JAVA輸入與輸出處理

第五講輸入與輸出處理

I/O流概述

字節(jié)流字節(jié)流的基類文件流過濾流標準流

字符流對象流管道流內存讀寫流順序輸入流I/O流概述大部分程序都需要輸入/輸出處理，比如從鍵盤讀取數據、向屏幕中輸出數據、從文件中讀或者向文件中寫數據、在一個網絡連接上進行讀寫操作等。在Java中，把這些不同類型的輸入、輸出源抽象為流（Stream），而其中輸入或輸出的數據則稱為數據流（DataStream），用統(tǒng)一的接口來表示，從而使程序設計簡單明了。文件程序終端文件程序網絡端點數據流起點終點

網絡端點文件,字符串存儲區(qū)I/O流概述流一般分為輸入流（InputStream）和輸出流（OutputStream）兩類，但這種劃分并不是絕對的。比如一個文件，當向其中寫數據時，它就是一個輸出流；當從其中讀取數據時，它就是一個輸入流。當然，鍵盤只是一個輸人流，而屏幕則只是一個輸出流。在Java開發(fā)環(huán)境中，主要是由包java.io中提供的一系列的類和接口來實現(xiàn)輸入/輸出處理。標準輸入/輸出處理則是由包java.lang中提供的類來處理的，但這些類又都是從包java.io中的類繼承而來?；綢/O操作原理讀打開一個流對象->當未到結尾處時，從流中讀入信息->關閉流對象寫：打開一個流對象->當未到結尾處時，向流中寫入信息->關閉流對象I/O流概述I/O流概述在JDK1.1之前，java.io包中的流只有普通的字節(jié)流（以byte為基本處理單位的流），這種流對于以16位的Unicode碼表示的字符流處理很不方便。從JDK1.1開始，java.io包中加入了專門用于字符流處理的類（以Reader和Writer為基礎派生的一系列類）。

另外，為了使對象的狀態(tài)能夠方便地永久保存下來，JDK1.1以后的java.io包中提供了以字節(jié)流為基礎的用于對象的永久化保存狀態(tài)的機制（通過實現(xiàn)ObjectInput和ObjectOutput接口）。字節(jié)流 ——基類

Java中每一種字節(jié)流的基本功能依賴于基本類InputStream和OutputStream，它們是抽象類,不能直接使用。屬于InputStream類的方法有：

read()：從流中讀入數據

skip()：跳過流中若干字節(jié)數

available()：返回流中可用字節(jié)數

mark()：在流中標記一個位置

reset()：返回標記過得位置

markSupport()：是否支持標記和復位操作

close()：關閉流字節(jié)流 ——基類在InputStream類中，方法read()提供了三種從流中讀數據的方法：

intread()：從輸入流中讀一個字節(jié)，形成一個0～255之間的整數返回（是一個抽象方法）。

intread(byteb[])：讀多個字節(jié)到數組中，填滿整個數組。

intread(byteb[],intoff,intlen)：從輸入流中讀取長度為len的數據，寫入數組b中從索引off開始的位置，并返回讀取得字節(jié)數。對于這三個方法，若返回－1，表明流結束。字節(jié)流 ——基類

屬于OutputStream類的方法有：

write(intb)：將一個整數輸出到流中（只輸出低位字節(jié)，為抽象方法）

write(byteb[])：將字節(jié)數組中的數據輸出到流中

write(byteb[],intoff,intlen)：將數組b中從off指定的位置開始，長度為len的數據輸出到流中

flush()：刷空輸出流，并將緩沖區(qū)中的數據強制送出

close()：關閉流Writer的方法：

write(Strings),write(Strings,intoff,intlen)BufferedInputStream和BufferedOutputStream為輸入輸出流創(chuàng)建和維持緩沖。緩沖是一種提高讀寫效率的機制。DataInputStream和DataOutputStreamDataInputStreamreadBoolean()讀一字節(jié)，非零為真readByte()以8位讀字節(jié)readChar()讀Unicode字符readInt()讀整數值DataOutputStreamwriteChar(intv)把字符寫進輸出流writeLong(longv)把長整寫進輸出流writeInt(intv)把整數寫進輸出流PipedInputStream和PipedOutputStream管道用于在線程之間傳輸數據。在線程里的PipedInputStream對象從出現(xiàn)在另一個線程里的PipedOutputStream對象接收輸入。<在線程里講>DataInputStream和DataOutputStream允許你讀和寫java對象。readObject()writeObject()字節(jié)流 ——文件流在I/O處理中，最常見的就是對文件的操作。java.io包中所提供的文件操作類包括：File：FileDescriptor：FilenameFilter：接口，主要用于實現(xiàn)文件名查找模式的匹配。FileInputStream：FileOutputStream：RandomAccessFile：提供對本地文件系統(tǒng)中文件的隨機訪問支持。描述本地文件系統(tǒng)中的文件或目錄用于讀寫本地文件系統(tǒng)中的文件字節(jié)流 ——文件流：File使用文件類File可以獲取文件的各種信息。

Filef=newFile(“data\temp.dat”);f.getName()：返回文件名temp.datf.getParent()：返回文件所在目錄名dataf.getPath()：返回文件路徑data\temp.datf.getAbsolutePath()：返回絕對路徑…\data\temp.datf.exists()：文件是否存在f.canWrite(),f.canRead()：文件是否可寫、讀f.isFile(),f.isDirectory()：是否為文件或目錄f.lastModified(),f.length(),f.delete()：

文件的最后修改日期、長度；刪除文件f.mkdir(),f.list()：創(chuàng)建一個目錄；列出目錄下所有的文件字節(jié)流 ——文件流：FileInputStream/FileOutputStream

FileInputStream類用來打開一個輸入文件，若要打開的文件不存在，則會產生例外FileNotFoundException，這是一個非運行時例外，必須捕獲或聲明拋棄；

FileOutputStream類用來打開一個輸出文件，若要打開的文件不存在，則會創(chuàng)建一個新的文件，否則原文件的內容會被新寫入的內容所覆蓋。在進行文件的讀/寫操作時，會產生非運行時例外IOException，必須捕獲或聲明拋棄（其它的輸入/輸出流處理時也同樣需要進行輸入/輸出例外處理）。字節(jié)流 ——文件流：FileInputStream/FileOutputStream文件流的建立：

Filef1=newFile(“file1.txt”);Filef2=newFile(“file2.txt”);

FileInputStreamin=newFileInputStream(f1);

FileOutputStreamout=newFileOutputStream(f2);

FileOutputStreamout=newFileOutputStream(“file3.txt”);輸入流的參數是用于指定輸入的文件名，輸出流的參數則是用于指定輸出的文件名。輸出文件輸入文件readwrite字節(jié)流——文件流

importjava.io.*;classFilestream

{

publicstaticvoidmain(Stringargs[]){

try{FileinFile=newFile("file1.txt");

FileoutFile=newFile("file2.txt");

FileInputStreamfis=newFileInputStream(inFile);

FileOutputStreamfos=newFileOutputStream(outFile);

intc;

while((c=fis.read())!=-1)fos.write(c);

fis.close();

fos.close(); }catch(FileNotFoundExceptione){ System.out.println("FileStreamsTest:"+e); }catch(IOExceptione){ System.err.println("FileStreamsTest:"+e); }}}字節(jié)流 ——文件流：RandomAccessFile對于InputStream和OutputStream來說，它們的實例都是順序訪問流，即只能進行順序讀/寫。而類RandomAccessFile則允許對文件內容同時完成讀和寫操作，它直接繼承object，并且同時實現(xiàn)了接口DataInput和DataOutput，提供了支持隨機文件操作的方法：

readXXX()或writeXXX()：

如ReadInt(),ReadLine(),WriteChar(),WriteDouble()等。

intskipBytes(intn)：將指針鄉(xiāng)下移動若干字節(jié)

length()：返回文件長度

longgetFilePointer()：返回指針當前位置

voidseek(longpos)：將指針調到所需位置posfile在生成一個隨機文件對象時，除了么指明文件對象和文件名之外，還需要指明訪問文件的模式。Filef=newFile(“file.txt”);newRandomAccessFile(f,“r”);newRandomAccessFile(f,“rw”);newRandomAccessFile(“file1.txt”,“r”);newRandomAccessFile(“file2.txt”,“rw”);字節(jié)流 ——文件流：RandomAccessFilepublicclassrandom_file{publicstaticvoidmain(Stringargs[]){

intdata_arr[]={12,31,56,23,27,1,43,65,4,99};try

{

RandomAccessFilerandf=newRandomAccessFile(“temp.dat”);for(inti=0;i>data_arr.length;i++)randf.writeInt(data_arr[i]);for(inti=data_arr.length-1;i>=0;i--){

randf.seek(i*4);System.out.println(randf.readInt());

}randf.close();}catch(IOExceptione){

System.out.println(“Fileaccesserror:“+e);}}}字節(jié)流——文件流字節(jié)流 ——過濾流

java.io中提供類FilterInputStream和FilterOutputStream分別對其他輸入/輸出流進行特殊處理，它們在讀/寫數據的同時可以對數據進行特殊處理。另外還提供了同步機制，使得某一時刻只有一個線程可以訪問一個輸入/輸出流。類FilterInputStream和FilterOutputStream分別重寫了父類InputStream和OutputStream的所有方法，同時，它們的子類也應該重寫它們的方法以滿足特定的需要。要使用過濾流，首先必須把它連接到某個輸入/輸出流上，通常在構造方法的參數中指定所要連接的流：

FilterInputStream(InputStreamin);

FilterOutputStream(OutputStreamout);字節(jié)流 ——過濾流：緩沖流類BufferedInputStream和BufferedOutputStream實現(xiàn)了帶緩沖的過濾流，它提供了緩沖機制，把任意的I/O流“捆綁”到緩沖流上，可以提供該I/O流的讀取效率。在初始化時，除了要指定所連接的I/O流之外，還可以指定緩沖區(qū)的大小。缺省時實用32字節(jié)大小的緩沖區(qū)；最優(yōu)的緩沖區(qū)大小常依賴于主機操作系統(tǒng)、可使用的內存空間以及機器的配置等；一般緩沖區(qū)的大小為內存頁或磁盤塊等地整數倍，如8912字節(jié)或更小。字節(jié)流 ——過濾流：緩沖流將緩沖流與文件流相接：FileInputStreamin=newFileInputStream(“file1.txt”);FileOutputStreamout=newFileOutputStream(“file2.txt”);BufferedInputStreambin=newBufferedInputStream(in,256)BufferedOutputStreambout=newBufferedOutputStream(out,256);intlen;bytebArray[]=newbyte[256];len=bin.read(bArray);//len中得到是長度,bArray中得到的是數據

對于BufferedOutputStream，只有緩沖區(qū)滿時，才會將數據真正送到輸出流，但可以使用flush()方法人為地將尚未填滿的緩沖區(qū)中的數據送出。file1.txtfile2.txt輸入流輸出流輸入緩沖流輸出緩沖流文件文件流緩沖流字節(jié)流 ——過濾流：數據流數據流類DataInputStream和DataOutputStream的處理對象除了是字節(jié)或字節(jié)數組外，還可以實現(xiàn)對文件的不同數據類型的讀寫。它們分別實現(xiàn)了接口DataInput和DataOutput（與RandomAccessFile類似），提供了一種較為高級的數據輸入輸出方式：除了可處理字節(jié)和字節(jié)數組外，還可以處理int、float、boolean等基本數據類型，這些數據在文件中的表示方式和它們在內存中的一樣，無須轉換，如read(),readInt(),readByte()…；write(),writeChar(),writeBoolean()…。此外，還可以用readLine()方法讀取一行信息。字節(jié)流 ——過濾流：數據流數據輸出流可以是一個已經建立好的輸入數據流對象,例如網絡的連結,文件等。數據流可通過如下方式建立：FileInputStreamfis=newFileInputStream("file1.txt");FileOutputStreamfos=newFileOutputStream("file2.txt");DataInputStreamdis=newDataInputStream(fis);DataOutputStreamdos=newDataOutputStream(fos);classdatainput_output{

publicstaticvoidmain(Stringargs[])throwsIOException

{

FileOutputStreamfos=newFileOutputStream(“a.txt”);DataOutputStreamdos=newDataOutputStream(fos);try{

dos.writeBoolean(true);

dos.writeByte((byte)123);

dos.writeChar('J');

dos.writeDouble(3.141592654);

dos.writeFloat(2.7182f);

dos.writeInt(1234567890);

dos.writeLong(998877665544332211L);

dos.writeShort((short)11223);}finally{

dos.close();

}FileInputStreamfis=newFileInputStream("a.txt")DataInputStreamdis=newDataInputStream(fis);try{

System.out.println("\t"+dis.readBoolean());System.out.println("\t"+dis.readByte());System.out.println("\t"+dis.readChar());System.out.println("\t"+dis.readDouble());System.out.println("\t"+dis.readFloat());System.out.println("\t"+dis.readInt());System.out.println("\t"+dis.readLong());System.out.println("\t"+dis.readShort());}finally{dis.close();}}//main()}//classdatainput_output字節(jié)流 ——過濾流：數據流//利用方法readLine()計算一個輸入流中的字符數和行數//（適合于文本文件）DataLine(InputStreamin){

DataInputStreamdata=newDataInputStream(in);StringcurrentLine;intlineCount=0;

intcharCount=0;while((currentLine=data.readLine())!=null){++lineCount;charCount+=currentLine.length();}return(charCount/(float)lineCount);}字節(jié)流 ——過濾流：其他過濾流LineNumberInputStream：主要用于對文本文件的處理，提供了行號控制功能。PushBackInputStream：在編譯程序的詞法分析階段，經常要超前讀入一個字節(jié)以界定當前詞的屬性，然后再將該字節(jié)退回（因為下面的處理可能還會用到該字節(jié)）。PushBackInputStream就提供了這樣的能力，它提供了一個方法將剛剛讀入的字節(jié)退回到輸入流中去。PrintStream：其作用是將Java語言中的不同類型的數據以字符表示形式輸出到相應的輸出流中去。字節(jié)流 ——標準流語言包java.lang中的System類管理標準輸入/輸出流和錯誤流。

System.in，從InputStream中繼承而來，用于從標準輸入設備中獲取輸入數據(通常是鍵盤)。

System.out，從PrintStream中繼承而來，把輸出送到缺省的顯示設備(通常是顯示器)。

System.err，也是從PrintStream中繼承而來，把錯誤信息送到缺省的顯示設備(通常是顯示器)。每當main方法被執(zhí)行時，就自動生成上述三個對象。publicclassReadFromKB{publicstaticvoidmain(Stringargs[]){try{ bytebArray[]=newbyte[128]; Stringstr; System.out.println("EntersomethingUsingKeyborad:"); System.in.read(bArray); str=newString(bArray,0); System.out.print("Youentered:"); System.out.println(str);}catch(IOExceptionioe){ System.out.println(ioe.toString());}}}字節(jié)流 ——對象流對象的持續(xù)性（persistence）

能夠紀錄自己的狀態(tài)以便將來再生的能力,叫對象的持續(xù)性。對象的串行化（Serialization）

對象通過寫出描述自己狀態(tài)的的數值來記錄自己的過程叫串行化。串行化的主要任務是寫出對象實例變量的數值，如果變量是另一個對象的引用，則引用的對象也要串行化。這個過程是遞歸的。對象流能夠輸入輸出對象的流稱為對象流?？梢詫ο蟠谢笸ㄟ^對象輸入輸出流寫入文件或傳送到其它地方。字節(jié)流 ——對象流在java中，允許可串行化的對象在通過對象流進行傳輸。只有實現(xiàn)Serializable接口的類才能被串行化，Serializable接口中沒有任何方法，當一個類聲明實現(xiàn)Serializable接口時，只是表明該類加入對象串行化協(xié)議。publicclassStudentimplementsSerializable{

intid;Stringname;

intage;Stringdepartment;publicStudent(intid,Stringname,intage,Stringdepartment){

this.id=id;

=name;this.age=age;

this.department=departmernt;}}字節(jié)流 ——對象流要串行化一個對象，必須與一定的對象輸出/輸入流聯(lián)系起來，通過對象輸出流將對象狀態(tài)保存下來(將對象保存到文件中，或者通過網絡傳送到其他地方)，再通過對象輸入流將對象狀態(tài)恢復。類ObjectOutputStream和ObjectInputStream分別繼承了接口ObjectOutput和ObjectInput，將數據流功能擴展到可以讀寫對象，前者用writeObject()方法可以直接將對象保存到輸出流中，而后者用readObject()方法可以直接從輸入流中讀取一個對象。publicclassObjectser{publicstaticvoidmain(Stringargs[]){Studentstu=newStudent(981036,“LiMing”,16,“CSD”);try

{

FileOutputStreamfo=newFileOutputStream(“data.ser”);ObjectOutputStreamso=newObjectOutputStream(fo);

so.writeObject(stu);so.close();}catch(Exceptione)

{System.out.println(e);}}}publicclassObjectRecov{

publicstaticvoidmain(Stringargs[]){

Studentstu;try

{

FileInputStreamfi=newFileInputStream(“data.ser”);ObjectInputStreamsi=newObjectInputStream(fi);stu=(Student)si.readObject();

si.close();}catch(Exceptione)

{System.out.println(e);}System.out.println(“ID:”+stu.id+“name:”++“age:”+age+“dept.:”+stu.department);}}publicclassStudentimplementsSerializable{intid;Stringname;intage;Stringdepartment;publicStudent(intid,Stringname,intage,Stringdepartment){this.id=id;=name;this.age=age;this.department=departmernt;}privatevoidwriteObject(ObjectOutputStreamout)throwsIOException

{ out.writeInt(id); …}privatevoidreadObject(ObjectInputStreamin)throwsIOException

{ id=in.readInt(); …}}定制對象的串行化：在類定義中重寫readObject()和WriteObject()方法。字節(jié)流 ——對象流串行化只能保存對象的非靜態(tài)成員變量，而不能保存任何成員方法和靜態(tài)成員變量，并且保存的只是變量的值，對于變量的任何修飾符都不能保存。對于某些類型的對象，其狀態(tài)是瞬時的，這樣的對象是無法保存其狀態(tài)的，如Thread對象或流對象。對于這樣的成員變量，必須用transient關鍵字標明，否則編譯器將報錯。任何用transient關鍵字標明的成員變量，都不會被保存。另外，串行化可能涉及將對象存放到磁盤上或在網絡上發(fā)送數據，這時會產生安全問題。對于一些需要保密的數據，不應保存在永久介質中（或者不應簡單地不加處理地保存下來），為了保證安全，應在這些變量前加上transient關鍵字。字節(jié)流 ——管道流管道用來把一個程序、線程和代碼塊的輸出連接到另一個程序、線程和代碼塊的輸入。java.io中提供了類PipedInputStream和PipedOutputStream作為管道的輸入/輸出流。管道輸入流作為一個通信管道的接收端，管道輸出流則作為發(fā)送端。管道流必須是輸入輸出并用，即在使用管道前，兩者必須進行連接。輸出流輸入流字節(jié)流 ——管道流管道輸入/輸出流可以用兩種方式進行連接：1）在構造方法中進行連接PipedInputStream(PipedOutputStreampos);PipedOutputStream(PipedInputStream

pis);2）通過各自的connect()方法連接在類PipedInputStream中，connect(PipedOutputStreampos)；在類PipedOutputStream中，connect(PipedInputStream

pis)；classpipedstream{publicstaticvoidmain(Stringargs[])throwsIOException

{

byteaByteData1=123,aByteData2=111;PipedInputStreampis=newPipedInputStream();

PipedOutputStreampos=newPipedOutputStream(pis);System.out.println("PipedInputStream");try{pos.write(aByteData);pos.write(aByteData2);System.out.println((byte)pis.read());System.out.println((byte)pis.read());}

finally

{

pis.close(); pos.close();}}}將數據從輸出管道進，從輸入管道出字節(jié)流 ——內存讀寫流為了支持內存的讀/寫，java.io中提供了類ByteArrayInputStream、ByteArrayOutputStream和StringBufferInputStream。

ByteArrayInputStream可以從指定的字節(jié)數組中讀取數據。

ByteArrayOutputStream中提供了緩沖區(qū)可以存放數據（緩沖區(qū)大小可以在構造方法中設定，缺省為32），可以用write()方法向其中寫入數據，然后用toByteArray()方法將緩沖區(qū)中的有效字節(jié)寫到字節(jié)數組中去。

StringBufferInputStream與ByteArrayInputStream相類似，不同點在于它是從字符緩沖區(qū)StringBuffer中讀取16位的Unicode數據，而不是8位的字節(jié)數據。字節(jié)流 ——順序輸入流

java.io中提供了類SequenceInputStream，使應用程序可以將幾個輸入流順序連接起來，讓程序員看起來就像是一個比較長的流一樣。順序輸入流提供了將多個不同的輸入流統(tǒng)一為一個輸入流的功能，這使得程序可能變得更加簡潔。如：FileInputStreamf1,f2;Strings;f1=newFileInputStream(“file1.txt”);f2=newFileInputStream(“file2.txt”);SequenceInputStreamfs=newSequenceInputStream(f1,f2);DataInputStreamds=newDataInputStream(fs);while((s=ds.readLine())!=null)System.out.println(s);字符流前面說過，在JDK1.1之前，java.io包中的流只有普通的字節(jié)流（以byte為基本處理單位的流），這種流對于以16位的Unicode碼表示的字符流處理很不方便。從JDK1.1開始，java.io包中加入了專門用于字符流處理的類，它們是以Reader和Writer為基礎派生的一系列類。同類InputStream和OutputStream一樣，Reader和Writer也是抽象類，只提供了一系列用于字符流處理的接口。它們的方法與類InputStream和OutputStream類似，只不過其中的參數換成字符或字符數組。

字節(jié)流中類DatainputStream的readLine方法，可以以字節(jié)形式讀入，以Unicode形式輸出（StringreadLine()）。byteUnicode16bit8bit+00000000字符流

——InputStreamReader和OutputStreamWriter

InputStreamReader和OutputStreamWriter是java.io包中用于處理字符流的最基本的類，用來在字節(jié)流和字符流之間作為中介。使用這兩者進行字符處理時，在構造方法中應指定一定的平臺規(guī)范，以便把以字節(jié)方式表示的流轉換為特定平臺上的字符表示。

InputStreamReader(InputStreamin);//缺省規(guī)范

InputStreamReader(InputStreamin,Stringenc);//指定規(guī)范enc

OutputStreamWriter(OutputStreamout);//缺省規(guī)范

OutputStreamWriter(OutputStreamout,Stringenc);//指定規(guī)范enc

如果讀取的字符流不是來自本地時（比如網上某處與本地編碼方式不同的機器），那么在構造字符輸入流時就不能簡單地使用缺省編碼規(guī)范，而應該指定一種統(tǒng)一的編碼規(guī)范“ISO8859_1”，這是一種映射到ASCII碼的編碼方式，能夠在不同平臺之間正確轉換字符。InputStreamReaderir=newInputStreamReader(is,“8859_1”);字符流

——BufferedReader和BufferedWriter同樣的，為了提高字符流處理的效率，java.io中也提供了緩沖流BufferedReader和BufferedWriter。其構造方法與BufferedInputStream和BufferedOutputStream相類似。另外，除了read()和write()方法外，它還提供了