java基礎之I/O

一、概述

I/O的本質是通信。

有多種源端和接收端：文件（硬盤）、鍵盤/控制檯、網絡鏈接等
有多種不同的通信方式：順序、隨機存取、緩衝、二進制、按字符、按行、按字等。
java設計了大量的類來解決這個通信問題。

在電腦上的數據有三種存儲方式，一種是外存，一種是內存，一種是緩存。緩存用於提升計算機工作效率。
將數據衝外存中讀取到內存中的稱爲輸入流，將數據從內存寫入外存中的稱爲輸出流。

I/O類圖：

二：File類

1、概述：
既能代表一個文件的名稱，也能代表一個目錄。
File f1 = new File(“c:\java\demo.txt”); File f2 = new File(“c:\java”);

2、各種方法：
1：創建。

2 ：刪除。

3：獲取.

4 ：判斷：

5 ：重命名。

boolean renameTo(File dest) ：可以實現移動的效果: 剪切 +重命名。

6.目錄的操作:

當要獲取所有文件目錄包括子目錄時，可以採用遞歸的方式：

     public static void showDir(File dir,int level)
     {        
          System.out.println(getLevel(level)+dir.getName());
          level++;
          File[] files = dir.listFiles();
          for(int x=0; x<files.length; x++)
          {
               if(files[x].isDirectory())
                    showDir(files[x],level);
               else
                    System.out.println(getLevel(level)+files[x]);
          }
     }

     public static String getLevel(int level)
     {
          StringBuilder sb = new StringBuilder();
          sb.append("|--");
          for(int x=0; x<level; x++)
          {
               //sb.append("|--");
               sb.insert(0,"|  ");
          }
          return sb.toString();
     }

三、RandomAcessFile類：

非流類，主要提供隨機訪問文件的功能，內部封裝了格式化輸入輸出流（DataInputStream和DataOutputStream）,必須文件的結構是已知的，才能使用本類來操作。

使用方法：通過getFilePointer獲取指針位置，利用seek（）方法在文件中移動指針
可以指定操作模式：只讀或讀寫。讀寫時，如果文件存在，不會像File，PrintWriter那樣覆蓋。

提供瞭如下方法：
（1）RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(“file”,”r或者rw”);
（2）raf.seek(long pos); 把文件指針設定在pos處
（3）long raf.getFilePointer():返回文件指針
（4）long raf.length();返回長度
（5）raf.skipBytes(long);

四、字節流

InputStream接口提供的方法：

OutputStream提供瞭如下方法：

五、字符流

與字節流的對比：

Reader：用於讀取字符流的抽象類。子類必須實現的方法只有 read(char[], int, int) 和 close()。

read()返回的值爲int型，是讀入該char[]數組的字符數，不同於字節流的單個字節的int值。

Writer：寫入字符流的抽象類。子類必須實現的方法僅有 write(char[], int, int)、flush() 和 close()。

編碼問題：

在Java中，字符串用統一的Unicode編碼，每個字符佔用兩個字節，與編碼有關的兩個主要函數爲：

getBytes

new String

流編碼過程：

Unicode統一採用2個字節編碼，UTF-8是Unicode的改進，原本ASCII碼的字符還是一個字節。

Unicode與各編碼之間的直接轉換

Unicode與各編碼之間的交叉轉換
在上面直接轉換中，由字符串（Unicode）生成的字節數組，在構造回字符串時，使用的是正確的編碼集合，如果使用的不是正確的編碼集合會怎樣呢？會正確構造嗎？如果不能正確構造能有辦法恢復嗎？會信息丟失嗎？
能夠正確顯示的中間不正確轉換

六、裝飾器之轉換流

InputStreamReader和InputStreamWriterInputStreamReader：
以字節流爲數據源，經過編碼後變成字符。編碼方式如未指定，使用的是系統默認的編碼表。

InputStreamReader in2 = new InputStreamReader(new FileInputStream("Reader.txt"),"UTF-8");

七、裝飾器之緩衝功能：

BufferedInputStream和BufferedOutputStream：

緩衝流作爲過濾流的中間層，構建緩衝區,提高效率

BufferedInputStream in = new BufferedInputStream(new FileInputStream("1.txt"));
BufferedOutputStream out = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("1.txt"));

BufferedReader 和BufferedWriter :

特點：提供了readLine()方法，可以一行一行地讀取文本。

    FileReader fr = new FileReader("bufdemo.txt");
    BufferedReader bufr  = new BufferedReader(fr);
    String line = null;
    while((line=bufr.readLine())!=null)
    { 
        System.out.println(line); //readLine方法返回的時候是不帶換行符的。
    }
    bufr.close();



    FileWriter fw = new FileWriter("bufdemo.txt");
    BufferedWriter bufw = new BufferedWriter(fw);//讓緩衝區和指定流相關聯。
    for(int x=0; x<4; x++)
    {
        bufw.write(x+"abc");
        bufw.newLine(); //寫入一個換行符，這個換行符可以依據平臺的不同寫入不同的換行符。
        bufw.flush();//對緩衝區進行刷新，可以讓數據到目的地中。
    }
    bufw.close();//關閉緩衝區，其實就是在關閉具體的流。

八、文件的讀寫：文件流：

根據文件的類型選擇相應的流對象：

文本文件選用字符流，其他選擇字節流。且爲提高效率，多用緩衝功能。輸出流多采用打印流簡化書寫。

字節流：FileInputStream和FileOutputStream：

BufferedInputStream in = new BufferedInputStream(new FileInputStream("c:\\1.bmp"));
PrintStream out = new PrintStream("d:\\1.bmp",true);

字符流：FileReader和FileWriter
寫文本文件時，若需指定編碼表，則使用FileWriter+轉換流，若無需指定，使用PrintWriter簡化書寫。

BufferedReader bufr = new BufferedReader(new FileReader("c:\\1.txt"));
PrintWriter pw = new PrintWriter(new FileWriter("d:\\1.txt"));//使用默認編碼表編碼，若文件存在，則覆蓋。

九、標準輸入輸出：

System.in：鍵盤錄入封裝成一個InputStream，常用轉換流轉換成字符，一行行讀取
System.out: 控制檯輸出，封裝成一個OutputStream，提供了print和println方法。

十、數據格式化輸入輸出流：

DataInputStream和DataOutputStream

實現了DataInput和DataOutput接口的類。
DataInput提供瞭如下方法：
（1）Xxx readXxx();讀取基本數據類型
（2）int read(byte[]b);讀取至字節數組中，返回實際讀取的長度
（3）readChar()讀取一個字符即兩個字節
（4）String readUTF();

DataOutput提供瞭如下方法：
（1）void wrtieXxx(Xxx )寫入基本數據類型
（2）void writeBytes(String)能夠以字節方式寫入String，隨後可以用read讀取。
（3）void writeChars(String)以字符方式寫入，一個字符是兩個字節
（4）void writeUTF(String );

十一、打印流

PrintStream和PrintWriter: 簡化了書寫，且指定輸出流時，可定義自動刷新

PrintStream out = new PrintStream(OutputStream o,boolean autoflush);
提供了方法：
out.print(Xxx);
out.println(Xxx);

十二、序列流

序列流，作用就是將多個讀取流合併成一個讀取流。實現數據合併。
表示其他輸入流的邏輯串聯。它從輸入流的有序集合開始，並從第一個輸入流開始讀取，直到到達文件末尾，接着從第二個輸入流讀取，依次類推，直到到達包含的最後一個輸入流的文件末尾爲止。
這樣做，可以更方便的操作多個讀取流，其實這個序列流內部會有一個有序的集合容器，用於存儲多個讀取流對象。

SequenceInputStream(InputStream s1, InputStream s2)
SequenceInputStream(Enumeration<? extends InputStream> e)

對象的構造函數參數是枚舉，想要獲取枚舉，需要有Vector集合，但不高效。需用ArrayList，但ArrayList中沒有枚舉，只有自己去創建枚舉對象。
但是方法怎麼實現呢？因爲枚舉操作的是具體集合中的元素，所以無法具體實現，但是枚舉和迭代器是功能一樣的，所以，可以用迭代替代枚舉。

合併原理：多個讀取流對應一個輸出流。
切割原理：一個讀取流對應多個輸出流。

十二、操作對象的流與對象序列化

目的：將一個具體的對象進行持久化，寫入到硬盤上。
注意：靜態數據不能被序列化，因爲靜態數據不在堆內存中，是存儲在靜態方法區中。
如何將非靜態的數據不進行序列化？用transient 關鍵字修飾此變量即可。

Serializable：用於啓動對象的序列化功能，可以強制讓指定類具備序列化功能，該接口中沒有成員，這是一個標記接口。這個標記接口用於給序列化類提供UID。這個uid是依據類中的成員的數字簽名進行運行獲取的。如果不需要自動獲取一個uid，可以在類中，手動指定一個名稱爲serialVersionUID id號。依據編譯器的不同，或者對信息的高度敏感性。最好每一個序列化的類都進行手動顯示的UID的指定。

相關流：ObjectInputStream和ObjectOutputStream：
對象流實現了DataInput和DataOutput接口
對於對象：
（1）writeObject(Object);
（2）Object readObject(); 讀取後需要強制類型轉換
對於基本類型：使用readXxx和writeXxx方法

十三、管道流

管道讀取流和管道寫入流可以像管道一樣對接上，管道讀取流就可以讀取管道寫入流寫入的數據。
注意：需要加入多線程技術，因爲單線程，先執行read，會發生死鎖，因爲read方法是阻塞式的，沒有數據的read方法會讓線程等待。

    public static void main(String[] args) throws IOException
    {
        PipedInputStream pipin = new PipedInputStream();
        PipedOutputStream pipout = new PipedOutputStream();
        pipin.connect(pipout);
        new Thread(new Input(pipin)).start();
        new Thread(new Output(pipout)).start();
    }

一、概述

二：File類

三、RandomAcessFile類：

四、字節流

五、字符流

六、裝飾器之轉換流

七、裝飾器之緩衝功能：

八、文件的讀寫：文件流：

九、標準輸入輸出：

十、數據格式化輸入輸出流：

十一、打印流

十二、序列流

十二、操作對象的流與對象序列化

十三、管道流

公司剛入職了一名 Java 中級開發，短短 4 行代碼居然湊齊了 3 個 bug！我哭了~~

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