JAVA IO流

流的概念和作用

学习Java IO，不得不提到的就是JavaIO流。

流是一组有顺序的，有起点和终点的字节集合，是对数据传输的总称或抽象。即数据在两设备间的传输称为流，流的本质是数据传输，根据数据传输特性将流抽象为各种类，方便更直观的进行数据操作。

IO流的分类

根据处理数据类型的不同分为：字符流和字节流

根据数据流向不同分为：输入流和输出流

字符流和字节流

字符流的由来： 因为数据编码的不同，而有了对字符进行高效操作的流对象。本质其实就是基于字节流读取时，去查了指定的码表。字节流和字符流的区别：

（1）读写单位不同：字节流以字节（8bit）为单位，字符流以字符为单位，根据码表映射字符，一次可能读多个字节。

（2）处理对象不同：字节流能处理所有类型的数据（如图片、avi等），而字符流只能处理字符类型的数据。

（3）字节流在操作的时候本身是不会用到缓冲区的，是文件本身的直接操作的；而字符流在操作的时候下后是会用到缓冲区的，是通过缓冲区来操作文件，我们将在下面验证这一点。

结论：优先选用字节流。首先因为硬盘上的所有文件都是以字节的形式进行传输或者保存的，包括图片等内容。但是字符只是在内存中才会形成的，所以在开发中，字节流使用广泛。

输入流和输出流

对输入流只能进行读操作，对输出流只能进行写操作，程序中需要根据待传输数据的不同特性而使用不同的流。

Java IO流对象

1. 输入字节流InputStream

InputStream是所有输入流的父类，其本身是一个抽象类。

构造方法:

InputStream() 创建一个输入的stream流

方法：

available():返回stream中的可读字节数，inputstream类中的这个方法始终返回的是0，这个方法需要子类去实现。

close():关闭stream方法，这个是每次在用完流之后必须调用的方法。

read():方法是读取一个byte字节,但是返回的是int。

read(byte[]):一次性读取内容到缓冲字节数组

read(byte[],int,int):从数据流中的哪个位置offset开始读长度为len的内容到缓冲字节数组

skip(long):从stream中跳过long类型参数个位置

以上的方法都是很简单理解的，这里就不写代码介绍了。

下面还有三个方法：

mark(int):用于标记stream的作用

markSupported()：返回的是boolean类型，因为不是所有的stream都可以调用mark方法的，这个方法就是用来判断stream是否可以调用mark方法和reset方法

reset()：这个方法和mark方法一起使用的，让stream回到mark的位置。

ByteArrayInputStream、FileInputStream、StringBufferInputStream是InputStream的基本实现，他们分别是从Byte数组中、StringBuffer和本地文件中读取数据，PipedInputStream 是从与其它线程共用的管道中读取数据。

ObjectInputStream 和所有FilterInputStream的子类都是装饰流（装饰器模式的主角）。意思是FileInputStream类可以通过一个String路径名创建一个对象，FileInputStream(String name)。而DataInputStream必须装饰一个类才能返回一个对象，DataInputStream(InputStream in)。



　例如：

public static void main(String[] args) throws IOException {
String filePath = "e:\\" + File.separator + "test" + File.separator + "test.txt";
File file = new File(filePath);
//判断该文件是否存在
if (!file.exists()) {
System.out.println("该文件不存在！");
return;
}
InputStream inputStream = new FileInputStream(file);
byte[] bytes = new byte[4 * 1028];
//从输入流中读取byte.length个长度放入bytes数组中
inputStream.read(bytes);
inputStream.close();
System.out.print(new String(bytes));
}

注意：该示例中由于b字节数组长度为4*1024，如果文件较小，则会有大量填充空格。我们可以利用in.read(b);的返回值来设计程序，

public static void main(String[] args) throws IOException {
String filePath = "e:\\" + File.separator + "test" + File.separator + "test.txt";
File file = new File(filePath);
//判断该文件是否存在
if (!file.exists()) {
System.out.println("该文件不存在！");
return;
}
InputStream inputStream = new FileInputStream(file);
　　//根据文件的大小进行设置bytes的数组的长度
byte[] bytes = new byte[(int) file.length()];
//从输入流中读取byte.length个长度放入bytes数组中
inputStream.read(bytes);
inputStream.close();
System.out.print(new String(bytes));
}

public static void main(String[] args) throws IOException {
String filePath = "e:\\" + File.separator + "test" + File.separator + "test.txt";
File file = new File(filePath);
//判断该文件是否存在
if (!file.exists()) {
System.out.println("该文件不存在！");
return;
}
InputStream inputStream = new FileInputStream(file);
byte[] bytes = new byte[(int) file.length()];
for (int i = 0; i < bytes.length; i++) {
bytes[i]=(byte)inputStream.read();
}
//从输入流中读取byte.length个长度放入bytes数组中
inputStream.close();
System.out.print(new String(bytes));
}

注意：上面的几个例子都是在知道文件的内容多大，然后才展开的，有时候我们不知道文件有多大，这种情况下，我们需要判断是否独到文件的末尾。

public static void main(String[] args) throws IOException {
String filePath = "e:\\" + File.separator + "test" + File.separator + "test.txt";
File file = new File(filePath);
//判断该文件是否存在
if (!file.exists()) {
System.out.println("该文件不存在！");
return;
}
InputStream inputStream = new FileInputStream(file);
byte[] bytes = new byte[(int) file.length()];
int count =0;
int temp=0;
//假如读取返回的值为-1，说明已经读到该文件的结尾，否则一般不会返回-1的
while((temp=inputStream.read())!=(-1)){
bytes[count++]=(byte)temp;
}

//从输入流中读取byte.length个长度放入bytes数组中
inputStream.close();
System.out.print(new String(bytes));
}

数据流DataInputStream 案例

上面就介绍了InputStream基类中的所有方法，下面是其的子类，对于子类可能会添加以下属于自己特定的方法，我们这里就只介绍这些特定的方法

1.1 ByteArrayInputStream -- 把内存中的一个缓冲区作为 InputStream 使用 .

construct---

(A)ByteArrayInputStream(byte[]) 创建一个新字节数组输入流（ ByteArrayInputStream ），它从指定字节数组中读取数据（ 使用 byte 作为其缓冲区数组）

(B)ByteArrayInputStream(byte[], int, int) 创建一个新字节数组输入流，它从指定字节数组中读取数据。

method---

方法都是实现了InputStream方法。

1.2 StringBufferInputStream -- 把一个 String 对象作为 InputStream .

construct---

StringBufferInputStream(String) 据指定串创建一个读取数据的输入流串。

method---

实现了InputStream中的部分方法

注释：不推荐使用 StringBufferInputStream 方法。 此类不能将字符正确的转换为字节。

同 JDK 1.1 版中的类似，从一个串创建一个流的最佳方法是采用 StringReader 类。

1.3 FileInputStream -- 把一个文件作为 InputStream ，实现对文件的读取操作

construct---

(A)FileInputStream(File name) 创建一个输入文件流，从指定的 File 对象读取数据。

(B)FileInputStream(FileDescriptor) 创建一个输入文件流，从指定的文件描述器读取数据。

(C)-FileInputStream(String name) 创建一个输入文件流，从指定名称的文件读取数据。

method ----

实现了InputStream中的部分方法；

额外的两个方法：

getChannel()：这个方法返回一个FileChannel对象，这个主要用于JNIO中的通道的。

getFD()：这个方法返回一个FileDescriptor对象，这个在构造函数中使用过。

1.4 PipedInputStream ：实现了 pipe 的概念，主要在线程中使用 . 管道输入流是指一个通讯管道的接收端。

一个线程通过管道输出流发送数据，而另一个线程通过管道输入流读取数据，这样可实现两个线程间的通讯。

construct---

PipedInputStream() 创建一个管道输入流，它还未与一个管道输出流连接。

PipedInputStream(PipedOutputStream) 创建一个管道输入流 , 它已连接到一个管道输出流。

method---

实现了InputStream中的部分方法

额外的方法：

connection(PipedOutputStream):用来连接PipedOutputStream对象

1.5 SequenceInputStream ：把多个 InputStream 合并为一个 InputStream . “序列输入流”类允许应用程序把几个输入流连续地合并起来，

并且使它们像单个输入流一样出现。每个输入流依次被读取，直到到达该流的末尾。

然后“序列输入流”类关闭这个流并自动地切换到下一个输入流。

construct---

SequenceInputStream(Enumeration) 创建一个新的序列输入流，并用指定的输入流的枚举值初始化它。

SequenceInputStream(InputStream, InputStream) 创建一个新的序列输入流，初始化为首先 读输入流 s1, 然后读输入流 s2 。

method---

实现了InputStream中的部分方法。

public class TestSequence {

　　public static void main(String[] args)throws Exception{

//不管怎么样，先创建两个文件。从里面读取数据，（我的文件里面有内容！）

　　InputStream in1=new FileInputStream(new File("d:\\jack.txt"));

　　InputStream in2=new FileInputStream(new File("d:\\jack2.txt"));

//读取，数据后要生成的文件

　　OutputStream ou=new FileOutputStream(new File("d:\\jack3.txt"));

//创建SequenceInputStream类，

　　SequenceInputStream si=new SequenceInputStream(in1,in2);

//因为SequenceInputStream，是一个字节一个字节读，要判断一下是否读完了。

int c=0; while((c=si.read())!=-1){

//这里也是一个字节一个字节写的。

　　ou.write(c);

　　}

//关闭所有的资源

　　si.close();

　　ou.close();

　　in2.close();

　　in1.close();

　　}

　　}

能够将多个stream进行连接，然后输出。

1.6 ObjectInputStream：用于操作Object的stream，这个在stream主要用在对象传输的过程中，其中牵涉到了序列化的知识

construct---

ObjectInputStream():实例化一个ObjectInputStream对象

ObjectInputStream(InputStream):使用一个InputStream对象来实例化一个ObjectInputStream对象，其中InputStream就是对象的输入流

method---

实现了InputStream中的部分方法；

它自己有很多的额外的方法：

这里就只介绍一下readObject(Object)方法，就是将一个对象写入到stream中，但是这个object必须序列化

其他的还有像readInt,readFloat等这样基本类型的方法，因为基本类型对应的对象也都是Object.

1.7 FilterInputStream：是一个过滤的InputStream

constructor---

FilterInputStream(InputStream):使用一个InputStream为参数实例化一个FilterInputStream,其实就是来修饰InputStream的

method---

实现了InputStream中的所有方法

他其实没有作用，他的众多子类是很有用的：

1.7.1 BufferedInputStream:使用缓冲区的stream

constructor---

BufferedInputStream(InputStream):使用InputStream为参数初始化实例

BufferedInputStream(InputStream,int):能够设置缓冲区大小的BufferedInputStream

method---

实现了FilterInputStream中的所有方法(其实也是实现了InputStream中的所有方法)

1.7.2 DataInputStream:数字格式化的stream

constructor---

DataInputStream(InputStream):使用InputStream参数来初始化实例

method---

实现了FilterInputStream中的部分方法

额外的方法：

readInt,readFloat,readDouble...这样可以直接从stream中读取基本类型的数据

还有其他的类就不做解释了，因为用到的很少了，有的可能一辈子都用不到

2. 输出字节流OutputStream

定义和结构说明：

IO 中输出字节流的继承图可见上图，可以看出：

OutputStream 是所有的输出字节流的父类，它是一个抽象类。

ByteArrayOutputStream、FileOutputStream是两种基本的介质流，它们分别向Byte 数组、和本地文件中写入数据。PipedOutputStream 是向与其它线程共用的管道中写入数据，

ObjectOutputStream 和所有FilterOutputStream的子类都是装饰流。具体例子跟InputStream是对应的。

案例

//字节流向文件中写入字符流

public static void main(String[] args) throws IOException {
String filePath = "e:\\" + File.separator + "test" + File.separator + "test.txt";
File f=new File(filePath);
//判断该文件是否存在，假如不存在进行创建
if(!f.exists()){
f.mkdirs();
}
OutputStream out =new FileOutputStream(f);
String str="Hello World";
//将str转化为byte数组，写入文件
byte[] b=str.getBytes();
out.write(b);
out.close();
}

//字节流一个字节一个字节写入字符

public static void main(String[] args) throws IOException {
String filePath = "e:\\" + File.separator + "test" + File.separator + "test.txt";
File f=new File(filePath);
//判断该文件是否存在，假如不存在进行创建
if(!f.exists()){
f.mkdirs();
}
OutputStream out =new FileOutputStream(f);
String str="Hello World";
//将str转化为byte数组，写入文件
byte[] b=str.getBytes();
for (int i = 0; i < b.length; i++) {
out.write(b[i]);
}
out.close();
}

//字节流向文件中追加内容

public static void main(String[] args) throws IOException {
String filePath = "e:\\" + File.separator + "test" + File.separator + "test.txt";
File f = new File(filePath);
//判断该文件是否存在，假如不存在进行创建
if (!f.exists()) {
f.mkdirs();
}
OutputStream out = new FileOutputStream(f, true);//true表示追加模式，否则为覆盖
String str = "Hello World";
//将str转化为byte数组，写入文件
byte[] b = str.getBytes();
for (int i = 0; i < b.length; i++) {
out.write(b[i]);
}
out.write(b);
out.close();
}

【案例】ZipOutputStream类

先看一下ZipOutputStream类的继承关系

java.lang.Object

java.io.OutputStream

java.io.FilterOutputStream

java.util.zip.DeflaterOutputStream

java.util.zip.ZipOutputStream

【案例】ZipOutputStream类压缩多个文件

4.几个特殊的输入流类分析

LineNumberInputStream

主要完成从流中读取数据时，会得到相应的行号，至于什么时候分行、在哪里分行是由改类主动确定的，并不是在原始中有这样一个行号。在输出部分没有对应的部分，我们完全可以自己建立一个LineNumberOutputStream，在最初写入时会有一个基准的行号，以后每次遇到换行时会在下一行添加一个行号，看起来也是可以的。好像更不入流了。

PushbackInputStream

其功能是查看最后一个字节，不满意就放入缓冲区。主要用在编译器的语法、词法分析部分。输出部分的BufferedOutputStream 几乎实现相近的功能。

StringBufferInputStream

已经被Deprecated，本身就不应该出现在InputStream部分，主要因为String 应该属于字符流的范围。已经被废弃了，当然输出部分也没有必要需要它了！还允许它存在只是为了保持版本的向下兼容而已。

SequenceInputStream

可以认为是一个工具类，将两个或者多个输入流当成一个输入流依次读取。完全可以从IO 包中去除，还完全不影响IO 包的结构，却让其更“纯洁”――纯洁的Decorator 模式。

【案例】将两个文本文件合并为另外一个文本文件

?

PrintStream

也可以认为是一个辅助工具。主要可以向其他输出流，或者FileInputStream 写入数据，本身内部实现还是带缓冲的。本质上是对其它流的综合运用的一个工具而已。一样可以踢出IO 包！System.err和System.out 就是PrintStream 的实例！

【案例】使用PrintStream进行输出

?
【案例】使用PrintStream进行格式化输出

?
【案例】使用OutputStream向屏幕上输出内容

?
【案例】输入输出重定向

?
【案例】使用System.err重定向

?
【案例】System.in重定向

?

5.字符输入流Reader

定义和说明：

在上面的继承关系图中可以看出：

Reader 是所有的输入字符流的父类，它是一个抽象类。

CharReader、StringReader是两种基本的介质流，它们分别将Char 数组、String中读取数据。PipedReader 是从与其它线程共用的管道中读取数据。

BufferedReader 很明显就是一个装饰器，它和其子类负责装饰其它Reader 对象。

FilterReader 是所有自定义具体装饰流的父类，其子类PushbackReader 对Reader 对象进行装饰，会增加一个行号。

InputStreamReader 是一个连接字节流和字符流的桥梁，它将字节流转变为字符流。FileReader可以说是一个达到此功能、常用的工具类，在其源代码中明显使用了将FileInputStream 转变为Reader 的方法。我们可以从这个类中得到一定的技巧。Reader 中各个类的用途和使用方法基本和InputStream 中的类使用一致。后面会有Reader 与InputStream 的对应关系。

实例操作演示：

【案例】从文件中读取内容

?
注意：当然最好采用循环读取的方式，因为我们有时候不知道文件到底有多大。

【案例】以循环方式从文件中读取内容

?
【案例】BufferedReader的小例子

注意：BufferedReader只能接受字符流的缓冲区，因为每一个中文需要占据两个字节，所以需要将System.in这个字节输入流变为字符输入流，采用：

BufferedReader buf = new BufferedReader(newInputStreamReader(System.in));

下面是一个实例：

?
【案例】Scanner类实例

?
【案例】Scanner类从文件中读出内容

?

6.字符输出流Writer

定义和说明：

在上面的关系图中可以看出：

Writer 是所有的输出字符流的父类，它是一个抽象类。

CharArrayWriter、StringWriter 是两种基本的介质流，它们分别向Char 数组、String 中写入数据。

PipedWriter 是向与其它线程共用的管道中写入数据，

BufferedWriter 是一个装饰器为Writer 提供缓冲功能。

PrintWriter 和PrintStream 极其类似，功能和使用也非常相似。

OutputStreamWriter 是OutputStream 到Writer 转换的桥梁，它的子类FileWriter 其实就是一个实现此功能的具体类（具体可以研究一SourceCode）。功能和使用和OutputStream 极其类似，后面会有它们的对应图。

实例操作演示：

【案例】向文件中写入数据

?
注意：这个例子上之前的例子没什么区别，只是你可以直接输入字符串，而不需要你将字符串转化为字节数组。当你如果想问文件中追加内容的时候，可以使用将上面的声明out的哪一行换为：

Writer out =new FileWriter(f,true);

这样，当你运行程序的时候，会发现文件内容变为：hellohello如果想在文件中换行的话，需要使用“\r\n”比如将str变为String str="\r\nhello";这样文件追加的str的内容就会换行了。

7.字符流的输入与输出的对应

8.字符流与字节流转换

转换流的特点：

（1）其是字符流和字节流之间的桥梁

（2）可对读取到的字节数据经过指定编码转换成字符

（3）可对读取到的字符数据经过指定编码转换成字节

何时使用转换流？

当字节和字符之间有转换动作时；

流操作的数据需要编码或解码时。

具体的对象体现：

InputStreamReader:字节到字符的桥梁

OutputStreamWriter:字符到字节的桥梁

这两个流对象是字符体系中的成员，它们有转换作用，本身又是字符流，所以在构造的时候需要传入字节流对象进来。

字节流和字符流转换实例：

【案例】将字节输出流转化为字符输出流

?
【案例】将字节输入流转换为字符输入流

?

9.File类

File类是对文件系统中文件以及文件夹进行封装的对象，可以通过对象的思想来操作文件和文件夹。 File类保存文件或目录的各种元数据信息，包括文件名、文件长度、最后修改时间、是否可读、获取当前文件的路径名，判断指定文件是否存在、获得当前目录中的文件列表，创建、删除文件和目录等方法。

【案例 】创建一个文件

?
【案例2】File类的两个常量

?
此处多说几句：有些同学可能认为，我直接在windows下使用\进行分割不行吗？当然是可以的。但是在linux下就不是\了。所以，要想使得我们的代码跨平台，更加健壮，所以，大家都采用这两个常量吧，其实也多写不了几行。

【案例3】File类中的常量改写案例1的代码：

?
【案例4】删除一个文件（或者文件夹）

?
【案例5】创建一个文件夹

?
【案例6】列出目录下的所有文件

?
注意使用list返回的是String数组，。而且列出的不是完整路径，如果想列出完整路径的话，需要使用listFiles.它返回的是File的数组。

【案例7】列出指定目录的全部文件（包括隐藏文件）：

?
【案例8】判断一个指定的路径是否为目录

?
【案例9】递归搜索指定目录的全部内容，包括文件和文件夹

?