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第14章 File类与IO流
发表于:2022-07-28 |
字数统计: 14.9k | 阅读时长: 62分钟 | 阅读量:

第14章 File类与IO流

主要内容

  • File类
  • 字节流
  • 字符流
  • 文件流
  • 缓冲流
  • 转换流
  • 数据流
  • 对象流
  • 打印流
  • Scanner与System与IO流

教学目标

  • 使用File类对象表示文件或目录

  • 能够辨别相对路径和绝对路径

  • 能够说出IO流的分类和功能

  • 能够使用字节输出流写出数据到文件

  • 能够使用字节输入流读取数据到程序

  • 能够理解读取数据read(byte[])方法的原理

  • 能够使用字节流完成文件的复制

  • 能够使用FileWirter写数据到文件

  • 能够说出FileWriter中关闭和刷新方法的区别

  • 能够使用FileWriter写数据的5个方法

  • 能够使用FileWriter写数据实现换行和追加写

  • 能够使用FileReader读数据

  • 能够使用FileReader读数据一次一个字符数组

  • 能够使用字节缓冲流读取数据到程序

  • 能够使用字节缓冲流写出数据到文件

  • 能够明确字符缓冲流的作用和基本用法

  • 能够使用缓冲流的特殊功能

  • 能够阐述编码表的意义

  • 能够使用转换流读取指定编码的文本文件

  • 能够使用转换流写入指定编码的文本文件

  • 能够说出打印流的特点

  • 能够使用序列化流写出对象到文件

  • 能够使用反序列化流读取文件到程序中

第十四章 File类与IO流

14.1 java.io.File类

14.1.1 概述

File类是java.io包下代表与平台无关的文件和目录,也就是说如果希望在程序中操作文件和目录都可以通过File类来完成,File类能新建、删除、重命名文件和目录。

在API中File的解释是文件和目录路径名的抽象表示形式,即File类是文件或目录的路径,而不是文件本身,因此File类不能直接访问文件内容本身,如果需要访问文件内容本身,则需要使用输入/输出流。

File类代表磁盘或网络中某个文件或目录的路径名称,如:/atguigu/javase/io/佟刚.jpg

但不能直接通过File对象读取和写入数据,如果要操作数据,需要IO流。File对象好比是到水库的“路线地址”,要“存取”里面的水到你“家里”,需要“管道”。

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14.1.2 构造方法

  • public File(String pathname) :通过将给定的路径名字符串转换为抽象路径名来创建新的 File实例。

  • public File(String parent, String child) :从父路径名字符串和子路径名字符串创建新的 File实例。

  • public File(File parent, String child) :从父抽象路径名和子路径名字符串创建新的 File实例。

  • 构造举例,代码如下:

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// 文件路径名
String pathname = "D:\\aaa.txt";
File file1 = new File(pathname);

// 文件路径名
String pathname2 = "D:\\aaa\\bbb.txt";
File file2 = new File(pathname2);

// 通过父路径和子路径字符串
String parent = "d:\\aaa";
String child = "bbb.txt";
File file3 = new File(parent, child);

// 通过父级File对象和子路径字符串
File parentDir = new File("d:\\aaa");
String child = "bbb.txt";
File file4 = new File(parentDir, child);

小贴士:

  1. 一个File对象代表硬盘中实际存在的一个文件或者目录。
  2. 无论该路径下是否存在文件或者目录,都不影响File对象的创建。

14.1.3 常用方法(了解)

1、获取文件和目录基本信息的方法

  • public String getName() :返回由此File表示的文件或目录的名称。

  • public long length() :返回由此File表示的文件的长度。

  • public String getPath() :将此File转换为路径名字符串。

  • public long lastModified():返回File对象对应的文件或目录的最后修改时间(毫秒值)

    方法演示,代码如下:

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    import java.io.File;
    import java.time.Instant;
    import java.time.LocalDateTime;
    import java.time.ZoneId;

    public class TestFile {
    public static void main(String[] args) {
    File f = new File("d:/aaa/bbb.txt");
    System.out.println("文件构造路径:"+f.getPath());
    System.out.println("文件名称:"+f.getName());
    System.out.println("文件长度:"+f.length()+"字节");
    System.out.println("文件最后修改时间:" + LocalDateTime.ofInstant(Instant.ofEpochMilli(f.lastModified()),ZoneId.of("Asia/Shanghai")));

    File f2 = new File("d:/aaa");
    System.out.println("目录构造路径:"+f2.getPath());
    System.out.println("目录名称:"+f2.getName());
    System.out.println("目录长度:"+f2.length()+"字节");
    System.out.println("文件最后修改时间:" + LocalDateTime.ofInstant(Instant.ofEpochMilli(f.lastModified()),ZoneId.of("Asia/Shanghai")));
    }
    }

    输出结果:
    文件构造路径:d:\aaa\bbb.java
    文件名称:bbb.java
    文件长度:636字节
    文件最后修改时间:2019-07-23T22:01:32.065

    目录构造路径:d:\aaa
    目录名称:aaa
    目录长度:4096字节
    文件最后修改时间:2019-07-23T22:01:32.065

API中说明:length(),表示文件的长度。但是File对象表示目录,则返回值未指定。

2、各种路径问题

  • public String getPath() :将此File转换为路径名字符串。
  • public String getAbsolutePath() :返回此File的绝对路径名字符串。
  • String getCanonicalPath():返回此File对象所对应的规范路径名。

File类可以使用文件路径字符串来创建File实例,该文件路径字符串既可以是绝对路径,也可以是相对路径。

默认情况下,系统总是依据用户的工作路径来解释相对路径,这个路径由系统属性“user.dir”指定,通常也就是运行Java虚拟机时所作的路径。

  • 绝对路径:从盘符开始的路径,这是一个完整的路径。
  • 相对路径:相对于项目目录的路径,这是一个便捷的路径,开发中经常使用。
  • 规范路径:所谓规范路径名,即对路径中的“..”等进行解析后的路径名
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@Test
public void test1() throws IOException{
File f1 = new File("d:\\atguigu\\javase\\HelloIO.java");
System.out.println("文件/目录的名称:" + f1.getName());
System.out.println("文件/目录的构造路径名:" + f1.getPath());
System.out.println("文件/目录的绝对路径名:" + f1.getAbsolutePath());
System.out.println("文件/目录的规范路径名:" + f1.getCanonicalPath());
System.out.println("文件/目录的父目录名:" + f1.getParent());
}
@Test
public void test2() throws IOException{
File f2 = new File("HelloIO.java");
System.out.println("user.dir =" + System.getProperty("user.dir"));
System.out.println("文件/目录的名称:" + f2.getName());
System.out.println("文件/目录的构造路径名:" + f2.getPath());
System.out.println("文件/目录的绝对路径名:" + f2.getAbsolutePath());
System.out.println("文件/目录的规范路径名:" + f2.getCanonicalPath());
System.out.println("文件/目录的父目录名:" + f2.getParent());
}
@Test
public void test3() throws IOException{
File f3 = new File("../../HelloIO.java");
System.out.println("user.dir =" + System.getProperty("user.dir"));
System.out.println("文件/目录的名称:" + f3.getName());
System.out.println("文件/目录的构造路径名:" + f3.getPath());
System.out.println("文件/目录的绝对路径名:" + f3.getAbsolutePath());
System.out.println("文件/目录的规范路径名:" + f3.getCanonicalPath());
System.out.println("文件/目录的父目录名:" + f3.getParent());
}
  • window的路径分隔符使用“\”,而Java程序中的“\”表示转义字符,所以在Windows中表示路径,需要用“\”。或者直接使用“/”也可以,Java程序支持将“/”当成平台无关的路径分隔符。或者直接使用File.separator常量值表示。

  • 把构造File对象指定的文件或目录的路径名,称为构造路径,它可以是绝对路径,也可以是相对路径

  • 当构造路径是绝对路径时,那么getPath和getAbsolutePath结果一样

  • 当构造路径是相对路径时,那么getAbsolutePath的路径 = user.dir的路径 + 构造路径

  • 当路径中不包含”..”和”/开头”等形式的路径,那么规范路径和绝对路径一样,否则会将..等进行解析。路径中如果出现“..”表示上一级目录,路径名如果以“/”开头,表示从“根目录”下开始导航。

3、判断功能的方法

  • public boolean exists() :此File表示的文件或目录是否实际存在。
  • public boolean isDirectory() :此File表示的是否为目录。
  • public boolean isFile() :此File表示的是否为文件。

方法演示,代码如下:

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public class FileIs {
public static void main(String[] args) {
File f = new File("d:\\aaa\\bbb.java");
File f2 = new File("d:\\aaa");
// 判断是否存在
System.out.println("d:\\aaa\\bbb.java 是否存在:"+f.exists());
System.out.println("d:\\aaa 是否存在:"+f2.exists());
// 判断是文件还是目录
System.out.println("d:\\aaa 文件?:"+f2.isFile());
System.out.println("d:\\aaa 目录?:"+f2.isDirectory());
}
}
输出结果:
d:\aaa\bbb.java 是否存在:true
d:\aaa 是否存在:true
d:\aaa 文件?:false
d:\aaa 目录?:true

如果文件或目录不存在,那么exists()、isFile()和isDirectory()都是返回true

4、创建删除功能的方法

  • public boolean createNewFile() :当且仅当具有该名称的文件尚不存在时,创建一个新的空文件。
  • public boolean delete() :删除由此File表示的文件或目录。 只能删除空目录。
  • public boolean mkdir() :创建由此File表示的目录。
  • public boolean mkdirs() :创建由此File表示的目录,包括任何必需但不存在的父目录。

方法演示,代码如下:

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public class FileCreateDelete {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 文件的创建
File f = new File("aaa.txt");
System.out.println("是否存在:"+f.exists()); // false
System.out.println("是否创建:"+f.createNewFile()); // true
System.out.println("是否存在:"+f.exists()); // true

// 目录的创建
File f2= new File("newDir");
System.out.println("是否存在:"+f2.exists());// false
System.out.println("是否创建:"+f2.mkdir()); // true
System.out.println("是否存在:"+f2.exists());// true

// 创建多级目录
File f3= new File("newDira\\newDirb");
System.out.println(f3.mkdir());// false
File f4= new File("newDira\\newDirb");
System.out.println(f4.mkdirs());// true

// 文件的删除
System.out.println(f.delete());// true

// 目录的删除
System.out.println(f2.delete());// true
System.out.println(f4.delete());// false
}
}

API中说明:delete方法,如果此File表示目录,则目录必须为空才能删除。

14.1.4 递归实现多级目录操作(了解,有时间作为复习递归练习用)

  • public String[] list() :返回一个String数组,表示该File目录中的所有子文件或目录。

  • public File[] listFiles() :返回一个File数组,表示该File目录中的所有的子文件或目录。

  • public File[] listFiles(FileFilter filter):返回所有满足指定过滤器的文件和目录。如果给定 filter 为 null,则接受所有路径名。否则,当且仅当在路径名上调用过滤器的 FileFilter.accept(java.io.File) 方法返回 true 时,该路径名才满足过滤器。如果当前File对象不表示一个目录,或者发生 I/O 错误,则返回 null。

1、递归打印多级目录

分析:多级目录的打印。遍历之前,无从知道到底有多少级目录,所以我们可以使用递归实现。

代码实现

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@Test
public void test3() {
File dir = new File("d:/atguigu");
listSubFiles(dir);
}

public void listSubFiles(File dir) {
if (dir != null && dir.isDirectory()) {
File[] listFiles = dir.listFiles();
if (listFiles != null) {
for (File sub : listFiles) {
listSubFiles(sub);//递归调用
}
}
}
System.out.println(dir);
}

2、递归打印某目录下(包括子目录)中所有满足条件的文件

示例代码:列出”D:/atguigu”下所有”.java”文件

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@Test
public void test5() {
File dir = new File("D:/atguigu");
listByFileFilter(dir);
}

public void listByFileFilter(File file) {
if (file != null && file.isDirectory()) {
File[] listFiles = file.listFiles(new FilenameFilter() {

@Override
public boolean accept(File dir, String name) {
return name.endsWith(".java") || new File(dir,name).isDirectory();
}
});
if (listFiles != null) {
for (File sub : listFiles) {
if(sub.isFile()){
System.out.println(sub);
}
listByFileFilter(sub);
}
}
}
}

3、递归求目录总大小

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@Test
public void test4() {
File dir = new File("D:/atguigu");
long length = getLength(dir);
System.out.println("大小:" + length);
}

public long getLength(File dir){
if (dir != null && dir.isDirectory()) {
File[] listFiles = dir.listFiles();
if(listFiles!=null){
long sum = 0;
for (File sub : listFiles) {
sum += getLength(sub);
}
return sum;
}
}else if(dir != null && dir.isFile()){
return dir.length();
}
return 0;
}

4、递归删除非空目录

如果目录非空,连同目录下的文件和文件夹一起删除

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@Test
public void test6() {
File dir = new File("D:/atguigu/javase");
forceDeleteDir(dir);
}
public void forceDeleteDir(File dir) {
if (dir != null && dir.isDirectory()) {
File[] listFiles = dir.listFiles();
if(listFiles!=null){
for (File sub : listFiles) {
forceDeleteDir(sub);
}
}
}
dir.delete();
}

14.2 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:输入流输出流

  • 输入流 :把数据从其他设备上读取到内存中的流。
    • 以InputStream,Reader结尾
  • 输出流 :把数据从内存 中写出到其他设备上的流。
    • 以OutputStream、Writer结尾

根据数据的类型分为:字节流字符流

  • 字节流 :以字节为单位,读写数据的流。
    • 以InputStream和OutputStream结尾
  • 字符流 :以字符为单位,读写数据的流。
    • 以Reader和Writer结尾

根据IO流的角色不同分为:节点流处理流

  • 节点流:可以从或向一个特定的地方(节点)读写数据。如FileReader.

  • 处理流:是对一个已存在的流进行连接和封装,通过所封装的流的功能调用实现数据读写。如BufferedReader.处理流的构造方法总是要带一个其他的流对象做参数。一个流对象经过其他流的多次包装,称为流的链接。

这种设计是装饰模式(Decorator Pattern)也称为包装模式(Wrapper Pattern),其使用一种对客户端透明的方式来动态地扩展对象的功能,它是通过继承扩展功能的替代方案之一。在现实生活中你也有很多装饰者的例子,例如:人需要各种各样的衣着,不管你穿着怎样,但是,对于你个人本质来说是不变的,充其量只是在外面加上了一些装饰,有,“遮羞的”、“保暖的”、“好看的”、“防雨的”….

常用的节点流:  

  • 文 件 FileInputStream FileOutputStrean FileReader FileWriter 文件进行处理的节点流。
  • 字符串 StringReader StringWriter 对字符串进行处理的节点流。
  • 数 组 ByteArrayInputStream ByteArrayOutputStream CharArrayReader CharArrayWriter 对数组进行处理的节点流(对应的不再是文件,而是内存中的一个数组)。
  • 管 道 PipedInputStream、PipedOutputStream、PipedReader、PipedWriter对管道进行处理的节点流。

常用处理流:

  • 缓冲流:BufferedInputStream、BufferedOutputStream、BufferedReader、BufferedWriter—增加缓冲功能,避免频繁读写硬盘。

  • 转换流:InputStreamReader、OutputStreamReader—实现字节流和字符流之间的转换。

  • 数据流:DataInputStream、DataOutputStream -提供读写Java基础数据类型功能

  • 对象流:ObjectInputStream、ObjectOutputStream–提供直接读写Java对象功能

3、4大顶级抽象父类们

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

14.3 字节流

14.3.1 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。

14.3.2 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。

14.3.3 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。

  • 构造举例,代码如下:
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public class FileOutputStreamConstructor throws IOException {
public static void main(String[] args) {
// 使用File对象创建流对象
File file = new File("a.txt");
FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file);

// 使用文件名称创建流对象
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("b.txt");
}
}

写出字节数据

  1. 写出字节write(int b) 方法,每次可以写出一个字节数据,代码使用演示:
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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");
// 写出数据
fos.write(97); // 写出第1个字节
fos.write(98); // 写出第2个字节
fos.write(99); // 写出第3个字节
// 关闭资源
fos.close();
}
}
输出结果:
abc

小贴士:

  1. 虽然参数为int类型四个字节,但是只会保留一个字节的信息写出。
  2. 流操作完毕后,必须释放系统资源,调用close方法,千万记得。
  1. 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:
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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 = "尚硅谷".getBytes();
// 写出字节数组数据
fos.write(b);
// 关闭资源
fos.close();
}
}
输出结果:
尚硅谷
  1. 写出指定长度字节数组write(byte[] b, int off, int len) ,每次写出从off索引开始,len个字节,代码使用演示:
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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 = "abcde".getBytes();
// 写出从索引2开始,2个字节。索引2是c,两个字节,也就是cd。
fos.write(b,2,2);
// 关闭资源
fos.close();
}
}
输出结果:
cd

数据追加续写

经过以上的演示,每次程序运行,创建输出流对象,都会清空目标文件中的数据。如何保留目标文件中数据,还能继续添加新数据呢?

  • 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:

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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"true);
// 字符串转换为字节数组
byte[] b = "abcde".getBytes();
// 写出从索引2开始,2个字节。索引2是c,两个字节,也就是cd。
fos.write(b);
// 关闭资源
fos.close();
}
}
文件操作前:cd
文件操作后:cdabcde

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:

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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
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  • 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。

14.3.4 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 。

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。

14.3.5 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

  • 构造举例,代码如下:
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public class FileInputStreamConstructor throws IOException{
public static void main(String[] args) {
// 使用File对象创建流对象
File file = new File("a.txt");
FileInputStream fis = new FileInputStream(file);

// 使用文件名称创建流对象
FileInputStream fis = new FileInputStream("b.txt");
}
}

读取字节数据

  1. 读取字节read方法,每次可以读取一个字节的数据,提升为int类型,读取到文件末尾,返回-1,代码使用演示:
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public class FISRead {
public static void main(String[] args) throws IOException{
// 使用文件名称创建流对象
FileInputStream fis = new FileInputStream("read.txt");
// 读取数据,返回一个字节
int read = fis.read();
System.out.println((char) read);
read = fis.read();
System.out.println((char) read);
read = fis.read();
System.out.println((char) read);
read = fis.read();
System.out.println((char) read);
read = fis.read();
System.out.println((char) read);
// 读取到末尾,返回-1
read = fis.read();
System.out.println( read);
// 关闭资源
fis.close();
}
}
输出结果:
a
b
c
d
e
-1

循环改进读取方式,代码使用演示:

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public class FISRead {
public static void main(String[] args) throws IOException{
// 使用文件名称创建流对象
FileInputStream fis = new FileInputStream("read.txt");
// 定义变量,保存数据
int b ;
// 循环读取
while ((b = fis.read())!=-1) {
System.out.println((char)b);
}
// 关闭资源
fis.close();
}
}
输出结果:
a
b
c
d
e

小贴士:

  1. 虽然读取了一个字节,但是会自动提升为int类型。
  2. 流操作完毕后,必须释放系统资源,调用close方法,千万记得。
  1. 使用字节数组读取read(byte[] b),每次读取b的长度个字节到数组中,返回读取到的有效字节个数,读取到末尾时,返回-1 ,代码使用演示:
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public class FISRead {
public static void main(String[] args) throws IOException{
// 使用文件名称创建流对象.
FileInputStream fis = new FileInputStream("read.txt"); // 文件中为abcde
// 定义变量,作为有效个数
int len ;
// 定义字节数组,作为装字节数据的容器
byte[] b = new byte[2];
// 循环读取
while (( len= fis.read(b))!=-1) {
// 每次读取后,把数组变成字符串打印
System.out.println(new String(b));
}
// 关闭资源
fis.close();
}
}

输出结果:
ab
cd
ed

错误数据d,是由于最后一次读取时,只读取一个字节e,数组中,上次读取的数据没有被完全替换,所以要通过len ,获取有效的字节,代码使用演示:

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public class FISRead {
public static void main(String[] args) throws IOException{
// 使用文件名称创建流对象.
FileInputStream fis = new FileInputStream("read.txt"); // 文件中为abcde
// 定义变量,作为有效个数
int len ;
// 定义字节数组,作为装字节数据的容器
byte[] b = new byte[2];
// 循环读取
while (( len= fis.read(b))!=-1) {
// 每次读取后,把数组的有效字节部分,变成字符串打印
System.out.println(new String(b,0,len));// len 每次读取的有效字节个数
}
// 关闭资源
fis.close();
}
}

输出结果:
ab
cd
e

小贴士:

使用数组读取,每次读取多个字节,减少了系统间的IO操作次数,从而提高了读写的效率,建议开发中使用。

14.3.6 字节流练习:图片复制

复制图片文件,代码使用演示:

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public class Copy {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 1.创建流对象
// 1.1 指定数据源
FileInputStream fis = new FileInputStream("D:\\test.jpg");
// 1.2 指定目的地
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("test_copy.jpg");

// 2.读写数据
// 2.1 定义数组
byte[] b = new byte[1024];
// 2.2 定义长度
int len;
// 2.3 循环读取
while ((len = fis.read(b))!=-1) {
// 2.4 写出数据
fos.write(b, 0 , len);
}

// 3.关闭资源
fos.close();
fis.close();
}
}

小贴士:

流的关闭原则:先开后关,后开先关。

14.4 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。

14.4.1 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 。

14.4.2 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。

eclipse中默认GBK,idea中默认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 。

  • 构造举例,代码如下:
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public class FileReaderConstructor throws IOException{
public static void main(String[] args) {
// 使用File对象创建流对象
File file = new File("a.txt");
FileReader fr = new FileReader(file);

// 使用文件名称创建流对象
FileReader fr = new FileReader("b.txt");
}
}

读取字符数据

  1. 读取字符read方法,每次可以读取一个字符的数据,提升为int类型,读取到文件末尾,返回-1,循环读取,代码使用演示:
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public class FRRead {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 使用文件名称创建流对象
FileReader fr = new FileReader("read.txt");
// 定义变量,保存数据
int b ;
// 循环读取
while ((b = fr.read())!=-1) {
System.out.println((char)b);
}
// 关闭资源
fr.close();
}
}
输出结果:



小贴士:虽然读取了一个字符,但是会自动提升为int类型。

  1. 使用字符数组读取read(char[] cbuf),每次读取b的长度个字符到数组中,返回读取到的有效字符个数,读取到末尾时,返回-1 ,代码使用演示:
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public class FRRead {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 使用文件名称创建流对象
FileReader fr = new FileReader("read.txt");
// 定义变量,保存有效字符个数
int len ;
// 定义字符数组,作为装字符数据的容器
char[] cbuf = new char[2];
// 循环读取
while ((len = fr.read(cbuf))!=-1) {
System.out.println(new String(cbuf));
}
// 关闭资源
fr.close();
}
}
输出结果:
尚硅
谷硅

获取有效的字符改进,代码使用演示:

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public class FISRead {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 使用文件名称创建流对象
FileReader fr = new FileReader("read.txt");
// 定义变量,保存有效字符个数
int len ;
// 定义字符数组,作为装字符数据的容器
char[] cbuf = new char[2];
// 循环读取
while ((len = fr.read(cbuf))!=-1) {
System.out.println(new String(cbuf,0,len));
}
// 关闭资源
fr.close();
}
}

输出结果:
尚硅

14.4.3 字符输出流【Writer】

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。

  • 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。

14.4.4 FileWriter类

java.io.FileWriter 类是写出字符到文件的便利类。构造时使用系统默认的字符编码和默认字节缓冲区。

构造方法

  • FileWriter(File file): 创建一个新的 FileWriter,给定要读取的File对象。
  • FileWriter(String fileName): 创建一个新的 FileWriter,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FileOutputStream。

  • 构造举例,代码如下:
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public class FileWriterConstructor {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 使用File对象创建流对象
File file = new File("a.txt");
FileWriter fw = new FileWriter(file);

// 使用文件名称创建流对象
FileWriter fw = new FileWriter("b.txt");
}
}

基本写出数据

写出字符write(int b) 方法,每次可以写出一个字符数据,代码使用演示:

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public class FWWrite {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 使用文件名称创建流对象
FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt");
// 写出数据
fw.write(97); // 写出第1个字符
fw.write('b'); // 写出第2个字符
fw.write('C'); // 写出第3个字符
fw.write(30000); // 写出第4个字符,中文编码表中30000对应一个汉字。

/*
【注意】关闭资源时,与FileOutputStream不同。
如果不关闭,数据只是保存到缓冲区,并未保存到文件。
*/
// fw.close();
}
}
输出结果:
abC田

小贴士:

  1. 虽然参数为int类型四个字节,但是只会保留一个字符的信息写出。
  2. 未调用close方法,数据只是保存到了缓冲区,并未写出到文件中。

关闭和刷新

因为内置缓冲区的原因,如果不关闭输出流,无法写出字符到文件中。但是关闭的流对象,是无法继续写出数据的。如果我们既想写出数据,又想继续使用流,就需要flush 方法了。

  • 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。

代码使用演示:

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public class FWWrite {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 使用文件名称创建流对象
FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt");
// 写出数据,通过flush
fw.write('刷'); // 写出第1个字符
fw.flush();
fw.write('新'); // 继续写出第2个字符,写出成功
fw.flush();

// 写出数据,通过close
fw.write('关'); // 写出第1个字符
fw.close();
fw.write('闭'); // 继续写出第2个字符,【报错】java.io.IOException: Stream closed
fw.close();
}
}

小贴士:即便是flush方法写出了数据,操作的最后还是要调用close方法,释放系统资源。

写出其他数据

  1. 写出字符数组write(char[] cbuf)write(char[] cbuf, int off, int len) ,每次可以写出字符数组中的数据,用法类似FileOutputStream,代码使用演示:
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public class FWWrite {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 使用文件名称创建流对象
FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt");
// 字符串转换为字节数组
char[] chars = "尚硅谷".toCharArray();

// 写出字符数组
fw.write(chars); // 尚硅谷

// 写出从索引1开始,2个字节。索引1是'硅',两个字节,也就是'硅谷'。
fw.write(b,1,2); // 硅谷

// 关闭资源
fos.close();
}
}
  1. 写出字符串write(String str)write(String str, int off, int len) ,每次可以写出字符串中的数据,更为方便,代码使用演示:
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public class FWWrite {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 使用文件名称创建流对象
FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt");
// 字符串
String msg = "尚硅谷";

// 写出字符数组
fw.write(msg); //尚硅谷

// 写出从索引1开始,2个字节。索引1是'硅',两个字节,也就是'硅谷'。
fw.write(msg,1,2); // 尚硅谷

// 关闭资源
fos.close();
}
}
  1. 续写和换行:操作类似于FileOutputStream。
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public class FWWrite {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 使用文件名称创建流对象,可以续写数据
FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt"true);
// 写出字符串
fw.write("尚");
// 写出换行
fw.write("\r\n");
// 写出字符串
fw.write("硅谷");
// 关闭资源
fw.close();
}
}
输出结果:

硅谷

小贴士: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

14.5 缓冲流

缓冲流,也叫高效流,按照数据类型分类:

  • 字节缓冲流BufferedInputStreamBufferedOutputStream
  • 字符缓冲流BufferedReaderBufferedWriter

缓冲流的基本原理,是在创建流对象时,会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。

14.5.1 字节缓冲流

构造方法

  • public BufferedInputStream(InputStream in) :创建一个 新的缓冲输入流。
  • public BufferedOutputStream(OutputStream out): 创建一个新的缓冲输出流。

构造举例,代码如下:

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// 创建字节缓冲输入流
BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("bis.txt"));
// 创建字节缓冲输出流
BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("bos.txt"));

效率测试

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。

  1. 基本流,代码如下:
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public class BufferedDemo {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 记录开始时间
long start = System.currentTimeMillis();
// 创建流对象
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);
}

fos.close();
fis.close();

// 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...
  1. 缓冲流,代码如下:
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public class BufferedDemo {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 记录开始时间
long start = System.currentTimeMillis();
// 创建流对象
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);
}

bos.close();
bis.close();

// 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:

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public class BufferedDemo {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 记录开始时间
long start = System.currentTimeMillis();
// 创建流对象
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);
}

bos.close();
bis.close();
// 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

14.5.2 字符缓冲流

构造方法

  • public BufferedReader(Reader in) :创建一个 新的缓冲输入流。
  • public BufferedWriter(Writer out): 创建一个新的缓冲输出流。

构造举例,代码如下:

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// 创建字符缓冲输入流
BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("br.txt"));
// 创建字符缓冲输出流
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("bw.txt"));

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。

readLine方法演示,代码如下:

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public class BufferedReaderDemo {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 创建流对象
BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("in.txt"));
// 定义字符串,保存读取的一行文字
String line = null;
// 循环读取,读取到最后返回null
while ((line = br.readLine())!=null) {
System.out.print(line);
System.out.println("------");
}
// 释放资源
br.close();
}
}

newLine方法演示,代码如下:

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public class BufferedWriterDemo throws IOException {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 创建流对象
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("out.txt"));
// 写出数据
bw.write("尚");
// 写出换行
bw.newLine();
bw.write("硅");
bw.newLine();
bw.write("谷");
bw.newLine();
// 释放资源
bw.close();
}
}
输出效果:



14.6 转换流

14.6.1 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。

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。

14.6.2 编码引出的问题

在Eclipse中,使用FileReader 读取项目中的文本文件。由于Eclipse的设置UTF-8编码但是,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。

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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?

14.6.3 InputStreamReader类

转换流java.io.InputStreamReader,是Reader的子类,是从字节流到字符流的桥梁。它读取字节,并使用指定的字符集将其解码为字符。它的字符集可以由名称指定,也可以接受平台的默认字符集。

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。

构造举例,代码如下:

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InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream("in.txt"));
InputStreamReader isr2 = new InputStreamReader(new FileInputStream("in.txt") , "GBK");

指定编码读取

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public class ReaderDemo2 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 定义文件路径,文件为gbk编码
String FileName = "E:\\file_gbk.txt";
// 创建流对象,默认UTF8编码
InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream(FileName));
// 创建流对象,指定GBK编码
InputStreamReader isr2 = new InputStreamReader(new FileInputStream(FileName) , "GBK");
// 定义变量,保存字符
int read;
// 使用默认编码字符流读取,乱码
while ((read = isr.read()) != -1) {
System.out.print((char)read); // ��Һ�
}
isr.close();

// 使用指定编码字符流读取,正常解析
while ((read = isr2.read()) != -1) {
System.out.print((char)read);// 大家好
}
isr2.close();
}
}

14.6.4 OutputStreamWriter类

转换流java.io.OutputStreamWriter ,是Writer的子类,是从字符流到字节流的桥梁。使用指定的字符集将字符编码为字节。它的字符集可以由名称指定,也可以接受平台的默认字符集。

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。

构造举例,代码如下:

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OutputStreamWriter isr = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("out.txt"));
OutputStreamWriter isr2 = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("out.txt") , "GBK");

指定编码写出

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public class OutputDemo {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 定义文件路径
String FileName = "E:\\out.txt";
// 创建流对象,默认UTF8编码
OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(FileName));
// 写出数据
osw.write("你好"); // 保存为6个字节
osw.close();

// 定义文件路径
String FileName2 = "E:\\out2.txt";
// 创建流对象,指定GBK编码
OutputStreamWriter osw2 = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(FileName2),"GBK");
// 写出数据
osw2.write("你好");// 保存为4个字节
osw2.close();
}
}

14.6.5 转换流理解图解

转换流是字节与字符间的桥梁!

14.6.6 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。

案例分析

  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

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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();
}
}

14.7 数据流

前面学习的IO流,在程序代码中,要么将数据直接按照字节处理,要么按照字符处理。那么,如果要在程序中直接处理Java的基础数据类型,怎么办呢?

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String name = “巫师”;
int age = 300;
char gender = ‘男’;
int energy = 5000;
double price = 75.5;
boolean relive = true;

完成这个需求,可以使用DataOutputStream进行写,随后用DataInputStream进行读取,而且顺序要一致。

示例代码:

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import java.io.DataInputStream;
import java.io.DataOutputStream;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;

public class TestData {
public void save() throws IOException{
String name = "巫师";
int age = 300;
char gender = '男';
int energy = 5000;
double price = 75.5;
boolean relive = true;

DataOutputStream dos = new DataOutputStream(new FileOutputStream("game.dat"));
dos.writeUTF(name);
dos.writeInt(age);
dos.writeChar(gender);
dos.writeInt(energy);
dos.writeDouble(price);
dos.writeBoolean(relive);
dos.close();
}
public void reload()throws IOException{
DataInputStream dis = new DataInputStream(new FileInputStream("game.dat"));
String name = dis.readUTF();
int age = dis.readInt();
char gender = dis.readChar();
int energy = dis.readInt();
double price = dis.readDouble();
boolean relive = dis.readBoolean();

System.out.println(name+"," + age + "," + gender + "," + energy + "," + price + "," + relive);

dis.close();
}
}

14.8 序列化

14.8.1 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。看图理解序列化:

14.8.2 ObjectOutputStream类

java.io.ObjectOutputStream 类,将Java对象的原始数据类型写出到文件,实现对象的持久存储。

构造方法

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

构造举例,代码如下:

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FileOutputStream fileOut = new FileOutputStream("employee.txt");
ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(fileOut);

序列化操作

  • 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
    • 如果对象的某个属性也是引用数据类型,那么如果该属性也要序列化的话,也要实现Serializable 接口
  • 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。
  • 静态变量的值不会序列化
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public class Employee implements java.io.Serializable {
public static String company = "尚硅谷";
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。
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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

14.8.3 ObjectInputStream类

ObjectInputStream反序列化流,将之前使用ObjectOutputStream序列化的原始数据恢复为对象。

构造方法

  • public ObjectInputStream(InputStream in) : 创建一个指定InputStream的ObjectInputStream。

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。
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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

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。

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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);
}
}

14.8.4 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

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public class SerTest {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 创建 学生对象
Student student = new Student("老王", "laow");
Student student2 = new Student("老张", "laoz");
Student student3 = new Student("老李", "laol");

ArrayList<Student> arrayList = new ArrayList<>();
arrayList.add(student);
arrayList.add(student2);
arrayList.add(student3);
// 序列化操作
// serializ(arrayList);

// 反序列化
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("list.txt"));
// 读取对象,强转为ArrayList类型
ArrayList<Student> list = (ArrayList<Student>)ois.readObject();

for (int i = 0; i < list.size(); i++ ){
Student s = list.get(i);
System.out.println(s.getName()+"--"+ s.getPwd());
}
}

private static void serializ(ArrayList<Student> arrayList) throws Exception {
// 创建 序列化流
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("list.txt"));
// 写出对象
oos.writeObject(arrayList);
// 释放资源
oos.close();
}
}

14.8.5 java.io.Externalizable接口

除了Serializable接口之外,还可以实现java.io.Externalizable接口,但是要求重写:

void readExternal(ObjectInput in)
void writeExternal(ObjectOutput out)

关于哪些属性序列化和反序列化,由程序员自己定。虽然可以自己决定任意属性的输出和读取,但是还是建议不要输出静态的和transient属性。

学生类:

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import java.io.Externalizable;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInput;
import java.io.ObjectOutput;

public class Student implements Externalizable{
private static String school = "atguigu";
private String name;
private transient int age;
private int score;
public Student(String name, int age, int score) {
super();
this.name = name;
this.age = age;
this.score = score;
}
public Student() {
super();
}
public static String getSchool() {
return school;
}
public static void setSchool(String school) {
Student.school = school;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
public int getScore() {
return score;
}
public void setScore(int score) {
this.score = score;
}
@Override
public String toString() {
return "Student [name=" + name +",age =" +age + ", score=" + score +",schoool = " + school+ "]";
}

//一下两个方法不是程序员手动调用,而是在对象被序列化和反序列时,IO流自动调用
@Override
public void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException {
//在这个方法中,程序员自己定,哪些属性需要序列化,及其顺序
out.writeUTF(school);
out.writeUTF(name);
out.writeInt(score);
out.writeInt(age);
}
@Override
public void readExternal(ObjectInput in) throws IOException, ClassNotFoundException {
//读取的顺序要与写的顺序一致
school = in.readUTF();
name = in.readUTF();
score = in.readInt();
age = in.readInt();
}

}

测试类

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import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;

import org.junit.Test;

/*
* 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。
* 序列化接口没有方法或字段,仅用于标识可序列化的语义。
*
* java.io.Externalizable 实例类的唯一特性是可以被写入序列化流中,该类负责保存和恢复实例内容。
* 则它要实现 Externalizable 接口的 writeExternal 和 readExternal 方法。
*
* void readExternal(ObjectInput in)
* void writeExternal(ObjectOutput out)
*
* 虽然可以自己决定任意属性的输出和读取,但是还是建议不要输出静态的和transient属性
*/
public class TestExternalizable {
@Test
public void in()throws IOException, ClassNotFoundException{
FileInputStream fis = new FileInputStream("stu.dat");
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(fis);

Object obj = ois.readObject();

System.out.println(obj);

ois.close();
fis.close();
}

@Test
public void out()throws IOException{
Student student = new Student("张三", 23, 89);
Student.setSchool("尚硅谷");

FileOutputStream fos = new FileOutputStream("stu.dat");
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(fos);

oos.writeObject(student);

oos.close();
fos.close();
}
}

14.9 重新认识PrintStream和Scanner、System.in和out

14.9.1 PrintStream类

平时我们在控制台打印输出,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。

构造方法

  • public PrintStream(String fileName) : 使用指定的文件名创建一个新的打印流。

构造举例,代码如下:

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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,我们就可以玩一个”小把戏”,改变它的流向。

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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);
}
}

14.9.2 Scanner类

构造方法

  • Scanner(File source) :构造一个新的 Scanner,它生成的值是从指定文件扫描的。
  • Scanner(File source, String charsetName) :构造一个新的 Scanner,它生成的值是从指定文件扫描的。
  • Scanner(InputStream source) :构造一个新的 Scanner,它生成的值是从指定的输入流扫描的。
  • Scanner(InputStream source, String charsetName) :构造一个新的 Scanner,它生成的值是从指定的输入流扫描的。

常用方法:

  • boolean hasNextXxx(): 如果通过使用nextXxx()方法,此扫描器输入信息中的下一个标记可以解释为默认基数中的一个 Xxx 值,则返回 true。
  • Xxx nextXxx(): 将输入信息的下一个标记扫描为一个Xxx
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import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Scanner;

import org.junit.Test;

public class TestFile {
@Test
public void test1() throws IOException {
Scanner input = new Scanner(System.in);
ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
while(true){
System.out.print("请输入一个单词:");
String str = input.nextLine();
if("stop".equals(str)){
break;
}
list.add(str);
}
System.out.println(list);
input.close();
}
@Test
public void test2() throws IOException {
Scanner input = new Scanner(new File("1.txt"));
while(input.hasNextLine()){
String str = input.nextLine();
System.out.println(str);
}
input.close();
}

@Test
public void test3() throws FileNotFoundException{
System.setIn(new FileInputStream("1.txt"));
Scanner input = new Scanner(System.in);
while(input.hasNextLine()){
String str = input.nextLine();
System.out.println(str);
}
input.close();
}
}

14.10 JDK1.7之后引入新try..catch

语法格式:

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try(需要关闭的资源对象的声明){
业务逻辑代码
}catch(异常类型 e){
处理异常代码
}catch(异常类型 e){
处理异常代码
}
....

它没有finally,也不需要程序员去关闭资源对象,无论是否发生异常,都会关闭资源对象

示例代码:

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@Test
public void test03() {
//从d:/1.txt(GBK)文件中,读取内容,写到项目根目录下1.txt(UTF-8)文件中
try(
FileInputStream fis = new FileInputStream("d:/1.txt");
InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis,"GBK");
BufferedReader br = new BufferedReader(isr);

FileOutputStream fos = new FileOutputStream("1.txt");
OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(fos,"UTF-8");
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(osw);
){
String str;
while((str = br.readLine()) != null){
bw.write(str);
bw.newLine();
}
} catch (FileNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
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