Day22 IO
一、IO流的特点及相关问题
- IO流用来处理设备之间的数据传输
设备：硬盘，内存，键盘录入
- Java对数据的操作是通过流的方式
- Java用于操作流的对象都在IO包中
- 流按操作数据分为两种：字节流与字符流。
- 流按流向分为：输入流，输出流。
1、输入流和输出流的流向的理解？
流就是处理数据的一种方式或者一种手段，或者理解为一种数据流。
从硬盘已有的数据读取出来放内存里面的这个过程就是输入流。
外部--------->内存 输入流 读
把内存中的数据存储到硬盘中的这个过程就是输出流。
内存--------->外部 输出流 写
简单理解就是：以内存为中心。
2、什么时候使用流对象？
操作设备上的数据或操作文件的时候可以使用。
二、字符流
字符流的抽象基类：Reader &Writer
1、字符流的理解，由来和作用？
由于很多国家的文字融入进来，比如说中文在编码表中默认占2个字节。(在UTF-8中是3个字节)而为了按照文字的单位来处理，所以出现了字符流。
由来：后期编码表的不断出现，识别某一文字的码表不唯一。比如中文，GBK&unicode都可以识别，就出现了编码问题，为了处理文字数据，就需要通过早期的字节流+编码表结合完成。
作用：为了更便于操作文字数据。
结论：只要是处理纯文本数据，就要优先考虑使用字符流，除此之外都是用字节流。
2、IO分类
按照功能进行分类---------->读和写
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字节流 inputStream(读) 字节输入流 outputStream(写) 字节输出流 |
字符流 Reader(读) 字符输入流 Writer(写) 字符输出流 |
IO体系中的子类名称后缀大部分都是父类名称，而前缀都是体现子类功能的名字。
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Reader InputStreamReader FileReader |
专门用于处理文件的 字符读取流对象 |
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Writer OutputStreamWriter FileWriter |
专门用于处理文件的 字符写入流对象 |
3、字符流继承体系图
4、Reader中的常见方法
- int read()：读取一个字符。返回的是读到的那个字符(0-65535)，如果读到流的末尾，返回-1
- int read(char[ ])：将读到的字符存入指定的数组中，返回的是读到的字符个数，也就是往数组里装元素的个数，如果读到流的末尾，返回-1。
- close( )：读取字符用的是windows系统的功能，就希望使用完毕后，进行资源的释放。
5、Writer中的常见方法
- void write(ch)：将一个字符写入到流中。
- void write(char[ ])：将一个字符数组写入到流中。
- void write(String)：将一个字符串写入到流中。
- void flush()：刷新流，将流中的数据刷新到目的地中，流还存在。
- void close()：关闭资源，在关闭前会先调用flush()，刷新流中的数据去目的地，然后关闭流。
6、FileWriter
该类没有特有的方法，只有自己的构造方法。
特点：
- 用于处理文本文件；
- 该类中有默认的编码表；
- 该类中有临时缓冲。
构造方法：在写入流对象初始化时，必须有一个存储数据的目的地。
- FileWriter(String filename)：该构造函数做了什么事情呢？
A：调用系统资源；
B：在指定位置创建一个文件，如果该文件已经存在，将会被覆盖。
- FileWriter(String filename,boolean true)：该构造函数如果传入的boolean类型值为true时，会在指定文件末尾处进行数据的续写。
- 换行：private static final String LINE_SEPARATOR = System.getProperties("line.separator");
fr.writer("xi"+LINE_SEPARATOR+"xi");
7、FileReader
用于读取文本文件的流对象，用于关联文本文件。
构造函数：在读取流对象初始化的时候，必须要指定一个被读取的文件，如果该文件不存在会发生FileNotFindException
FileReader fr = new FileReader(String filename)
基本的读写操作方式
因为数据通常都以文件的形式存在，所以就要找到IO体系中可以用于操作文件的流对象，通过名称可以更容易获取该对象。
8、将文本数据存储到一个文件中。
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
public class Demo1 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
FileWriter fw = new FileWriter("E:\1.txt");
fw.write("abcd");
fw.flush();//数据刷到目的地了，流还可以继续使用
fw.write("mn");
fw.close();//数据也刷到目的地了，但是流不能再被使用
}
}
文件中写入的数据：abcdmn 意外收获：异常包也得导入。
对于读取或者写入流对象的构造函数，以及读写方法，还有刷新关闭功能都会抛出IOException或其子类。
所以要进行处理，要么抛出throws，要么try……catch处理。
9、完整的异常处理方式。
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
public class Demo2 {
public static void main(String[] args) {
FileWriter fw = null;//定义为全局，关闭的时候也要使用
try {
fw = new FileWriter("E:\1.txt");
fw.write("abcd");
fw.flush();
fw.write("mn");
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
if (fw != null) {//防止空指针异常----->运行时异常要做健壮性判断
try {
fw.close();
} catch (IOException e) {
throw new RuntimeException("关闭异常");
}
}
}
}
}
小细节：当指定绝对路径时，定义目录分隔符有两种方式：
1，反斜线，但是一定要写两个。new FileWriter("c:\1.txt");
2，斜线，一个即可。new FileWriter("c:/1.txt");
10、读取字符流对象的两种方式
读取一个已有的文本文件，将文本数据打印出来。
方式一：一次读取一个字符
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;
public class Demo3 {
public static void main(String[] args) {
FileReader fr =null;
try {
//1，创建一个文件读取流对象，和指定名称的文件相关联，要保证该文件是已经存在的。如果不存在，会发生异常。FileNotFoundException
fr = new FileReader("e:\1.txt");
//2,定义一个变量，用于记录读到的那个字符对应的二进制数值。char在0-65535之间，不存在就-1。
int ch=0;
//3,用循环读取文件中的数据
while((ch=fr.read())!=-1){
System.out.print((char)ch);
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally{
if(fr!=null){
try {
fr.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
}
方式二：将读取的字符放入一个字符数组中<较第一种效率要高得多>
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;
public class Demo4 {
public static void main(String[] args) {
FileReader fr = null;
try {
//1,创建一个文件读取流对象，和指定名称的文件相关联，要保证该文件是已经存在的。如果不存在，会发生异常。FileNotFoundException
fr = new FileReader("e:\1.txt");
//2,定义一个字符数组，用于存储读到的字符。
char[] ch = new char[1024];//长度通常是1024的整数倍
//3,定义一个变量，用于记录读取字符的个数，读到末尾返回-1。
int len = 0;
//4,把读到的字符暂时存到buf数组中，该read(char[])返回的是读到字符的个数。
while ((len = fr.read(ch)) != -1) {
System.out.print(new String(ch, 0, len));
}//将字符数组转换成字符串输出
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
if (fr != null) {
try {
fr.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
}
11、复制文本文件的原理
首先用一个读取流对象和一个文件进行关联，然后用一个写入流对象作为目地的，为了把读取流中的文件传输到目的地流对象中，我们就提供了一个字符数组，为了关联这个数组，所以读取流对象有一个read()方法与这个字符数组进行关联，同理，写入流对象也有一个write()方法与这个字符数组进行关联，这样2个流对象就相连接了，而这个字符数组就相当于一个中转站。
将e盘的文件复制到i盘中
public class CopyFileTest {
public static void main(String[] args) {
File startfile = new File("e:\a.txt");
File endfile = new File("i:\hello.txt");
copyFile(startfile, endfile);
}
public static void copyFile(File startfile,File endfile){
FileReader fr = null;
FileWriter fw = null;
try {
//1,创建一个字符读取流读取与源数据相关联。
fr = new FileReader(startfile);
//2,创建一个存储数据的目的地。
fw = new FileWriter(endfile);
//3,创建一个字符数组将读取流对象和写入流对象相连接。
char[] buf = new char[1024];
//4,每次读取的长度不一样，所以定义一个变量.
int len = 0;
//5,用循环读取文件中的数据
while((len = fr.read(buf))!=-1){//判断是否读取完没
fw.write(buf,0,len); //为了只写入有效的数据
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
if(fr!=null){
try {
fr.close();
} catch (Exception e2) {
throw new RuntimeException("读取流关闭失败");
}
}
if(fw!=null){
try {
fw.close();
} catch (Exception e2) {
throw new RuntimeException("写入流关闭失败");
}
}
}
}
}
声明：为了减少代码的书写，以后出现的异常全使用抛出！
三、字符流缓冲区
1、字符缓冲区的原理
其实就是将数组进行封装。变成对象后，方便于对缓冲区的操作，提高效率。并提供了对文本便捷操作的方法。readLine( )&newLine( )。
缓冲区的基本思想就是对要处理的数据进行临时存储。譬如购物车以及篮子。
原理：减少频繁的操作，给读取流对象和写入流对象提供中转站，相对于来回跑的麻烦，利用缓冲区的容量，可以一边先存储，满了后再写入的方式，这样就提高了效率。
BufferedWriter的特有方法：newLine():跨平台的换行符。
BufferedReader的特有方法：readLine()：一次读一行，到行标记时，将行标记之前的字符数据作为字符串返回。当读到末尾时，返回null。(返回的字符是不带回车符的)
在使用缓冲区对象时，要明确，缓冲的存在是为了增强流的功能而存在的，所以在建立缓冲区对象时，要先有流对象存在。其实缓冲内部就是在使用流对象的方法，只不过加入了数组对数据进行了临时存储，为了提高操作数据的效率。
2、代码上的体现
A：写入缓冲区对象-------->带缓冲区的写操作，一般都要进行刷新！
建立缓冲区对象必须把流对象作为参数传递给缓冲区的构造函数。
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("a.txt"));
bw.write("abcd");//将数据写入缓冲区
bw.flush();//对缓冲区的数据进行刷新，将数据刷到目的地中
bw.close();//关闭缓冲区，其实关闭的是被包装在内部的流对象。
B：读取缓冲区对象
BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("b.txt"));
String line = null;
while((line= br.readLine)!=null){
System.out.println(line);
}
br.chose();
3、readLine( )方法的原理
其实缓冲区中的该方法，用的还是与缓冲区关联的流对象的read方法，只不过，每一次读到一个字符，先不进行具体操作，而是进行临时存储。当读到回车标记时，将临时容器中的数据一次性返回。----->StringBuilder调用了buff.read()将缓冲区中的数据存储到了该容器中。
- 缓冲区的read()和流对象的read()方法的区别？
流对象：从目的地一次读取一个字符
缓冲区：通过流对象的read([])将一批数据读取到缓冲数组，然后在数组中一次取一个字符，内存比硬盘操作要高效。
4、自定义缓冲区MyBufferedReader
/*
* 模拟一个缓冲区
* 基于已有的缓冲区思想，我们可以从源读取用read方法。
* 我们的缓冲区，应该是一个更高效的read读取方法。
*/
public class MyBufferedReader extends Reader{
private Reader r;
private char[] buf = new char[1024];
//用于记录缓冲区数据的个数
private int count = 0,pos = 0;
public MyBufferedReader(Reader r){
this.r = r;
}
/**
* 一次从缓冲区中取一个
* @return 返回一个缓冲区中的字符
* @throws IOException
*/
public int myRead() throws IOException {
//1,首先判断缓冲区中是否有数据，如果没有就从源中去拿。
if(count == 0){
//读取一批数据到缓冲数组buf中
count = r.read(buf);
pos = 0;
}
//2,当缓冲区中没数据了且源中也没有数据时，count自减1小于0时就返回-1结束.
if(count < 0)
return -1;
//3,如果以上都不满足，那么从缓冲区中写入一个字符到新的文件中。
char ch = buf[pos];
pos++;
count--;
return ch;
}
/**
* 按照文本特点，提供一个特有的操作文本的方法。
* 一次读取一行文本，只要是到行结束符之前的文本即可。
* @return 返回读取到的一行文本
* @throws IOException
* 原理：就是从缓冲区中取出数据，并存储到一个临时容器中。
* 如果取到了回车符，就将临时容器中的数据转成字符串返回。
*/
public String myReadLine() throws IOException{
//1,定义一个临时容器，进行临时存储
StringBuilder sb = new StringBuilder();
//2,定义一个变量，接收读取到的字符对应的二进制数(ASCII),0-65535
int ch = 0;
while((ch = myRead()) != -1){
//3,当读取到 时，直接跳出本次循环，进行下次循环
if(ch == ' ')
continue;
//4,当读取到 时，直接跳出当前循环
if(ch == ' ')
return sb.toString();
//5,当都没有读取到时，就将这些数据存储到临时容器中。
sb.append((char)ch);
}
//6,当临时容器中的长度不等于0时，就输出字符。
if(sb.length() != 0)
return sb.toString();
return null;
}
@Override
public void close() throws IOException {
}
@Override
public int read(char[] arg0, int arg1, int arg2) throws IOException {
return 0;
}
}
5、通过缓冲区的形式，对文本文件进行拷贝
public class BufferCopyTest {
public static void main(String[] args) throws IOException {
BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("e:\a.txt"));
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("i:\copy.txt"));
String line = null;
while((line = br.readLine())!=null){//高效读操作
bw.write(line);//高效写
bw.newLine();//换行符
bw.flush();
}
bw.close();
br.close();
}
}