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Java_IO_Stream使用方法

Input和Output

1. stream代表的是任何有能力产出数据的数据源，或是任何有能力接收数据的接收源。在Java的IO中，所有的stream（包括Input和Out stream）都包括两种类型：

1.1 以字节为导向的stream
以字节为导向的stream，表示以字节为单位从stream中读取或往stream中写入信息。以字节为导向的stream包括下面几种类型：
input　stream：
1) ByteArrayInputStream：把内存中的一个缓冲区作为InputStream使用
2) StringBufferInputStream：把一个String对象作为InputStream
3) FileInputStream：把一个文件作为InputStream，实现对文件的读取操作
4) PipedInputStream：实现了pipe的概念，主要在线程中使用
5) SequenceInputStream：把多个InputStream合并为一个InputStream
Out　stream
1) ByteArrayOutputStream：把信息存入内存中的一个缓冲区中
2) FileOutputStream：把信息存入文件中
3) PipedOutputStream：实现了pipe的概念，主要在线程中使用
4) SequenceOutputStream：把多个OutStream合并为一个OutStream

1.2 以Unicode字符为导向的stream
以Unicode字符为导向的stream，表示以Unicode字符为单位从stream中读取或往stream中写入信息。以Unicode字符为导向的stream包括下面几种类型：
Input　Stream
1) CharArrayReader：与ByteArrayInputStream对应
2) StringReader：与StringBufferInputStream对应
3) FileReader：与FileInputStream对应
4) PipedReader：与PipedInputStream对应
Out　Stream
1) CharArrayWrite：与ByteArrayOutputStream对应
2) StringWrite：无与之对应的以字节为导向的stream
3) FileWrite：与FileOutputStream对应
4) PipedWrite：与PipedOutputStream对应

以字符为导向的stream基本上对有与之相对应的以字节为导向的stream。两个对应类实现的功能相同，只是在操作时的导向不同。如CharArrayReader：和

ByteArrayInputStream的作用都是把内存中的一个缓冲区作为InputStream使用，所不同的是后者每次从内存中读取一个字节的信息，而后者每次从内存中读取一

个字符。

1.3 两种不现导向的stream之间的转换
InputStreamReader和OutputStreamReader：把一个以字节为导向的stream转换成一个以字符为导向的stream。

2. stream添加属性

2.1 “为stream添加属性”的作用

运用上面介绍的Java中操作IO的API，我们就可完成我们想完成的任何操作了。但通过FilterInputStream和FilterOutStream的子类，我们可以为stream添加属性。下面以一个例子来说明这种功能的作用。

如果我们要往一个文件中写入数据，我们可以这样操作：
FileOutStream fs = new FileOutStream(“test.txt”);
然后就可以通过产生的fs对象调用write()函数来往test.txt文件中写入数据了。但是，如果我们想实现“先把要写入文件的数据先缓存到内存中，再把缓存中的

数据写入文

件中”的功能时，上面的API就没有一个能满足我们的需求了。但是通过FilterInputStream和FilterOutStream的子类，为FileOutStream添加我们所需要的功能。

2.2 FilterInputStream的各种类型

2.2.1 用于封装以字节为导向的InputStream
1) DataInputStream：从stream中读取基本类型（int、char等）数据。
2) BufferedInputStream：使用缓冲区
3) LineNumberInputStream：会记录input stream内的行数，然后可以调用getLineNumber()和setLineNumber(int)
4) PushbackInputStream：很少用到，一般用于编译器开发

2.2.2 用于封装以字符为导向的InputStream
1) 没有与DataInputStream对应的类。除非在要使用readLine()时改用BufferedReader，否则使用DataInputStream
2) BufferedReader：与BufferedInputStream对应
3) LineNumberReader：与LineNumberInputStream对应
4) PushBackReader：与PushbackInputStream对应

2.3 FilterOutStream的各种类型

2.3.1 用于封装以字节为导向的OutputStream
1) DataIOutStream：往stream中输出基本类型（int、char等）数据。
2) BufferedOutStream：使用缓冲区
3) PrintStream：产生格式化输出

2.3.2 用于封装以字符为导向的OutputStream
1) BufferedWrite：与对应
2) PrintWrite：与对应

3. RandomAccessFile

1) 可通过RandomAccessFile对象完成对文件的读写操作
2) 在产生一个对象时，可指明要打开的文件的性质：r，只读；w，只写；rw可读写
3) 可以直接跳到文件中指定的位置

4. I/O应用的一个例子

import java.io.*;
public class TestIO{
public static void main(String[] args) throws IOException{
//1.以行为单位从一个文件读取数据
BufferedReader in =new BufferedReader(new FileReader(\"F:
epalonTestIO.java\"));
String s, s2 = new String();
while((s = in.readLine()) != null)
s2 += s + \"
\";
in.close();

//1b. 接收键盘的输入
BufferedReader stdin =new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
System.out.println(\"Enter a line:\");
System.out.println(stdin.readLine());

//2. 从一个String对象中读取数据
StringReader in2 = new StringReader(s2);
int c;
while((c = in2.read()) != -1)
System.out.println((char)c);
in2.close();

//3. 从内存取出格式化输入
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. 输出到文件
try{
BufferedReader in4 =new BufferedReader(new StringReader(s2)); //把s2当作输入对象
PrintWriter out1 =new PrintWriter(new BufferedWriter(new FileWriter(\"F:
epalon 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. 数据的存储和恢复
try{
DataOutputStream out2 = new DataOutputStream(new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(\"F:
epalon Data.txt\")));
out2.writeDouble(3.1415926);
out2.writeChars(\"
Thas was pi:writeChars
\");
out2.writeBytes(\"Thas was pi:writeByte
\");
out2.close();
DataInputStream in5 = new DataInputStream(new BufferedInputStream(new FileInputStream(\"F:
epalon 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. 通过RandomAccessFile操作文件
RandomAccessFile rf = new RandomAccessFile(\"F:
epalon rtest.dat\", \"rw\");
for(int i=0; i<10; i++)
rf.writeDouble(i*1.414);
rf.close();

rf = new RandomAccessFile(\"F:
epalon rtest.dat\", \"r\");
for(int i=0; i<10; i++)
System.out.println(\"Value \" + i + \"：\" + rf.readDouble());
rf.close();

rf = new RandomAccessFile(\"F:
epalon rtest.dat\", \"rw\");
rf.seek(5*8);
rf.writeDouble(47.0001);
rf.close();

rf = new RandomAccessFile(\"F:
epalon rtest.dat\", \"r\");
for(int i=0; i<10; i++)
System.out.println(\"Value \" + i + \"：\" + rf.readDouble());
rf.close();
}
}

关于代码的解释（以区为单位）：
1区中，当读取文件时，先把文件内容读到缓存中，当调用in.readLine()时，再从缓存中以字符的方式读取数据（以下简称“缓存字节读取方式”）。
1b区中，由于想以缓存字节读取方式从标准IO（键盘）中读取数据，所以要先把标准IO（System.in）转换成字符导向的stream，再进行BufferedReader封装。
2区中，要以字符的形式从一个String对象中读取数据，所以要产生一个StringReader类型的stream。
4区中，对String对象s2读取数据时，先把对象中的数据存入缓存中，再从缓冲中进行读取；对TestIO.out文件进行操作时，先把格式化后的信息输出到缓存中，再把缓存中的信息输出到文件中。
5区中，对Data.txt文件进行输出时，是先把基本类型的数据输出屋缓存中，再把缓存中的数据输出到文件中；对文件进行读取操作时，先把文件中的数据读取到缓存中，再从缓存中以基本类型的形式进行读取。注意in5.readDouble()这一行。因为写入第一个writeDouble()，所以为了正确显示。也要以基本类型的形式进行读取。
6区是通过RandomAccessFile类对文件进行操作。

　1. Streams及I/O
Stream就是信息源与目的

地之间的通信路径，这里的信息源可以是文件、内存、网络等。Streams主要分为input及output Stream。

1.1 InputStream类
类InputStream处于Input stream类层次的最顶层，它主要具有以下几种方法：

1.1.1 read方法
read方法用于从指定的输入流读取以字节为单位的数据，第一次从流的开始位置开始读取，以后每次从上次的结束部位开始读取，即自动实现了位移。

read方法有以下三种形态：

（1） int read(byte buff[n])：从指定输入流中读取n个字节填充到buff中，该方法返回读取的实际字节数，如果读取的实际字节数小于n，一般是因为已读到指定输入流的末尾；

（2） int read()：即不带参数，该方法每次一个字节从指定的输入流中读取数据。返回值也是int类型，但它并不代表读取的字节数，而是从流中读取的数据的本身，因数据本身是byte类型的，所以一般要强制进行转化；如果读到流的末尾返回的值是-1；

（3） int read(byte buff[n],int start, int len)：从指定流读取数据，从start开始，填充len个字节到buff中，返回值为实际的填充数，如果返回值
以下是read的简单例子：

import Java.io.*;

class TestIO1{

public static void main(String args[]) {

InputStream s = null;

try{

s = new FileInputStream("io.txt");

}catch(FileNotFoundException e){

System.out.println("file not find");

}

int i;

try{

i = s.read();

while(i != -1){

System.out.println((char)i);

i = s.read();

}

}catch(IOException e){

System.out.println("io error");

} } }

1.1.2 skip方法
skip方法类似于C语言中的lseek都是用于定位的。Skip方法定义：long skip(long n)，该方法使指定流中的当前位置移动n个字节，n的值可以是负值用于向前移，skip方法返回值为实际移动的字节数，由于种种原因，如已到流尾或者其它原因返回的值往往小于n。对于读取文件来说，小于n的原因最大的原因是读到了文件尾。

1.1.3 available方法
available方法用于计算指定流中当前有多少字节，如果指定的流是文件流，那么就返回文件的大小。Available返回的值是int类型。

1.1.4 close方法
对于打开的stream，Java可以自动回收，但是Java自动回收需要时间，所以最好自己调用close方法来关闭stream，这样方便下一次重新指定的流。

1.2 ByteArrayInputStream
ByteArrayInputStream是从InputStream中继承下来的，用于从字节数组中提取数据，关于ByteArrayInputStream的创建例子如下：

byte[] buffer = new byte[1024];

fillWithUsefulData(buffer); //自定义的方法,用于在buffer中填充数据

InputStream s = new ByteArrayInputStream(buffer);

InputStream s1 = new ByteArrayI

nputStream(buffer,100,300);

其中ByteArrayInputStream(buffer,100,300)是创建到buffer的stream，从buffer的第100个字节开始取300字节。

ByteArrayInputStream的其它方法与InputStream类似，这里不再重复。

1.3 FileInputStream
FileInputStream也是从InputStream中继承下来的，用于从指定的文件中提取。因此它的方法也与InputStream中的方法类似，这里不再介绍，只介绍FileInputStream中特殊的方法：getFD()，该方法用于获取文件句柄。使用方法如下：

FileInputStream aFIS = new FileInputStream("aFileName");

FileDescriptor myFD = aFIS.getFD();

这样以后要用到aFileName文件时可以使用myFD这个文件句柄（实际上是文件描述类的实例），如要重新打开该文件，可以使用FileInputStream aFIS = new FileInputStream(myFD)。

关于文件描述类FileDescriptor，有以下几点说明：

（1）属性in：标准输入；

（2）属性out：标准输出；

（3）属性err：标准错误输出；

在FileInputStream中还有另一个特殊的方法就是：finalize()。

1.4 FilterInputStream
FilterInputStream也是从InputStream中继承下来，不过FilterInputStream类基本上不能直接使用，一般上使用该类的派生类，如BufferedInputStream等。该类的最大特点是，在定义时可以嵌套：

InputStream s = getAnInputStreamFromSomewhere();

FilterInputStream s1 = new FilterInputStream(s);

FilterInputStream s2 = new FilterInputStream(s1);

FilterInputStream s3 = new FilterInputStream(s2);

所以该类的所有派生类都具有这个特性。

1.5 BufferedInputStream
BufferedInputStream指定数据源是内存的指定区域，从FilterInputStream继承下来的，这种类型的Stream主要用于提高性能，它定义时一般指定其它的InputStream，如：

InputStream s = new BufferedInputStream(new FileInputStream("foo"));

BufferedInputSream是可以使用mark及reset方法，使用上述的嵌套方法间接的使其它的stream也支持这些方法了。

由于BufferedInputStream需要buffer，所以它需要等待在它之前的数据都到了后才工作，所以BufferedInputStream最好用在流的前面，如上面这个例子，当然用在最前面也没有什么意思了。

1.6 DataInputStream
DataInputStream也是从FilterInputStream继承下来的，所以也具有父类的特性。DataInputStream还implement DataInput接口，所以DataInputStream具体的方法最多，如：readShort、readBoolean、readByte、readUnsignedByte、readShort等。这些方法的都是read方法的扩展，使用上也相似，所以这里不多介绍。

以下是readInt的实现：

public final int readInt() throws IOException {

int ch1 = in.read();

int ch2 = in.read();

int ch3 = in.read();

int ch4 = in.read();

if ((ch1 ch2 ch3 ch4) < 0)

throw new EOFException();

return ((ch1 << 24) + (ch2

<< 16) + (ch3 << 8) + (ch4 << 0));

}

以下是readLine的实现：

public final String readLine() throws IOException {

char buf[] = lineBuffer;

if (buf == null) {

buf = lineBuffer = new char[128];

}

int room = buf.length;

int offset = 0;

int c;

loop: while (true) {

switch (c = in.read()) {

case -1:

case '\n':

break loop;

case '\r':

int c2 = in.read();

if ((c2 != '\n') && (c2 != -1)) {

if (!(in instanceof PushbackInputStream)) {

this.in = new PushbackInputStream(in);

}

((PushbackInputStream)in).unread(c2);

}

default:

if (--room < 0) {

buf = new char[offset + 128];

room = buf.length - offset - 1;

System.arraycopy(lineBuffer, 0, buf, 0, offset);

lineBuffer = buf;

}

buf[offset++] = (char) c;

break;

}

}

if ((c == -1) && (offset == 0)) {

return null;

}

return String.copyValueOf(buf, 0, offset);

}

在这个例子中，如果读出的字符中\r，还得再读一位判断是否是\n，如果不是\n，还得将这个字符放回到输入流中，因此使用了PushbackInputStream的功能。

如果对DataInputStream的读操作已到Stream的末尾，会抛出EOFException异常。在Stream末尾，skipBytes不做任何动作；readLine返回null；readUTF抛出UTFDataFormatException异常。

1.7 LineNumberInputStream
同样LineNumberInputStream是从FilterInputStream继承下来的，该