java培训笔记(详细)版含作业练习-IO流详解
第十四天：
目标：
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第十四章 Stream I/O and Files, 共 44 个slide(411-455);
知识点：一. 流的概念
程序的主要任务是操纵数据。在Java中，把一组有序的数据序列称为流。根据操作的方向，可以把流分为输入流和
输出流两种。程序从输入流读取数据，向输出流写出数据。
文件 输入流 输出流 文件
内存 -------------> Java程序 ------------------> 内存
键盘 控制台
数据源 数据目的地
Java I/O系统负责处理程序的输入和输出，I/O类库位于java.io包中，它对各种常见的输入流和输出流进行了抽象。
如果数据流中最小的数据单元是字节，那么称这种流为字节流；如果数据流中最小的数据单元是字符，那么称这种流
为字符流。在I/O类库中，java.io.InputStream和java.io.OutputStream分别表示字节输入流和字节输出流，
java.io.Reader和java.io.Writer分别表示字符输入流和字符输出流。
二. 字节输入流和输出流概述
在java.io包中，java.io.InputStream表示字节输入流，java.io.OutputStream表示字节输出流，它们都是抽象类，不
能被实例化。
InputStream类提供了一系列和读取数据有关的方法：
1. read(): 从输入流读取数据：有三种重载形式：
a. int read(): 从输入流读取一个8位的字节，把它转换为0-255之间的整数，并返回这一整数。例如，如果读到的
字节为9，则返回9，如果读到的字节为-9，则返回247。如果遇到输入流的结尾，则返回-1;
b. int read(byte[] b): 从输入流读取若干个字节，把它们保存到参数b指定的字节数组中。返回的整数表示读取的
字节数。如果遇到输入流的结尾，则返回-1;
c. int read(byte[] b, int off, int len): 从输入流读取若干个字节，把它们保存到参数b指定的字节数组中。
返回的整数表示读取的字节数。参数off指定在字节数组中开始保存数据的起始下标，参数len指定
读取的字节数目。返回的整数表示实现读取的字节数。如果遇到输入流的结尾，则返回-1;
以上第一个read方法从输入流读取一个字节，而其余两个read方法从输入流批量读取若干字节。在从文件或键盘读数据
时，采用后面两个read方法可以减少进行物理读文件或键盘的次数，因此能提高I/O操作的效率。
2. void close(): 关闭输入流，InputStream类本身的close()方法不执行任何操作。它的一些子类覆盖了close()方法，
在close()方法中释放和流有关的系统资源。
3. int available(): 返回可以从输入流中读取的字节数目；
4. skip(long): 从输入流中跳过参数n指定数目的字节。
5. boolean markSupported()，void mark(int)，void reset(): 如果要从流中重复读入数据，先用markSupported()方法
来判断这个流是否支持重复读入数据，如果返回true，则表明可以在流上设置标记。接下来调用mark(int readLimit)
方法从流的当前位置开始设置标记。最后调用reset()方法，该方法使输入流重新定位到刚才做了标记的起始位置。这
样就可以重复读取做过标记的数据了。
OuputStream类提供了一系列和写数据有关的方法：
1. write(): 向输出流写入数据：有三种重载形式：
a. void write(int b): 向输出流写入一个字节；
b. void write(byte[] b): 把参数b指定的字节数组中的所有字节写到输出流；
c. void write(byte[] b, int off, int len): 把参数b指定的字节数组中的所有字节写到输出流，参数off指定字节
数组的起始下标，从这个位置开始输出由参数len指定数目的字节；
以上第一个write方法从输出流写入一个字节，而其余两个write方法从输出流批量写出若干字节。在向文件或控制台写数据
时，采用后面两个write方法可以减少进行物理读文件或键盘的次数，因此能提高I/O操作的效率。
2. void close(): 关闭输出流，OutputStream类本身的close()方法不执行任何操作。它的一些子类覆盖了close()方法，
在close()方法中释放和流有关的系统资源。
3. void flush(): OutputStream类本身的flush()方法不执行任何操作，它的一些带有缓冲区的子类(比如BufferedOutputStream
和PrintStream类)覆盖了flush()方法。通过带缓冲区的输出流写数据时，数据先保存在缓冲区中，积累到
一定程度才会真正写到输出流中。缓冲区通常用字节数组实现，实际上是指一块内存空间。flush()方法强
制把缓冲区内的数据写到输出流中。
三. 输入流和输出流层级结构
1. ByteArrayInputStream: 把字节数组转换为输入流；
2. FileInputStream: 从文件中读取数据；
3. PipedInputStream: 连接一个PipedOutputStream;
4. SequenceInputStream: 把几个输入流转换为一个输入流；
5. ObjectInputStream: 对象输入流；
6. FilterInputStream: 过滤器，扩展其它输入流功能；
讲解：ch14.ByteArrayTester.java
字节类型 8位二进制形式 转换为int类型二进制形式 int值
-1 1111 1111 0000 ... 1111 1111 255
-9 1111 0111 0000 ... 1111 0111 247
讲解：ch14.FileInputStreamTester.java
字符 编码值
a -> 97
b -> 98
c -> 99
1 -> 49
空格 -> 32
发 -> 186 195 //一个汉字占2个字节.
讲解：https://www.wendangku.net/doc/ea15053213.html,eBuffer.java
四. BufferedInputStream类
BufferedInputStream类覆盖了被过滤的输入流的读数据行为，利用缓冲区来提高读数据的效率。BufferedInputStream类先
把一批数据读入到缓冲区，接下来 read()方法只需要从缓冲区内获取数据，就能减少物理性读取数据的次数。
. BufferedInputStream(InputStream in)——参数in指定需要被过滤的输入流。
. BufferedInputStream(InputStream in, int size)——参数in指定需要被过滤的输入流。参数size指定缓冲区的大小，
以字节为单位。
五. DataInputStream 类
DataInputStream 实现了DataInput接口，用于读取基本类型数据，如int, float, long, double和boolean等。
. readByte()——从输入流中读取1个字节，指它转换为byte类型的数据；
. readLong()——从输入流中读取8个字节，指它转换为long类型的数据；
. readFloat()——从输入流中读取4个字节，指它转换为float类型的数据；
. readUTF()—— 从输入流中读取1到3个字节，指它转换为UTF-8字符编码的字符串；
讲解：ch14.FormatDataIO.java
六. 管道输入类：PipedInputStream 类
管道输入流从一个管理输出流中读取数据。通常由一个线程向管理输出流写数据，由另一个线程从管理输入流中读取数据，
两个线程可以用管理来通信。
讲解：ch14.PipedTest.java
七. Reader and Writer概述
InputStream和OutputStream类处理的是字节流，也就是说，数据流中的最小单元为一个字节，它包括8个二进制位。在许
多应用场合，Java应用程序需要读写文本文件。在文本文件中存放了采用特定字符编码的字符。为了便于读于各种字符
编码的字符，java.io包中提供了Reader/Writer类，它们分别表示字符
输入流和字符输出流。
在处理字符流时，最主要的问题是进行字符编码的转换。Java语言采用Unicode字符编码。对于每一个字符，Java虚拟机会
为其分配两个字节的内存。而在文本文件中，字符有可能采用其他类型的编码，比如GBK和UTF-8字符编码等。
Reader类能够将输入流中采用其他编码类型的字符转换为Unicode字符，然后在内存中为这些Unicode字符分配内存。Writer
类能够把内存中的Unicode字符转换为其他编码类型的字符，再写到输出流中。
在默认情况下，Reader和Writer会在本地平台的字符编码和Unicode字符编码之间进行编码转换。
Writer的write()方法
使用Unicode字符编码的字 ----------------------------------------> 使用本地平台的字符编码的字符串
符串(内存中) <--------------------------------------- (数据源/数据目的地)
Reader的read()方法
如果要输入或输出采用特定类型编码的字符串，可以使用InputStreamReader类和OutputStreamWriter类。在它们的构造方法
中可以指定输入流或输出流的字符编码。
OutputStreamWriter的write()方法
使用Unicode字符编码的字 ----------------------------------------> 使用本地平台的字符编码的字符串
符串(内存中) <--------------------------------------- (数据源/数据目的地)
InputStreamReader的read()方法
由于Reader和Writer采用了字符编码转换技术，Java I/O系统能够正确地访问采用各种字符编码的文本文件，另一方面，在为
字符分配内存时，虚拟机对字符统一采用Unicode字符编码，因此Java程序处理字符具有平台独立性。
CharArrayReader : 把字符数组转换为Reader，从字符数组中读取字符；
BufferedReader : 过滤器，为其他Reader提供读缓冲区，此外，它的readLine()方法能够读入一行字符串；
StringReader : 把字符串转换为Reader，从字符串中读取字符；
PipedReader : 连接一个PipedWriter;
PushBackReader : 能把读到的字符压回到缓冲区中，通常用做编译器的扫描器，在程序中一般很少使用它。
InputStreamReader : 过滤器，把InputStream转换为Reader，可以指定字符编码；
FileReader : 从文件中读取字符；
八. InputStreamReader类
InputStreamReader类把InputStream
类型转换为Reader类型，构造方法：
. InputStreamReader(InputStream in): 按照本地平台的字符编码读取输入流中的字符；
. InputStreamReader(InputStream in, String charsetName): 按照指定的字符编码读取输入流中的字符；
九. FileReader类
InputStreamReader的一个子类，用于从文件中读取字符数据。该类只能按照本地平台的字符编码来读取数据，用户不能
指定其他字符编码类型。
. FileReader(File file): 参数file指定需要读取的文件；
. FileReader(String name): 参数name指定需要读取的文件的路径；
十. BufferedReader类
Reader类的read()方法每次都从数据源读入一个字符，BufferedReader带有缓冲区，它可以先把一批数据读到缓冲区内，
接下来的操作都从缓冲区内获取数据，避免每次都从数据源读取数据并进行字符编码转换，从而提高读操作的效率。
BufferedReader的readLine()方法可以一次读入一行字符，以字符形式返回。
. BufferedReader(Reader in): 指定被修饰的Reader类；
. BufferedReader(Reader in, int sz): 参数in指定被装饰的Reader类，参数sz指定缓冲区的大小，以字符为单位。
十一. File类
File类提供管理文件或目录的方法。File实例表示真实文件系统中的一个文件或者目录。
1. 构造方法
. File(String pathname): 参数pathname表示文件路径或者目录路径；
. File(String parent, String child): 参数parent表示根路径，参数child表示子路径；
. File(File parent, String child): 参数parent表示根路径，参数child表示子路径；
只处理一个文件，使用第一个构造方法；如处理一个公共目录的若干子目录或文件，那么使用第二个或者第三个更方便。
2. 普通方法
. boolean createNewFile()：创建一个新的文件，如果文件已经存在，则创建失败（返回false），否则创建
成功（返回true）。
. boolean delete()：删除文件或者空目录
. boolean mkdir()/mkdirs()：创建一个或者多个目录（连续创建）->如果该目录的父目录不存在话，那么还会创建所
有的父目录；
. boolean renameTo(File destination)：文件的改名
. boolean canRead()/canWrite()：判断指定的文件是否能读取或者写入数据
. boolean exists()：判断指定的文件或者目录是否存在
. String[] list()：返回指定目录下所有文件名或者子目录名所组成的字符串数组
. long lastModified()：返回指定文件最后一次被修改的时间（
从1970年1月1日凌晨12点到这个文件的修改时间
之间所经历的毫秒数）
. String getPath()/getAbsolutePath()：返回指定文件或者目录的路径和绝对路径
. String getCanonicalPath(): 获取该File对象所代表的文件或者目录的正规路径
. String getParent()/getName()：返回指定文件或者目录的父目录（没有返回null）和名字
File f = new File(".\\test.txt"));
System.out.println(f.getCanonicalPath()); //c:\mypath\test.txt
System.out.println(f.getAbsolutePath()); //c:\mypath\ .\test.txt
System.out.println(f.getPath()); //.\test.txt
if(!f.exists()) f.createNewFile());
讲解：ch04.FileEx.java
十一. FileInputStream and FileOutputStream
1. 当创建一个FileInputStream对象的时候，文件必须存在以及是可读的FileInputStream(File file)
FileInputStream(String name)
2. 当创建一个FileOutputStream对象的时候，可以创建一个新的文件，也可以覆盖一个已经存在的同名文件。
FileOutputStream(File file)
FileOutputStream(File file, boolean append)
如果要创建的文件已经存在，可以选择向旧文件添加新的内容（append为true）或者新的内容覆盖旧文件的
内容（append为false）。
FileOutputStream(String name)
FileOutputStream(String name, boolean append)
如果要创建的文件已经存在，可以选择向旧文件添加新的内容（append为true）或者新的内容覆盖旧文件的
内容（append为false）。
注意：在这里写个com.briup.ch14.CopyTime.java
十二. FileReader and FileWriter
1. 读写字符文件方便
2. 构造器
FileReader(File file)
FileReader(String name)
FileWriter(File file)
FileWriter(String filename)
FileReader：new FileReader(“d:/back/string.txt”) =
new InputStreamReader(new FileInputStream(“d:/back/string.txt”));
FileWriter：new FileWriter(“d:/back/string.txt”) =
new InputStreamWriter(new FileOutputStream(“d:/back/string.txt”));
注意：这里可以将com.briup.ch14.FileStringTest.java用FileReader修改一下，并打印系统默认的字符编码
十三. PrintWriter
可以输出基本数据类型、对象、字符（字符数组）和字符串，但是不能输出字节流。
PrintWriter类可以代替桥和BufferedWriter
PrintStream类既可以输出字节流也可以输出字符流或者字符串
十四. Reading and Writing with RandomAccessFile
1. 实现数据的输入和输出
2. 用它能够
提供读写文件的功能
3. 提供通过一个文件指针从文件的某一个断点开始读写数据的功能
4. 构造器
RandomAccessFile(File file, String mode)
RandomAccessFile(String filename, String mode)
mode可以选择读、写和读写的方式
5. 方法
read()/write() seek(long pointer) 定位到文件的断点
十五. 对象的序列化和反序列化
对象的序列化： 把对象写到一个输出流；
对象的反序列化：从一个输入流中读取一个对象；
1. 对象的持久化
2. 仅仅是一个对象的数据被序列化（将对象的数据序列化成字节流）
3. 标识为transit的数据不能被序列化 例如：transit 类名 表示该类不能被序列化 或者transit 字段
4. 要序列化的对象必须实现java.io.Serializable接口
对象的序列化主要用于：
1. 网络中传输的是字节流的数据，网络中对象的传输，是将对象的数据经过序列化后转换成字节流。
2. 将对象数据序列化到文件中，将对象数据转换成字节流存储到文件中。
从文件中读取字节流数据并转换成对象叫做对象的反序列化。
ObjectInputStream 和ObjectOutputStream(对象输入和输出流，可以读写基本数据类型和对象)
1. ObjectInputStream 和ObjectOutputStream为应用程序提供对象的持久化存储
2. 一个ObjectInputStream 可以反序列化通过ObjectOutputStream写入的基本数据类型和对象
3. 构造器
ObjectInputStream(InputStream in)
ObjectOutputStream(OutputStream out)
4. 方法
readObject()/writeObject() 将对象写入到输出流中或者从输入流中读取对象
注意：这里写com.briup.ch14.ObjectSerial.java 将一个Person类的对象序列化到文件中，再将对象从文件中反序
列化出来。
(Person和Address先不序列化测试一下，再序列化测试一下)
com.briup.ch14.CollectionSerialTest.java 将一个集合序列化到文件中，再将集合从文件中反序列化出来。
com.briup.ch14.BufferSerialTest.java 将一个Person类的对象序列化到缓存中，再将对象从缓存中反序列化出来。
Review Questions :
1.(Level 1)What are the main classes for input stream?
答：InputStream, DataInputStream, FileInputStream, ByteInputStream, BufferedInputStream
2.(Level 1)What are reader/writer classes?
答：Reader类能够将输入流中采用其他编码类型的字符转换为Unicode字符，然后在内存中为这些Unicode字符分配内存。 Writer类能够把内存中的Unicode字符转换为其他编码类型的字符，再写到输出流中。
3.(Level 1)What are the bridges betwee
n InputStream and Reader?
答：InputStreamReader
4.(Level 1)What is object serialization?
答：把对象写到一个输出流；
5.(Level 2)The File class contains a method that changes the current working directory
A.True B.False
答：B
6.(Level 2)It is possible to use the File class to list the contents of the current working directory
A.True B.False
答：A
7.(Level 2)Readers have methods that can read and return floats and doubles
A.True B.False
答：B
8.(Level 3)How many bytes does the following code write to file dest ?
1.try{
2.FileOutputStream fos = new FileOutputStream(“dest”);
3.DataOutputStream dos = new DataOutputStream(fos);
4.dos.writelnt(3);
5.dos.writeDouble(0.001);
6.dos.close();
7.fos.close();
8.}catch(IOException e){}
A.2
B.8
C.12
D.16
E.It depends on the underlving system
答：C