IO流体系

IO流:

输入流:InputStream
输出流:OutputStream
流按流向分为:输入流(内存)、输出流(硬盘)

输入流和输出流相对于内存设备而言

将外设备中的数据读取到内存中:输入
将内存中的数据写入到外设备中:输出

字节流:
字符流:

  为了处理文字数据方便而出现的对象。其实这些对象的内部使用的还是字节流(因为文字最终也是字节数据)只不过,通过字节流读取了相对应的字节数,没有对这些字节直接操作。

而是去查了指定的(本机默认的)编码表,获取到了对应的文字。

  简单说:字符流就是 : 字节流+编码表。

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缓冲区:

  提高效率的,提高谁的效率?提高流的操作数据的效率。所以创建缓冲区之前必须先有流。


  缓冲区的基本思想:其实就是定义容器将数据进行临时存储。
  对于缓冲区对象,其实就是将这个容器进行了封装,并提供了更多高效的操作方法。

  缓冲区可以提高流的操作效率。

IO原理其实是使用了一种设计思想完成。设计模式:装饰设计模式。
对一组对象的功能进行增强时,就可以使用该模式进行问题的解决。

Demo:装饰模式
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public class PersonDemo {
  public static void main(String[] args) {
    Person p = new Person();
    //p.eat();
    NewPerson newPerson = new NewPerson(p);
    newPerson.eat();
  }

}

class Person{
  void eat(){
    System.out.println("吃饭!");
  }
}


// 这个类的出现时为了增强Person而出现的
class NewPerson{
  private Person p;

  public NewPerson(Person p) {
    this.p = p;

       }

  public void eat(){
    System.out.println("开胃酒!");
    p.eat();
    System.out.println("甜点!");
  }
}

  

装饰和继承都能实现一样的特点:进行功能拓展增强。
===============================================================================
Writer
  |--TextWriter
  |--MediaWriter

现在要对该体系中的对象进行功能的增强。增强的最常见手段就是缓冲区。
先将数据写到缓冲区中,再将缓冲区中的数据一次性写到目的地。

按照之前学习过的基本的思想,那就是对对象中的写方法进行覆盖。
产生已有的对象子类,复写write方法。不往目的地写,而是往缓冲区写。

所以这个体系会变成这样。
Writer
  |--TextWriter write:往目的地
    |--BufferTextWriter write:往缓冲区写
  |--MediaWriter
    |--BufferMediaWriter

想要写一些其他数据。就会想到子类。DataWriter,为了提高其效率,还要创建该类的子类。BufferDataWriter
Writer
  |--TextWriter write:往目的地
    |--BufferTextWriter write:往缓冲区写
  |--MediaWriter
    |--BufferMediaWriter
  |--DataWriter
    |--BufferDataWriter

发现这个体系相当的麻烦。每产生一个子类都要有一个高效的子类。而且这写高效的子类使用的功能原理都一样,都是缓冲区原理。无论数据是什么。
都是通过缓冲区临时存储提高效率的。那么,对于这个体系就可以进行优化,因为没有必要让每一个对象都具备相同功能的子类。

哪个对象想要进行效率的提高,只要让缓冲区对其操作即可。也就是说,单独将缓冲区进行封装变成对象。

//它的出现为了提高对象的效率。所以必须在创建它的时候先有需要被提高效率的对象

class BufferWriter
{
  [];
  BufferedWriter(Writer w)
  {

  }
  /*
  BufferWriter(TextWriter w)
  {

  }
  BufferedWriter(MediaWriter w)
  {

  }
  */
}

  


BufferWriter的出现增强了Writer中的write方法。但是增强过后,BufferWriter对外提供的还是write方法。只不过是高效的。
所以写的实质没有变,那么BufferWriter也是Writer中的一员。所以体系就会变成这样。
Writer
  |--TextWriter
  |--MediaWriter
  |--BufferWriter
  |--DataWriter


BufferWriter出现避免了继承体系关系的臃肿,比继承更为灵活。
如果是为了增强功能,这样方式解决起来更为方便。
所以就把这种优化,总结出来,起个名字:装饰设计模式。

装饰比继承灵活。
特点:装饰类和被装饰类都必须所属同一个接口或者父类。

装饰类和被装饰类肯定所属于同一个体系。


既然明确了BufferedReader由来。
我们也可以独立完成缓冲区的建立

缓存区要结合流才可以使用。在流的基础上对流的功能进行了增强


原理:
1,使用流的read方法从源中读取一批数据存储到缓冲区的数组中。
2,通过计数器记录住存储的元素个数。
3,通过数组的角标来获取数组中的元素(从缓冲区中取数据).
4,指针会不断的自增,当增到数组长度,会归0.计数器会自减,当减到0时,就在从源拿一批数据进缓冲区。

readLine():使用了读取缓冲区的read()方法,将读取到的字符进行缓冲并判断换行标记。将标记前的缓存数据变成字符串返回。

内容补足:
MyBufferedReader
LineNumberReader :可以定义行号。

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字符流:
FileReader
FileWriter

BufferedReader
BufferedWriter

字节流的两个顶层父类:
InputStream OutputStream。

字符流的两个顶层父类:
1、Reader 2、Writer

这些体系的子类都以父类名作为后缀。
而且子类名的前缀就是该对象的功能。

记住:如果要操作文字数据,建议优先考虑字符流,而且要将数据从内存写到硬盘上,要使用字符流中的输出流
硬盘的数据基本体现是文件。希望找到一个可以操作文件的Writer。

//需求:读取一个文本文件。将读取到的字符串打印到控制台

找到FileReader

Demo1
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/*
* 需求:将C盘的一个文本文件复制到D盘
* 思路:
* 1、需要读取数据。
* 2、将读到的源数据写入到目的地
* 3、既然是操作文本数据,使用字符流
*/

public class CopyText_2 {
  private static final int BUFFER_SIZE = 1024;

  public static void main(String[] args){
  //1、读取一个已有的文本文件,使用字符读取和文件相关联
  FileReader fr =null;
  FileWriter fw = null;
  try {
    fr = new FileReader("IO流.txt");
    fw = new FileWriter("copytext_2.txt");
    //创建一个临时容器,用于缓存读取到的字符。
    char[] buf = new char[BUFFER_SIZE];
    // 定一个变量记录读取到的字符数,(其实就是往数组里装的字符个数)

    int len =0;
    while((len=fr.read(buf))!=-1){
      fw.write(buf, 0, len);
    }
  } catch (Exception e) {
    throw new RuntimeException("读写失败!");
  }finally{
    if(fw!=null)
      try {
        fw.close();
      } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
      }
      if(fr!=null)
        try {
          fr.close();
        } catch (IOException e) {
          e.printStackTrace();
        }
    }
}

  


操作文件的字节流对象。
FileOutputStream
FileInputStream
BufferedOutputStream
BufferedInputStream


字符流和字节流之间的转换动作。

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转换流:

InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream("a.txt"));
InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream("a.txt"),"gbk");
FileReader fr = new FileReader("a.txt");


FileWriter fw = new FileWriter("b.txt");

OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("b.txt"));
OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("b.txt"),"gbk");

转换流:字节流+编码表。
转换流的子类:FileReader,FileWriter:字节流+本地默认码表(GBK)。

如果操作文本文件使用的本地默认编码表完成编码。可以使用FileReader,或者FileWriter。因为这样写简便。
如果对操作的文本文件需要使用指定编码表进行编/解码操作,这时必须使用转换流来完成。

 

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IO流的操作规律总结:

1,明确体系:
  数据源:InputStream ,Reader
  数据汇:OutputStream,Writer

2,明确数据:因为数据分两种:字节,字符。
  数据源:是否是纯文本数据呢?
    是:Reader
    否:InputStream

  数据汇:
    是:Writer
    否:OutputStream

到这里就可以明确具体要使用哪一个体系了。
剩下的就是要明确使用这个体系中的哪个对象。

3,明确设备:
  数据源:
    键盘:System.in
    硬盘:FileXXX
    内存:数组。
    网络:socket socket.getInputStream();

  数据汇:
    控制台:System.out
    硬盘:FileXXX
    内存:数组
    网络:socket socket.getOutputStream();

4,明确额外功能:
   1,需要转换?是,使用转换流。InputStreamReader OutputStreamWriter
   2,需要高效?是,使用缓冲区。Buffered
   3,需要其他?

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1,复制一个文本文件。

1,明确体系:
  源:InputStream ,Reader
  目的:OutputStream ,Writer
2,明确数据:
  源:是纯文本吗?是 Reader
  目的;是纯文本吗?是 Writer
3,明确设备:
  源:硬盘上的一个文件。 FileReader
  目的:硬盘上的一个文件。FileWriter
  FileReader fr = new FileReader("a.txt");
  FileWriter fw = new FileWriter("b.txt");
4,需要额外功能吗?
  需要,高效,使用buffer
  BufferedReader bufr = new BufferedReader(new FileReader("a.txt"));
  BufferedWriter bufw = new BufferedWriter(new FileWriter("b.txt"));


2,读取键盘录入,将数据存储到一个文件中。
  1,明确体系:
    源:InputStream ,Reader
    目的:OutputStream ,Writer
  2,明确数据:
    源:是纯文本吗?是 Reader
    目的;是纯文本吗?是 Writer
  3,明确设备:
    源:键盘,System.in
    目的:硬盘,FileWriter
    InputStream in = System.in;
    FileWriter fw = new FileWriter("a.txt");
  4,需要额外功能吗?
    需要,因为源明确的体系时Reader。可是源的设备是System.in。
    所以为了方便于操作文本数据,将源转成字符流。需要转换流。InputStreamReader
    InputStreamReader isr = new InputStreamReader(System.in);
    FileWriter fw = new FileWriter("a.txt");
    需要高效不?需要。Buffer
    BufferedReader bufr = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
    BufferedWriter bufw = new BufferedWriter(new FileWriter("a.txt"));

3,读取一个文本文件,将数据展现在控制台上。
  1,明确体系:
    源:InputStream ,Reader
    目的:OutputStream ,Writer
  2,明确数据:
    源:是纯文本吗?是 Reader
    目的;是纯文本吗?是 Writer
3,明确设备:
  源:硬盘文件,FileReader。
  目的:控制台:System.out。
  FileReader fr = new FileReader("a.txt");
  OutputStream out = System.out;
4,需要额外功能?
  因为源是文本数据,确定是Writer体系。所以为了方便操作字符数据,
  需要使用字符流,但是目的又是一个字节输出流。
  需要一个转换流,OutputStreamWriter
  FileReader fr = new FileReader("a.txt");
  OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(System.out);

  需要高效吗?需要。
  BufferedReader bufr = new BufferedReader(new FileReader("a.txt"));
  BufferedWriter bufw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(System.out));


4,读取键盘录入,将数据展现在控制台上。
  1,明确体系:
    源:InputStream ,Reader
    目的:OutputStream ,Writer
  2,明确数据:
    源:是纯文本吗?是 Reader
    目的;是纯文本吗?是 Writer
  3,明确设备:
    源:键盘:System.in
    目的:控制台:System.out
    InputStream in = System.in;
    OutputStream out = System.out;
  4,需要额外功能吗?
    因为处理的数据是文本数据,同时确定是字符流体系。
    为方便操作字符数据的可以将源和目的都转成字符流。使用转换流。
    为了提高效率,使用Buffer
    BufferedReader bufr =new BufferedReader(new InputStreamReader(Systme.in));
    BufferedWriter bufw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(System.out));


5,读取一个文本文件,将文件按照指定的编码表UTF-8进行存储,保存到另一个文件中。
  1,明确体系:
    源:InputStream ,Reader
    目的:OutputStream ,Writer
  2,明确数据:
    源:是纯文本吗?是 Reader
    目的;是纯文本吗?是 Writer

  3,明确设备:
    源:硬盘:FileReader.
    目的:硬盘:FileWriter

    FileReader fr = new FileReader("a.txt");
    FileWriter fw = new FileWriter("b.txt");
4,额外功能:
    注意:目的中虽然是一个文件,但是需要指定编码表。
    而直接 操作文本文件的FileWriter本身内置的是本地默认码表。无法明确具体指定码表。
    这时就需要转换功能。OutputStreamWriter,而这个转换流需要接受一个字节输出流,而且
    对应的目的是一个文件。这时就使用字节输出流中的操作文件的流对象。FileOutputStream.
    FileReader fr = new FileReader("a.txt");
    OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("b.txt"),"UTF-8");

    需要高效吗?
    BufferedReader bufr = new BufferedReader(new FileReader("a.txt"));
    BufferedWriter bufw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("b.txt"),"UTF-8"));

什么时候使用转换流呢?
  1、源或者目的对应的设备是字节流,但是操作的却是文本数据,可以使用转换作为桥梁。
提高对文本操作的便捷。
  2、一旦操作文本涉及到具体的指定编码表时,必须使用转换流。

目前为止,10个流对象重点掌握。
字符流:
FileReader
FileWriter

BufferedReader
BufferedWriter

InputStreamReader
OutputStreamWrier
字节流:

FileInputStream
FileOutputStream

BufferedInputStream 缓冲流
BufferedOutputStream


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File类:
用于将文件和文件夹封装成对象。

1,创建。
boolean createNewFile():如果该文件不存在,会创建,如果已存在,则不创建。不会像输出流一样会覆盖。
boolean mkdir();
boolean mkdirs();
2,删除。
boolean delete();
void deleteOnExit();

3,获取:
String getAbsolutePath();
String getPath();
String getParent();
String getName();
long length();
long lastModified();


4,判断:
boolean exists();
boolean isFile();
boolean isDirectory();



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IO中的其他功能流对象:

1,打印流:
PrintStream:字节打印流。
  特点:
    1,构造函数接收File对象,字符串路径,字节输出流。意味着打印目的可以有很多。
    2,该对象具备特有的方法 打印方法 print println,可以打印任何类型的数据。
    3,特有的print方法可以保持任意类型数据表现形式的原样性,将数据输出到目的地。
      对于OutputStream父类中的write,是将数据的最低字节写出去。

PrintWriter:字符打印流。
  特点:
    1,当操作的数据是字符时,可以选择PrintWriter,比PrintStream要方便。
    2,它的构造函数可以接收 File对象,字符串路径,字节输出流,字符输出流。
    3,构造函数中,如果参数是输出流,那么可以通过指定另一个参数true完成自动刷新,该true对println方法有效。

什么时候用?
当需要保证数据表现的原样性时,就可以使用打印流的打印方法来完成,这样更为方便。
保证原样性的原理:其实就是将数据变成字符串,在进行写入操作。

SequenceInputStream:
  特点:
    1,将多个字节读取流和并成一个读取流,将多个源合并成一个源,操作起来方便。
    2,需要的枚举接口可以通过Collections.enumeration(collection);


ObjectInputStream 和 ObjectOutputStream

对象的序列化和反序列化。

writeObject readObject

Serializable标记接口

关键字:transient

RandomAccessFile:
  特点:
  1,即可读取,又可以写入。
  2,内部维护了一个大型的byte数组,通过对数组的操作完成读取和写入。
  3,通过getFilePointer方法获取指针的位置,还可以通过seek方法设置指针的位置。
  4,该对象的内容应该封装了字节输入流和字节输出流。
  5,该对象只能操作文件。

  通过seek方法操作指针,可以从这个数组中的任意位置上进行读和写
  可以完成对数据的修改。
  但是要注意:数据必须有规律。


管道流:需要和多线程技术相结合的流对象。
PipedOutputStream
PipedInputStream


用操作基本数据类型值的对象。
DataInputStream
DataOutputStream

设备是内存的流对象。
ByteArrayInputStream ByteArrayOutputStream
CharArrayReader CharArrayWriter
-----------------------------------------------------------------------------------------------

IO流体系:

字符流:
Reader
  |--BufferedReader:
    |--LineNumberReader
  |--CharArrayReader
  |--StringReader
  |--InputStreamReaer
    |--FileReader

Writer
  |--BufferedWriter
  |--CharArrayWriter
  |--StringWriter
  |--OutputStreamWriter
    |--FileWriter
  |--PrintWriter

字节流:

InputStream

|--FileInputStream:
|--FilterInputStream
  |--BufferedInputStream
  |--DataInputStream
|--ByteArrayInputStream
|--ObjectInputStream
|--SequenceInputStream
|--PipedInputStream

OutputStream

  |--FileOutputStream
  |--FilterOutputStream
    |--BufferedOutputStream
    |--DataOutputStream
  |--ByteArrayOutputStream
  |--ObjectOutputStream
  |--PipedOutputStream
  |--PrintStream

RandomAccessFile:  

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