Java的IO系統

一.    Input和Output
1.    stream代表的是任何有能力產出數據的數據源,或是任何有能力接收數據的接收源。在Java的IO中,所有的stream(包括Input和Out stream)都包括兩種類型:
1.1    以字節爲導向的stream
以字節爲導向的stream,表示以字節爲單位從stream中讀取或往stream中寫入信息。以字節爲導向的stream包括下面幾種類型:
1)    input stream:
1)    ByteArrayInputStream:把內存中的一個緩衝區作爲InputStream使用
2)    StringBufferInputStream:把一個String對象作爲InputStream
3)    FileInputStream:把一個文件作爲InputStream,實現對文件的讀取操作
4)    PipedInputStream:實現了pipe的概念,主要在線程中使用
5)    SequenceInputStream:把多個InputStream合併爲一個InputStream
2)    Out stream
1)    ByteArrayOutputStream:把信息存入內存中的一個緩衝區中
2)    FileOutputStream:把信息存入文件中
3)    PipedOutputStream:實現了pipe的概念,主要在線程中使用
4)    SequenceOutputStream:把多個OutStream合併爲一個OutStream
1.2    以Unicode字符爲導向的stream
以Unicode字符爲導向的stream,表示以Unicode字符爲單位從stream中讀取或往stream中寫入信息。以Unicode字符爲導向的stream包括下面幾種類型:
1)    Input Stream
1)    CharArrayReader:與ByteArrayInputStream對應
2)    StringReader:與StringBufferInputStream對應
3)    FileReader:與FileInputStream對應
4)    PipedReader:與PipedInputStream對應
2)    Out Stream
1)    CharArrayWrite:與ByteArrayOutputStream對應
2)    StringWrite:無與之對應的以字節爲導向的stream
3)    FileWrite:與FileOutputStream對應
4)    PipedWrite:與PipedOutputStream對應
以字符爲導向的stream基本上對有與之相對應的以字節爲導向的stream。兩個對應類實現的功能相同,字是在操作時的導向不同。如CharArrayReader:和ByteArrayInputStream的作用都是把內存中的一個緩衝區作爲InputStream使用,所不同的是前者每次從內存中讀取一個字節的信息,而後者每次從內存中讀取一個字符。
1.3    兩種不現導向的stream之間的轉換
InputStreamReader和OutputStreamReader:把一個以字節爲導向的stream轉換成一個以字符爲導向的stream。
2.    stream添加屬性
2.1     “爲stream添加屬性”的作用
運用上面介紹的Java中操作IO的API,我們就可完成我們想完成的任何操作了。但通過FilterInputStream和FilterOutStream的子類,我們可以爲stream添加屬性。下面以一個例子來說明這種功能的作用。
如果我們要往一個文件中寫入數據,我們可以這樣操作:
    FileOutStream fs = new FileOutStream(“test.txt”);
然後就可以通過產生的fs對象調用write()函數來往test.txt文件中寫入數據了。但是,如果我們想實現“先把要寫入文件的數據先緩存到內存中,再把緩存中的數據寫入文件中”的功能時,上面的API就沒有一個能滿足我們的需求了。但是通過FilterInputStream和FilterOutStream的子類,爲FileOutStream添加我們所需要的功能。
2.2    FilterInputStream的各種類型
2.2.1    用於封裝以字節爲導向的InputStream
1)    DataInputStream:從stream中讀取基本類型(int、char等)數據。
2)    BufferedInputStream:使用緩衝區
3)    LineNumberInputStream:會記錄input stream內的行數,然後可以調用getLineNumber()和setLineNumber(int)
4)    PushbackInputStream:很少用到,一般用於編譯器開發
2.2.2    用於封裝以字符爲導向的InputStream
1)    沒有與DataInputStream對應的類。除非在要使用readLine()時改用BufferedReader,否則使用DataInputStream
2)    BufferedReader:與BufferedInputStream對應
3)    LineNumberReader:與LineNumberInputStream對應
4)    PushBackReader:與PushbackInputStream對應
2.3    FilterOutStream的各種類型
2.2.3    用於封裝以字節爲導向的OutputStream
1)    DataIOutStream:往stream中輸出基本類型(int、char等)數據。
2)    BufferedOutStream:使用緩衝區
3)    PrintStream:產生格式化輸出
2.2.4    用於封裝以字符爲導向的OutputStream
1)    BufferedWrite:與對應
2)    PrintWrite:與對應
3.    RandomAccessFile
1)    可通過RandomAccessFile對象完成對文件的讀寫操作
2)    在產生一個對象時,可指明要打開的文件的性質:r,只讀;w,只寫;rw可讀寫
3)    可以直接跳到文件中指定的位置
4.    I/O應用的一個例子
import java.io.*;
public class TestIO{
    public static void main(String[] args)
        throws IOException{
        //1.以行爲單位從一個文件讀取數據
        BufferedReader in =
            new BufferedReader(
                new FileReader('F://nepalon//TestIO.java'));
        String s, s2 = new String();
        while((s = in.readLine()) != null)
            s2 += s + '/n';
        in.close();

        //1b. 接收鍵盤的輸入
        BufferedReader stdin =
            new BufferedReader(
                new InputStreamReader(System.in));
        System.out.println('Enter a line:');
        System.out.println(stdin.readLine());

        //2. 從一個String對象中讀取數據
        StringReader in2 = new StringReader(s2);
        int c;
        while((c = in2.read()) != -1)
            System.out.println((char)c);
        in2.close();

        //3. 從內存取出格式化輸入
        try{
            DataInputStream in3 =
                new DataInputStream(
                    new ByteArrayInputStream(s2.getBytes()));
            while(true)
                System.out.println((char)in3.readByte());          
        }
        catch(EOFException e){
            System.out.println('End of stream');
        }

        //4. 輸出到文件
        try{
            BufferedReader in4 =
                new BufferedReader(
                    new StringReader(s2));
            PrintWriter out1 =
                new PrintWriter(
                    new BufferedWriter(
                        new FileWriter('F://nepalon// TestIO.out')));
            int lineCount = 1;
            while((s = in4.readLine()) != null)
                out1.println(lineCount++ + ':' + s);
            out1.close();
            in4.close();
        }
        catch(EOFException ex){
            System.out.println('End of stream');
        }

        //5. 數據的存儲和恢復
        try{
            DataOutputStream out2 =
                new DataOutputStream(
                    new BufferedOutputStream(
                        new FileOutputStream('F://nepalon// Data.txt')));
            out2.writeDouble(3.1415926);
            out2.writeChars('/nThas was pi:writeChars/n');
            out2.writeBytes('Thas was pi:writeByte/n');
            out2.close();
            DataInputStream in5 =
                new DataInputStream(
                    new BufferedInputStream(
                        new FileInputStream('F://nepalon// Data.txt')));
            BufferedReader in5br =
                new BufferedReader(
                    new InputStreamReader(in5));
            System.out.println(in5.readDouble());
            System.out.println(in5br.readLine());
            System.out.println(in5br.readLine());
        }
        catch(EOFException e){
            System.out.println('End of stream');
        }

        //6. 通過RandomAccessFile操作文件
        RandomAccessFile rf =
            new RandomAccessFile('F://nepalon// rtest.dat', 'rw');
        for(int i=0; i<10; i++)
            rf.writeDouble(i*1.414);
        rf.close();
        
        rf = new RandomAccessFile('F://nepalon// rtest.dat', 'r');
        for(int i=0; i<10; i++)
            System.out.println('Value ' + i + ':' + rf.readDouble());
        rf.close();
        
        rf = new RandomAccessFile('F://nepalon// rtest.dat', 'rw');
        rf.seek(5*8);
        rf.writeDouble(47.0001);
        rf.close();

        rf = new RandomAccessFile('F://nepalon// rtest.dat', 'r');
        for(int i=0; i<10; i++)
            System.out.println('Value ' + i + ':' + rf.readDouble());
        rf.close();
    }
}
關於代碼的解釋(以區爲單位):
1區中,當讀取文件時,先把文件內容讀到緩存中,當調用in.readLine()時,再從緩存中以字符的方式讀取數據(以下簡稱“緩存字節讀取方式”)。
1b區中,由於想以緩存字節讀取方式從標準IO(鍵盤)中讀取數據,所以要先把標準IO(System.in)轉換成字符導向的stream,再進行BufferedReader封裝。
2區中,要以字符的形式從一個String對象中讀取數據,所以要產生一個StringReader類型的stream。
4區中,對String對象s2讀取數據時,先把對象中的數據存入緩存中,再從緩衝中進行讀取;對TestIO.out文件進行操作時,先把格式化後的信息輸出到緩存中,再把緩存中的信息輸出到文件中。
5區中,對Data.txt文件進行輸出時,是先把基本類型的數據輸出屋緩存中,再把緩存中的數據輸出到文件中;對文件進行讀取操作時,先把文件中的數據讀取到緩存中,再從緩存中以基本類型的形式進行讀取。注意in5.readDouble()這一行。因爲寫入第一個writeDouble(),所以爲了正確顯示。也要以基本類型的形式進行讀取。
6區是通過RandomAccessFile類對文件進行操作。

 
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