Java IO之简单输入输出

Java中的IO分为两个部分，以InputStream和Reader为基类的输入类，以OutputStream和Writer为基类的输出类。其中InputStream和OutputStream以字节为单位进行IO，而Reader和Writer以字符为单位。

除了输入输出，还有一系列类库称为Filter，或成为装饰器。对于输入可用FilterInputStream和FilterReader的派生类，输出可用FilterOutputStream和FilterWriter的派生类，其中FilterInputStream和FilterOutputStream以字节为单位，FilterReader和FilterWriter以字符为单位。

还有一个独立与InputStream和OutputStream的—RandomAccessFile，用于对文件的读写，有点类似与C语言中的fopen()

所以可以总结，所有以Stream结尾的都是以字节为单位，也成为流；以Reader或Writer结尾的都以字符为单位。Reader和Writer在java1.1中才出现，如果需要进行转换，可以使用InputStreamReader和OutputStreamWriter。

过滤器（Filter）

Filter是对输入或输出进行一定的控制，如缓存、读取或写入基本数据类型等，用于更改流的一些行为。

FilterInputStream的派生类：



FilterOutputStream的派生类：



Reader和Writer中所用的Filter与InputStream和OutputStream中的Filter对比：



对于Filter的具体使用将在具体综合例子中讲到。

输入

输入分为输入字节和输入字符，分别使用基类是InputStream和Reader，如果需要把InputStrema转化为Reader，可以使用InputStreamReader。以下是一些InputStream常用的派生类与Writer与之对应的派生类。

InputStream派生类：



Reader与之对应的派生类：



将InputStream转成Reader示例：

// 创建一个InputStream类型的对象
InputStream in = new FileInputStream("data.txt");
// InputStreamReader继承自Reader，其构造方法接受一个InputStream对象
Reader reader = new InputStreamReader(in);

输出

输出分为输出字节和输出字符，分别使用基类是OutputStream和Writer，如果需要把OutputStrema转化为Writer，可以使用OutputStreamWriter。以下是一些OutputStream常用的派生类与Writer与之对应的派生类。

OutputStream派生类：



Writer与之对应的派生类：



将OutputStream转成Writer示例：

// 创建一个OutputStream类型的对象
OutputStream out=new FileOutputStream("data.txt");
// OutputStreamWriter继承自Writer，其构造方法接受一个OutputStream对象
Writer writer=new OutputStreamWriter(out);

综合示例

1、打开一个文件，并把其中的内容逐行输出的屏幕上。为了提高效率，这里将使用第一种过滤器BufferedReader，能够对输入进行缓冲。

public class Read {
public static void main(String[]args) throws Exception{
String file="data.txt";
read(file);
}

public static void read(String file) throws Exception{
BufferedReader in=new BufferedReader(new FileReader(file));
String s;
while((s=in.readLine())!=null)
System.out.println(s);
in.close();
}
}

2、从文件中按字节读取内容，需要用到DataInputStream过滤器，由于这里要对字节进行操作，所以要使用InputStream而不是Reader。其中对是否是用BufferedStream进行效率比较。

import java.io.*;

public class ReadByte {
public static void main(String[] args) throws Exception {
String file = "data.txt";
long start;
start = System.currentTimeMillis();// 记录运行开始时间
readWithBufferedInputStream(file);
System.out.println("readWithBufferedInputStream use time:"
+ (System.currentTimeMillis() - start));// 运行结束时间-开始时间就是运行时间
start = System.currentTimeMillis();
readWithoutBufferedInputStream(file);
System.out.println("readWithoutBufferedInputStream use time:"
+ (System.currentTimeMillis() - start));
}

public static void readWithBufferedInputStream(String file)
throws Exception {
// 用BufferedInputStream进行读取文件
DataInputStream in = new DataInputStream(new BufferedInputStream(
new FileInputStream(file)));
while (in.available() != 0)
// DataInputStream剩余的字符数不为零则表示还没输出结束
in.readByte();
in.close();
}

public static void readWithoutBufferedInputStream(String file)
throws Exception {
// 不用BufferedInputStream读取文件
DataInputStream in = new DataInputStream(new FileInputStream(file));
while (in.available() != 0)
in.readByte();
in.close();
}
}

运行该程序，其中使用的data.txt文件大小为5.4M，在我的电脑上的输出为：

readWithBufferedInputStream use time:8775
readWithoutBufferedInputStream use time:18487

显然使用了BufferedInputStream效率高了不少。

3、java1.5以后为了方便文件的输入，添加了一个PrintWrite过滤器，它封装了BufferedWriter，而且可以接受String类型的文件名，所以可以精简代码。

import java.io.*;
public class FileOutPut {
public static void main(String[]args) throws Exception{
BufferedReader in=new BufferedReader(new FileReader("data.txt"));
PrintWriter out=new PrintWriter("data1.txt");
String s;
long start=System.currentTimeMillis();
while((s=in.readLine())!=null){
out.println(s);//用readLine读取文件时，每一行的回车符会被去掉，所以写入文件的时候要把回车符写回去
}
System.out.println("use time:"+(System.currentTimeMillis()-start));
in.close();
out.close();
}
}

运行文件同时可以发现，同样是一样大的data.txt文件，读出并写出速度非常快，这个得益于缓存。

4、由于之前的方法往文件里面写入的是字节或字符，没有办法存储一些基本类型，所以要使用DataOutputStream/DataInputStream。

import java.io.*;

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

DataOutputStream out = new DataOutputStream(new FileOutputStream(
"data1.txt"));
out.writeUTF("This a String");// 写入字符串要用writeUTF();
out.writeInt(5);
out.writeFloat(5.4f);
out.close();

DataInputStream in = new DataInputStream(new FileInputStream(
"data1.txt"));

System.out.println(in.readFloat());
System.out.println(in.readInt());
System.out.println(in.readUTF());// 读出字符串要用readUTF();
in.close();
}
}

5、使用RandomAccessFile进行读写文件有点类似DataOutputStream/DataInputStream，都需要指定数据类型。但RandomAccessFile在创建对象的时候需要确定对文件的操作类型，r/w/rw分别表示只读，只写，读和写。Seek()方法可以到处移动，在文件的任意位置修改内容

import java.io.*;

public class UsingRandomAccessFile {
public static void main(String[] args) throws Exception {
RandomAccessFile rf = new RandomAccessFile("data1.txt", "rw");
rf.writeInt(5);
rf.writeInt(10);
rf.writeInt(15);
rf.writeInt(24);
rf.close();

rf = new RandomAccessFile("data1.txt", "r");
System.out.println(rf.readInt());
System.out.println(rf.readInt());
System.out.println(rf.readInt());
System.out.println(rf.readInt());
rf.close();

rf = new RandomAccessFile("data1.txt", "rw");
rf.seek(0);// 把指针指向文件开头
rf.writeInt(-1);// 把前两个字节改成-1
rf.seek(0);
System.out.println(rf.readInt());
System.out.println(rf.readInt());
System.out.println(rf.readInt());
System.out.println(rf.readInt());
rf.close();

}
}

6、把标准输入用BufferedReader包装并获取键盘输入

public class Systemin {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// System.in为InputStream类型，要通过InputStreamReader将其转换成Reader
BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
String s;
while ((s = in.readLine()) != null) {
System.out.println(s);
}
}
}

6、重定向，把控制台输出、错误输出定向到文件，可用来写日志文件

import java.io.*;

public class Redirect {

public static void main(String[] args) throws Exception {
OutputStream console = System.out;
PrintStream out = new PrintStream(new BufferedOutputStream(
new FileOutputStream("data1.txt")));
BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(
new FileInputStream("data.txt")));
System.setOut(out);// 把输出重定向到out
System.setErr(out);// 把错误信息重定向到out
String s;
while ((s = in.readLine()) != null)
System.out.println(s);// 输出被定向到out，所以不会在控制台输出
out.close();
in.close();
}

}