出了缓冲区的概念。可以将
streamReader.read()改成streamReader.read(byte[]b)此方法读取的字节数目等于字节数组的长度,读取的数据
被存储在字节数组中,返回读取的字节数,InputStream还有其他方法mark,reset,markSupported方法,例如:
markSupported 判断该输入流能支持mark
和 reset
方法。
mark用于标记当前位置;在读取一定数量的数据(小于readlimit的数据)后使用reset可以回到mark标记的位置。
FileInputStream不支持mark/reset操作;BufferedInputStream支持此操作;
mark(readlimit)的含义是在当前位置作一个标记,制定可以重新读取的最大字节数,也就是说你如果标记后读取的字节数大于readlimit,你就再也回不到回来的位置了。
通常InputStream的read()返回-1后,说明到达文件尾,不能再读取。除非使用了mark/reset。
2.FileOutputStream 循序渐进版, OutputStream是所有字节输出流的父类,子类有
ByteArrayOutputStream,FileOutputStream,ObjectOutputStreanm,这些我们在后面都会一一说
到。先说FileOutputStream
我以一个文件复制程序来说,顺便演示一下缓存区的使用。(Java
I/O默认是不缓冲流的,所谓“缓冲”就是先把从流中得到的一块字节序列暂存在一个被称为buffer的内部字节数组里,然后你可以一下子取到这一整块的
字节数据,没有缓冲的流只能一个字节一个字节读,效率孰高孰低一目了然。有两个特殊的输入流实现了缓冲功能,一个是我们常用的
BufferedInputStream.)
- package com.hxw.io;
- import java.io.*;
- public class FileCopy {
- public static void main(String[] args) {
- // TODO自动生成的方法存根
- byte[] buffer=new byte[512]; //一次取出的字节数大小,缓冲区大小
- int numberRead=0;
- FileInputStream input=null;
- FileOutputStream out =null;
- try {
- input=new FileInputStream("D:/David/Java/java 高级进阶/files/tiger.jpg");
- out=new FileOutputStream("D:/David/Java/java 高级进阶/files/tiger2.jpg"); //如果文件不存在会自动创建(目录不存在会报错)
- while ((numberRead=input.read(buffer))!=-1) { //numberRead的目的在于防止最后一次读取的字节小于buffer长度,
- out.write(buffer, 0, numberRead); //否则会自动被填充0
- }
- } catch (final IOException e) {
- // TODO自动生成的 catch 块
- e.printStackTrace();
- }finally{
- try {
- input.close();
- out.close();
- } catch (IOException e) {
- // TODO自动生成的 catch 块
- e.printStackTrace();
- }
- }
- }
- }
3.读写对象:ObjectInputStream 和ObjectOutputStream
,该流允许读取或写入用户自定义的类,但是要实现这种功能,被读取和写入的类必须实现Serializable接口,其实该接口并没有什么方法,可能相当
于一个标记而已,但是确实不可缺少的。实例代码如下:
- package com.hxw.io;
- import java.io.*;
- public class ObjetStream {
- /**
- * @param args
- */
- public static void main(String[] args) {
- // TODO自动生成的方法存根
- ObjectOutputStream objectwriter=null;
- ObjectInputStream objectreader=null;
- try {
- objectwriter=new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("D:/David/Java/java 高级进阶/files/student.txt"));
- objectwriter.writeObject(new Student("gg", 22));
- objectwriter.writeObject(new Student("tt", 18));
- objectwriter.writeObject(new Student("rr", 17));
- objectreader=new ObjectInputStream(new FileInputStream("D:/David/Java/java 高级进阶/files/student.txt"));
- for (int i = 0; i < 3; i++) {
- System.out.println(objectreader.readObject());
- }
- } catch (IOException | ClassNotFoundException e) {
- // TODO自动生成的 catch 块
- e.printStackTrace();
- }finally{
- try {
- objectreader.close();
- objectwriter.close();
- } catch (IOException e) {
- // TODO自动生成的 catch 块
- e.printStackTrace();
- }
- }
- }
- }
- class Student implements Serializable{
- private String name;
- private int age;
- public Student(String name, int age) {
- super();
- this.name = name;
- this.age = age;
- }
- @Override
- public String toString() {
- return "Student [name=" + name + ", age=" + age + "]";
- }
- }
运行后系统输出:
Student [name=gg, age=22]
Student [name=tt, age=18]
Student [name=rr, age=17]
4.有时没有必要存储整个对象的信息,而只是要存储一个对象的成员数据,成员数据的类型假设都是Java的基本数据类型,这样的需求不必
使用到与Object输入、输出相关的流对象,可以使用DataInputStream、DataOutputStream来写入或读出数据。下面是一个
例子:(DataInputStream的好处在于在从文件读出数据时,不用费心地自行判断读入字符串时或读入int类型时何时将停止,使用对应的readUTF()和readInt()方法就可以正确地读入完整的类型数据。)
- package com.hxw;
- public class Member {
- private String name;
- private int age;
- public Member() {
- }
- public Member(String name, int age) {
- this.name = name;
- this.age = age;
- }
- public void setName(String name){
- this.name = name;
- }
- public void setAge(int age) {
- this.age = age;
- }
- public String getName() {
- return name;
- }
- public int getAge() {
- return age;
- }
- }
打算将Member类实例的成员数据写入文件中,并打算在读入文件数据后,将这些数据还原为Member对象。下面的代码简单示范了如何实现这个需求。
- package com.hxw;
- import java.io.*;
- public class DataStreamDemo
- {
- public static void main(String[]args)
- {
- Member[] members = {newMember("Justin",90),
- newMember("momor",95),
- newMember("Bush",88)};
- try
- {
- DataOutputStreamdataOutputStream = new DataOutputStream(new FileOutputStream(args[0]));
- for(Member member:members)
- {
- //写入UTF字符串
- dataOutputStream.writeUTF(member.getName());
- //写入int数据
- dataOutputStream.writeInt(member.getAge());
- }
- //所有数据至目的地
- dataOutputStream.flush();
- //关闭流
- dataOutputStream.close();
- DataInputStreamdataInputStream = new DataInputStream(new FileInputStream(args[0]));
- //读出数据并还原为对象
- for(inti=0;i<members.length;i++)
- {
- //读出UTF字符串
- String name =dataInputStream.readUTF();
- //读出int数据
- int score =dataInputStream.readInt();
- members[i] = newMember(name,score);
- }
- //关闭流
- dataInputStream.close();
- //显示还原后的数据
- for(Member member : members)
- {
- System.out.printf("%s\t%d%n",member.getName(),member.getAge());
- }
- }
- catch(IOException e)
- {
- e.printStackTrace();
- }
- }
- }
5.PushbackInputStream类继承了FilterInputStream类是iputStream类的修饰者。提供可以
将数据插入到输入流前端的能力(当然也可以做其他操作)。简而言之PushbackInputStream类的作用就是能够在读取缓冲区的时候提前知道下
一个字节是什么,其实质是读取到下一个字符后回退的做法,这之间可以进行很多操作,这有点向你把读取缓冲区的过程当成一个数组的遍历,遍历到某个字符的时候可以进行的操作,当然,如果要插入,能够插入的最大字节数是与推回缓冲区的大小相关的,插入字符肯定不能大于缓冲区吧!下面是一个示例。
- package com.hxw.io;
- import java.io.ByteArrayInputStream; //导入ByteArrayInputStream的包
- import java.io.IOException;
- import java.io.PushbackInputStream;
- /**
- * 回退流操作
- * */
- public class PushBackInputStreamDemo {
- public static void main(String[] args) throws IOException {
- String str = "hello,rollenholt";
- PushbackInputStream push = null; // 声明回退流对象
- ByteArrayInputStream bat = null; // 声明字节数组流对象
- bat = new ByteArrayInputStream(str.getBytes());
- push = new PushbackInputStream(bat); // 创建回退流对象,将拆解的字节数组流传入
- int temp = 0;
- while ((temp = push.read()) != -1) { // push.read()逐字节读取存放在temp中,如果读取完成返回-1
- if (temp == ',') { // 判断读取的是否是逗号
- push.unread(temp); //回到temp的位置
- temp = push.read(); //接着读取字节
- System.out.print("(回退" + (char) temp + ") "); // 输出回退的字符
- } else {
- System.out.print((char) temp); // 否则输出字符
- }
- }
- }
- }
6.SequenceInputStream:有些情况下,当我们需要从多个输入流中向程序读入数据。此时,可以使用合并流,将多个输入
流合并成一个SequenceInputStream流对象。SequenceInputStream会将与之相连接的流集组合成一个输入流并从第一个输
入流开始读取,直到到达文件末尾,接着从第二个输入流读取,依次类推,直到到达包含的最后一个输入流的文件末尾为止。
合并流的作用是将多个源合并合一个源。其可接收枚举类所封闭的多个字节流对象。
- package com.hxw.io;
- import java.io.*;
- import java.util.Enumeration;
- import java.util.Vector;
- public class SequenceInputStreamTest {
- /**
- * @param args
- * SequenceInputStream合并流,将与之相连接的流集组合成一个输入流并从第一个输入流开始读取,
- * 直到到达文件末尾,接着从第二个输入流读取,依次类推,直到到达包含的最后一个输入流的文件末尾为止。
- * 合并流的作用是将多个源合并合一个源。可接收枚举类所封闭的多个字节流对象。
- */
- public static void main(String[] args) {
- doSequence();
- }
- private static void doSequence() {
- // 创建一个合并流的对象
- SequenceInputStream sis = null;
- // 创建输出流。
- BufferedOutputStream bos = null;
- try {
- // 构建流集合。
- Vector<InputStream> vector = new Vector<InputStream>();
- vector.addElement(new FileInputStream("D:\text1.txt"));
- vector.addElement(new FileInputStream("D:\text2.txt"));
- vector.addElement(new FileInputStream("D:\text3.txt"));
- Enumeration<InputStream> e = vector.elements();
- sis = new SequenceInputStream(e);
- bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("D:\text4.txt"));
- // 读写数据
- byte[] buf = new byte[1024];
- int len = 0;
- while ((len = sis.read(buf)) != -1) {
- bos.write(buf, 0, len);
- bos.flush();
- }
- } catch (FileNotFoundException e1) {
- e1.printStackTrace();
- } catch (IOException e1) {
- e1.printStackTrace();
- } finally {
- try {
- if (sis != null)
- sis.close();
- } catch (IOException e) {
- e.printStackTrace();
- }
- try {
- if (bos != null)
- bos.close();
- } catch (IOException e) {
- e.printStackTrace();
- }
- }
- }
- }
7.PrintStream 说这个名字可能初学者不熟悉,如果说System.out.print()你肯定熟悉,System.out这个对象就是PrintStream,这个我们不做过多示例
三、字符流(顾名思义,就是操作字符文件的流)
1.java
使用Unicode存储字符串,在写入字符流时我们都可以指定写入的字符串的编码。前面介绍了不用抛异常的处理字节型数据的流
ByteArrayOutputStream,与之对应的操作字符类的类就是CharArrayReader,CharArrayWriter类,这里也
会用到缓冲区,不过是字符缓冲区,一般讲字符串放入到操作字符的io流一般方法是
CharArrayReaderreader=mew CharArrayReader(str.toCharArray());
一旦会去到CharArrayReader实例就可以使用CharArrayReader访问字符串的各个元素以执行进一步读取操作。不做例子
2.我们用FileReader ,PrintWriter来做示范
- package com.hxw.io;
- import java.io.FileNotFoundException;
- import java.io.FileReader;
- import java.io.IOException;
- import java.io.PrintWriter;
- import java.nio.CharBuffer;
- public class Print {
- /**
- * @param args
- */
- public static void main(String[] args) {
- // TODO自动生成的方法存根
- char[] buffer=new char[512]; //一次取出的字节数大小,缓冲区大小
- int numberRead=0;
- FileReader reader=null; //读取字符文件的流
- PrintWriter writer=null; //写字符到控制台的流
- try {
- reader=new FileReader("D:/David/Java/java 高级进阶/files/copy1.txt");
- writer=new PrintWriter(System.out); //PrintWriter可以输出字符到文件,也可以输出到控制台
- while ((numberRead=reader.read(buffer))!=-1) {
- writer.write(buffer, 0, numberRead);
- }
- } catch (IOException e) {
- // TODO自动生成的 catch 块
- e.printStackTrace();
- }finally{
- try {
- reader.close();
- } catch (IOException e) {
- // TODO自动生成的 catch 块
- e.printStackTrace();
- }
- writer.close(); //这个不用抛异常
- }
- }
- }
3.相对我们前面的例子是直接用FileReader打开的文件,我们这次使用链接流,一般比较常用的都用链接流,所谓链接流就是就多次
对流的封装,这样能更好的操作个管理数据,(比如我们利用
DataInputStream(BufferedInputStream(FileInputStream))将字节流层层包装后,我们可以读取
readByte(),readChar()这样更加具体的操作,注意,该流属于字节流对字符进行操作,)字符流用CharArrayReader就可以
了。下面的示例我们将用到j2se
5中的一个可变参数进行一个小度扩展。使用BufferedWriter
和BufferedReader用文件级联的方式进行写入,即将多个文件写入到同一文件中(自带缓冲区的输出输出流BufferedReader和
BufferedWriter,该流最常用的属readLine()方法了,读取一行数据,并返回String)。
- package com.hxw.io;
- import java.io.BufferedReader;
- import java.io.BufferedWriter;
- import java.io.FileReader;
- import java.io.FileWriter;
- import java.io.IOException;
- import java.util.Iterator;
- public class FileConcatenate {
- /**
- * 包装类进行文件级联操作
- */
- public static void main(String[] args) {
- // TODO自动生成的方法存根
- try {
- concennateFile(args);
- } catch (IOException e) {
- // TODO自动生成的 catch 块
- e.printStackTrace();
- }
- }
- public static voidconcennateFile(String...fileName) throws IOException{
- String str;
- //构建对该文件您的输入流
- BufferedWriter writer=new BufferedWriter(new FileWriter("D:/David/Java/java 高级进阶/files/copy2.txt"));
- for(String name: fileName){
- BufferedReader reader=new BufferedReader(new FileReader(name));
- while ((str=reader.readLine())!=null) {
- writer.write(str);
- writer.newLine();
- }
- }
- }
- }
4.Console类,该类提供了用于读取密码的方法,可以禁止控制台回显并返回char数组,对两个特性对保证安全有作用,平时用的不多,了解就行。
5.StreamTokenizer 类,这个类非常有用,它可以把输入流解析为标记(token), StreamTokenizer
并非派生自InputStream或者OutputStream,而是归类于io库中,因为StreamTokenizer只处理InputStream
对象。
首先给出我的文本文件内容:
'水上漂'
青青草
"i love wyhss"
{3211}
23223 3523
i love wyh ,。
. ,
下面是代码:
- package com.hxw.io;
- import java.io.BufferedReader;
- import java.io.FileReader;
- import java.io.IOException;
- import java.io.StreamTokenizer;
- /**
- * 使用StreamTokenizer来统计文件中的字符数
- * StreamTokenizer 类获取输入流并将其分析为“标记”,允许一次读取一个标记。
- * 分析过程由一个表和许多可以设置为各种状态的标志控制。
- * 该流的标记生成器可以识别标识符、数字、引用的字符串和各种注释样式。
- *
- * 默认情况下,StreamTokenizer认为下列内容是Token: 字母、数字、除C和C++注释符号以外的其他符号。
- * 如符号"/"不是Token,注释后的内容也不是,而"\"是Token。单引号和双引号以及其中的内容,只能算是一个Token。
- * 统计文章字符数的程序,不是简单的统计Token数就万事大吉,因为字符数不等于Token。按照Token的规定,
- * 引号中的内容就算是10页也算一个Token。如果希望引号和引号中的内容都算作Token,应该调用下面的代码:
- * st.ordinaryChar('\'');
- * st.ordinaryChar('\"');
- */
- public class StreamTokenizerExample {
- /**
- * 统计字符数
- * @param fileName 文件名
- * @return 字符数
- */
- public static void main(String[] args) {
- String fileName = "D:/David/Java/java 高级进阶/files/copy1.txt";
- StreamTokenizerExample.statis(fileName);
- }
- public static long statis(String fileName) {
- FileReader fileReader = null;
- try {
- fileReader = new FileReader(fileName);
- //创建分析给定字符流的标记生成器
- StreamTokenizer st = new StreamTokenizer(new BufferedReader(
- fileReader));
- //ordinaryChar方法指定字符参数在此标记生成器中是“普通”字符。
- //下面指定单引号、双引号和注释符号是普通字符
- st.ordinaryChar('\'');
- st.ordinaryChar('\"');
- st.ordinaryChar('/');
- String s;
- int numberSum = 0;
- int wordSum = 0;
- int symbolSum = 0;
- int total = 0;
- //nextToken方法读取下一个Token.
- //TT_EOF指示已读到流末尾的常量。
- while (st.nextToken() !=StreamTokenizer.TT_EOF) {
- //在调用 nextToken 方法之后,ttype字段将包含刚读取的标记的类型
- switch (st.ttype) {
- //TT_EOL指示已读到行末尾的常量。
- case StreamTokenizer.TT_EOL:
- break;
- //TT_NUMBER指示已读到一个数字标记的常量
- case StreamTokenizer.TT_NUMBER:
- //如果当前标记是一个数字,nval字段将包含该数字的值
- s = String.valueOf((st.nval));
- System.out.println("数字有:"+s);
- numberSum ++;
- break;
- //TT_WORD指示已读到一个文字标记的常量
- case StreamTokenizer.TT_WORD:
- //如果当前标记是一个文字标记,sval字段包含一个给出该文字标记的字符的字符串
- s = st.sval;
- System.out.println("单词有: "+s);
- wordSum ++;
- break;
- default:
- //如果以上3中类型都不是,则为英文的标点符号
- s = String.valueOf((char) st.ttype);
- System.out.println("标点有: "+s);
- symbolSum ++;
- }
- }
- System.out.println("数字有 " + numberSum+"个");
- System.out.println("单词有 " + wordSum+"个");
- System.out.println("标点符号有: " + symbolSum+"个");
- total = symbolSum + numberSum +wordSum;
- System.out.println("Total = " + total);
- return total;
- } catch (Exception e) {
- e.printStackTrace();
- return -1;
- } finally {
- if (fileReader != null) {
- try {
- fileReader.close();
- } catch (IOException e1) {
- }
- }
- }
- }
- }
运行结果为:
标点有: '
单词有: 水上漂
标点有: '
单词有: 青青草
标点有: "
单词有: i
单词有: love
单词有: wyh
单词有: ss
标点有: "
标点有: {
数字有:3211.0
标点有: }
数字有:23223.0
数字有:35.23
单词有: i
单词有: love
单词有: wyh
单词有: ,。
数字有:0.0
标点有: ,
数字有 4个
单词有 10个
标点符号有: 7个
Total= 21
5.文件写入和读取(测试代码实例)
public class TestA {
private String flag;
/**
* 在执行目标测试方法testTest()前执行
*/
@Test
public void testBefore() {
String str="i love you!";
FileOutputStream fos = null;
try {
File txt=new File("D:/temp/order.txt");
if(!txt.exists()){
txt.createNewFile();
}
byte bytes[]=new byte[512];
bytes=str.getBytes(); //新加的
int b=str.length(); //改
fos=new FileOutputStream(txt);
fos.write(bytes,0,b);
} catch (final IOException e) {
// TODO自动生成的 catch 块
e.printStackTrace();
}finally{
try {
fos.close();
} catch (IOException e) {
// TODO自动生成的 catch 块
e.printStackTrace();
}
}
}
/**
* 目标测试方法testTest()
*/
@Test
public void testTest() {
byte[] buffer=new byte[512]; //一次取出的字节数大小,缓冲区大小
int numberRead=0;
FileInputStream input=null;
try {
input=new FileInputStream("D:/temp/order.txt");
while ((numberRead=input.read(buffer))!=-1) { //numberRead的目的在于防止最后一次读取的字节小于buffer长度,
String s = new String(buffer);
System.out.println(s); //否则会自动被填充0
}
} catch (final IOException e) {
// TODO自动生成的 catch 块
e.printStackTrace();
}finally{
try {
input.close();
} catch (IOException e) {
// TODO自动生成的 catch 块
e.printStackTrace();
}
}
}
我们从其中可以看到很多东西:
1.一个单独的小数点“.”是被当做一个数字来对待的,数字的值为0.0;
2.一串汉字只要中间没有符号(空格回车 分号等等)都是被当做一个单词的。中文的标点跟中文的汉字一样处理
3.如果不对引号化成普通字符,一个引号内的内容不论多少都被当做是一个标记。
4.该类能够识别英文标点
6. java
io里面还有其他接口类似Serializable接口的子接口Externalizable接口,比Serializable复杂一些,这里不再介绍。
还有关于java对象版本化的东西感兴趣的可以百度。java nio的东西这里没有涉及,后续会结合到线程再发一篇文章专门解析这个东西。
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