java IO流學習

Java流操作有關的類或接口：

Java流類圖結構：

 

流的概念和作用

流是一組有順序的，有起點和終點的字節集合，是對數據傳輸的總稱或抽象。即數據在兩設備間的傳輸稱爲流，流的本質是數據傳輸，根據數據傳輸特性將流抽象爲各種類，方便更直觀的進行數據操作。 

 

IO流的分類

 

 

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  根據處理數據類型的不同分爲：字符流和字節流

  </li>

   

   

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  根據數據流向不同分爲：輸入流和輸出流

  </li> </ul>

   

   

   

   

   

  字符流和字節流

   

   

  字符流的由來： 因爲數據編碼的不同，而有了對字符進行高效操作的流對象。本質其實就是基於字節流讀取時，去查了指定的碼錶。 字節流和字符流的區別：

   

   

   

   

  •  

     

    讀寫單位不同：字節流以字節（8bit）爲單位，字符流以字符爲單位，根據碼錶映射字符，一次可能讀多個字節。

    </li>

     

     

  •  

     

    處理對象不同：字節流能處理所有類型的數據（如圖片、avi等），而字符流只能處理字符類型的數據。

    </li> </ul>

     

     

    結論：只要是處理純文本數據，就優先考慮使用字符流。 除此之外都使用字節流。

     

     

     

     

     

    輸入流和輸出流

     

     

    對輸入流只能進行讀操作，對輸出流只能進行寫操作，程序中需要根據待傳輸數據的不同特性而使用不同的流。  

     

     

     

     

     

    Java IO流對象

     

     

    1.輸入字節流InputStreamIO 中輸入字節流的繼承圖可見上圖，可以看出：

     

     

     

     

    1.  

        

       InputStream 是所有的輸入字節流的父類，它是一個抽象類。

       </li>

        

        

    2.  

        

       ByteArrayInputStream、StringBufferInputStream、FileInputStream 是三種基本的介質流，它們分別從Byte 數組、StringBuffer、和本地文件中讀取數據。PipedInputStream 是從與其它線程共用的管道中讀取數據，與Piped 相關的知識後續單獨介紹。

       </li>

        

        

    3.  

        

       ObjectInputStream 和所有FilterInputStream 的子類都是裝飾流（裝飾器模式的主角）。

       </li> </ol>

        

        

        

        

        

       2.輸出字節流OutputStream

        

        

       IO 中輸出字節流的繼承圖可見上圖，可以看出：

        

        

        

        

       1.  

           

          OutputStream 是所有的輸出字節流的父類，它是一個抽象類。

          </li>

           

           

       2.  

           

          ByteArrayOutputStream、FileOutputStream 是兩種基本的介質流，它們分別向Byte 數組、和本地文件中寫入數據。PipedOutputStream 是向與其它線程共用的管道中寫入數據，

          </li>

           

           

       3.  

           

          ObjectOutputStream 和所有FilterOutputStream 的子類都是裝飾流。

          </li> </ol>

           

           

           

           

           

          3.字節流的輸入與輸出的對應

           

           

           

           

           

           

           

          圖中藍色的爲主要的對應部分，紅色的部分就是不對應部分。紫色的虛線部分代表這些流一般要搭配使用。從上面的圖中可以看出Java IO 中的字節流是極其對稱的。“存在及合理”我們看看這些字節流中不太對稱的幾個類吧！

           

           

           

           

          1.  

              

             LineNumberInputStream 主要完成從流中讀取數據時，會得到相應的行號，至於什麼時候分行、在哪裏分行是由改類主動確定的，並不是在原始中有這樣一個行號。在輸出部分沒有對應的部 分，我們完全可以自己建立一個LineNumberOutputStream，在最初寫入時會有一個基準的行號，以後每次遇到換行時會在下一行添加一個行 號，看起來也是可以的。好像更不入流了。

             </li>

              

              

          2.  

              

             PushbackInputStream 的功能是查看最後一個字節，不滿意就放入緩衝區。主要用在編譯器的語法、詞法分析部分。輸出部分的BufferedOutputStream 幾乎實現相近的功能。

             </li>

              

              

          3.  

              

             StringBufferInputStream 已經被Deprecated，本身就不應該出現在InputStream 部分，主要因爲String 應該屬於字符流的範圍。已經被廢棄了，當然輸出部分也沒有必要需要它了！還允許它存在只是爲了保持版本的向下兼容而已。

             </li>

              

              

          4.  

              

             SequenceInputStream 可以認爲是一個工具類，將兩個或者多個輸入流當成一個輸入流依次讀取。完全可以從IO 包中去除，還完全不影響IO 包的結構，卻讓其更“純潔”――純潔的Decorator 模式。

             </li>

              

              

          5.  

              

             PrintStream 也可以認爲是一個輔助工具。主要可以向其他輸出流，或者FileInputStream 寫入數據，本身內部實現還是帶緩衝的。本質上是對其它流的綜合運用的一個工具而已。一樣可以踢出IO 包！System.out 和System.out 就是PrintStream 的實例！

             </li> </ol>

              

              

              

              

              

             4.字符輸入流Reader

              

              

             在上面的繼承關係圖中可以看出：

              

              

              

              

             1.  

                 

                Reader 是所有的輸入字符流的父類，它是一個抽象類。

                </li>

                 

                 

             2.  

                 

                CharReader、StringReader 是兩種基本的介質流，它們分別將Char 數組、String中讀取數據。PipedReader 是從與其它線程共用的管道中讀取數據。

                </li>

                 

                 

             3.  

                 

                BufferedReader 很明顯就是一個裝飾器，它和其子類負責裝飾其它Reader 對象。

                </li>

                 

                 

             4.  

                 

                FilterReader 是所有自定義具體裝飾流的父類，其子類PushbackReader 對Reader 對象進行裝飾，會增加一個行號。

                </li>

                 

                 

             5.  

                 

                InputStreamReader 是一個連接字節流和字符流的橋樑，它將字節流轉變爲字符流。FileReader 可以說是一個達到此功能、常用的工具類，在其源代碼中明顯使用了將FileInputStream 轉變爲Reader 的方法。我們可以從這個類中得到一定的技巧。Reader 中各個類的用途和使用方法基本和InputStream 中的類使用一致。後面會有Reader 與InputStream 的對應關係。

                </li> </ol>

                 

                 

                 

                 

                 

                5.字符輸出流Writer

                 

                 

                在上面的關係圖中可以看出：

                 

                 

                 

                 

                1.  

                    

                   Writer 是所有的輸出字符流的父類，它是一個抽象類。

                   </li>

                    

                    

                2.  

                    

                   CharArrayWriter、StringWriter 是兩種基本的介質流，它們分別向Char 數組、String 中寫入數據。PipedWriter 是向與其它線程共用的管道中寫入數據，

                   </li>

                    

                    

                3.  

                    

                   BufferedWriter 是一個裝飾器爲Writer 提供緩衝功能。

                   </li>

                    

                    

                4.  

                    

                   PrintWriter 和PrintStream 極其類似，功能和使用也非常相似。

                   </li>

                    

                    

                5.  

                    

                   OutputStreamWriter 是OutputStream 到Writer 轉換的橋樑，它的子類FileWriter 其實就是一個實現此功能的具體類（具體可以研究一SourceCode）。功能和使用和OutputStream 極其類似，後面會有它們的對應圖。

                   </li> </ol>

                    

                    

                    

                    

                    

                   6.字符流的輸入與輸出的對應

                    

                    

                    

                    

                    

                    

                    

                   7.字符流與字節流轉換

                    

                    

                   轉換流的特點：

                    

                    

                    

                    

                   1.  

                       

                      其是字符流和字節流之間的橋樑

                      </li>

                       

                       

                   2.  

                       

                      可對讀取到的字節數據經過指定編碼轉換成字符

                      </li>

                       

                       

                   3.  

                       

                      可對讀取到的字符數據經過指定編碼轉換成字節

                      </li> </ol>

                       

                       

                      何時使用轉換流？

                       

                       

                       

                       

                      1.  

                          

                         當字節和字符之間有轉換動作時；

                         </li>

                          

                          

                      2.  

                          

                         流操作的數據需要編碼或解碼時。

                         </li> </ol>

                          

                          

                         具體的對象體現：

                          

                          

                          

                          

                         1.  

                             

                            InputStreamReader:字節到字符的橋樑

                            </li>

                             

                             

                         2.  

                             

                            OutputStreamWriter:字符到字節的橋樑

                            </li> </ol>

                             

                             

                            這兩個流對象是字符體系中的成員，它們有轉換作用，本身又是字符流，所以在構造的時候需要傳入字節流對象進來。

                             

                             

                             

                             

                             

                            8.File類

                             

                             

                            File類是對文件系統中文件以及文件夾進行封裝的對象，可以通過對象的思想來操作文件和文件夾。 File類保存文件或目錄的各種元數據信息，包括文件名、文件長度、最後修改時間、是否可讀、獲取當前文件的路徑名，判斷指定文件是否存在、獲得當前目錄 中的文件列表，創建、刪除文件和目錄等方法。  

                             

                             

                            9.RandomAccessFile類

                             

                             

                            該對象並不是流體系中的一員，其封裝了字節流，同時還封裝了一個緩衝區（字符數組），通過內部的指針來操作字符數組中的數據。 該對象特點：

                             

                             

                             

                             

                            1.  

                                

                               該對象只能操作文件，所以構造函數接收兩種類型的參數：a.字符串文件路徑；b.File對象。

                               </li>

                                

                                

                            2.  

                                

                               該對象既可以對文件進行讀操作，也能進行寫操作，在進行對象實例化時可指定操作模式(r,rw)

                               </li> </ol>

                                

                                

                               注意：該對象在實例化時，如果要操作的文件不存在，會自動創建；如果文件存在，寫數據未指定位置，會從頭開始寫，即覆蓋原有的內容。 可以用於多線程下載或多個線程同時寫數據到文件。