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Java | IO流

概述

Java程序中,对于数据的 输入/输出 操作以 “流(stream)” 的方式进行。

流的分类

  • 按操作数据单位的不同分为: 字节流(8bit)字符流(16 bit)
  • 按数据流的流向不同分为: 输入流输出流
  • 按流的角色不同分为: 节点流处理流

关于字节流和字符流的区别:

  • 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。
  • 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。
  • 字节流:一次读入或读出是8位二进制。
  • 字符流:一次读入或读出是16位二进制。

输入流和输出流

  • 输入流只能进行读操作
  • 输出流只能进行写操作

节点流和处理流

节点流 :直接从数据源或者目的地读写数据

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处理流 :不直接连接到数据源或目的地,而是“连接”在已存在的流(节点流或处理流)之上,通过对数据的处理为程序提供更为强大的读写功能。

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Java IO流体系

Java中IO流体系如下表所示,最基本的四个抽象基类分别是: InputStreamOutputStreamReaderWriter 。表格每一列的类都是继承与第一行的抽象基类的。

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常用的字符流

FileReader

通常一个流的使用由以下4个步骤组成:

  1. 提供File类的对象,指明要操作的文件
  2. 提供具体的流
  3. 根据不同流,进行不同的操作
  4. 流的关闭操作

比如以FileReader流为例,那么它的使用步骤是:

  1. 实例化File类的对象,指明要操作的文件
  2. 提供具体的流,FileReader流的实例化
  3. 进行数据的读入操作
  4. 流的关闭操作

虽然Java IO流体系有众多的类,但是所有的流都基本按照这几个步骤来使用的。下面记录一下FileReader的使用,数据的读入操作。

@Test
    public void testFileReader() throws IOException { // 抛出异常
        // 1. 实例化File类对象,指明要操作的文件
        File file = new File("Hello.txt");
        // 2. 提供具体的流
        FileReader fr = new FileReader(file);
        // 3. 数据的读入
        // read():返回读入的一个字符,如果达到文件末尾,那么返回-1
        int data = fr.read();
        while(data != -1){
            System.out.print((char)data);
            data = fr.read();
        }
        // 4. 流的关闭操作
        fr.close();
    }

上面例子中,通过File类实例化了一个File对象,然后将其当做参数传入了FileReader类进行实例化,之后调用read()方法进行数据的读入,最后执行流的关闭。

关于上面代码有几个需要注意的点:

  • File file = new File("Hello.txt"); 这段代码使用的是相对路径,如果是使用IDEA进行编写的,那么这个相对路径在单元测试方法和main方法中有所区别。在单元测试方法中使用相对路径,那么相对的是模块的路径,而在main方法中相对的是项目的路径。比如,这里模块名Day07,这个模块下有文件Hello.txt,而模块位于项目JavaSenior下,那么File类实例化后的实例文件路径如下代码所示:
public class FileReaderTest {
    // 在main方法中,输出:D:/code/Java/JavaSenior/Hello.txt
    public static void main(String[] args) {
        File file = new File("Hello.txt");
        System.out.println(file.getAbsolutePath());
    }
    
     // 在单元测试方法中,输出:D:/code/Java/JavaSenior/Day07/Hello.txt
    @Test
    public void test4(){
        File file = new File("Hello.txt");
        System.out.println(file.getAbsolutePath());
    }
}
  • 由于创建流不能被Java垃圾回收机制所处理,所以需要手动进行流的关闭操作,但是由于异常,在步骤1,2,3可能出现异常导致第4步(流的关闭)不能被执行,导致资源不能及时回收,所以为了保证资源一定可以执行关闭操作,需要使用try-catch-finally进行处理,而不建议使用抛出的方式。所以,比较规范的流使用代码应该如下:
@Test
    public void test2(){
        FileReader fr = null;
        try{
            File file = new File("Hello.txt");
            fr = new FileReader(file);
            int data;
            while ((data = fr.read()) != -1){
                System.out.println((char)data);
            }
        }catch (IOException e){
            e.printStackTrace();
        }finally {
            try {
                if (fr != null){
                    fr.close();
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

    }
read()
read(char cbuf[])
@Test
    public void test3()  {
        FileReader fr = null;
        try {
            // 1. File类的实例化
            File file = new File("Hello.txt");

            // 2. FileReader流的实例化
            fr = new FileReader(file);

            // 3. 读入的操作
            char[] cbuf = new char[5];
            int len;
             /*
             假如Hello.txt里的文件内容是helloworld123,这里的read(cbuf)指的是读取5个字符,
             即第一次读取hello,返回5,第二次读取world,返回5,
             第三次读取123,因为只有123了,返回3,第四次返回-1。
             所以3次循环,len变量的值为5,5,3,最后一次为-1。
             */
            while ((len = fr.read(cbuf)) != -1) {
                // 遍历操作错误的写法
//                for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
//                    System.out.println(arr[i]);
//                }
                // 正确的遍历操作一:
//                for (int i = 0; i < len; i++) {
//                    System.out.print(arr[i]);
//                }

                // 错误的写法二:
//                String str = new String(arr);
//                System.out.println(str);

                // 正确的写法二:
                String str = new String(cbuf,0,len);
                System.out.print(str);
            }
        }catch (IOException e){
            e.printStackTrace();
        }finally {
            // 4. 流资源的关闭
            try {
                if (fr != null) {
                    fr.close();
                }
            }catch (IOException e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

未完待续...

原文  https://segmentfault.com/a/1190000021032094
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