《流類庫與輸入輸出》課件

流類庫與輸入輸出流類庫是Java中處理輸入和輸出的強大工具，它提供了抽象的、與平臺無關的方式來處理數(shù)據(jù)流，簡化了程序員的開發(fā)工作。課程目標了解流的概念掌握流的概念，理解流的分類和應用場景。掌握流操作學習使用Java流類庫進行文件讀寫、數(shù)據(jù)處理和網(wǎng)絡通信。提高代碼效率熟練運用流類庫，提高代碼可讀性和效率，編寫更簡潔、優(yōu)雅的代碼。什么是"流"?連續(xù)數(shù)據(jù)流流是一種連續(xù)的數(shù)據(jù)序列，例如從文件、網(wǎng)絡或設備中讀取的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)傳輸通道流就像一條管道，用來傳輸數(shù)據(jù)，方便程序讀取或寫入數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理工具流提供了一套方法來處理數(shù)據(jù)，例如讀取、寫入、過濾、轉換等。流的分類11.字節(jié)流字節(jié)流以字節(jié)為單位讀寫數(shù)據(jù)，適用于各種數(shù)據(jù)類型，包括文本、圖像和音頻等。22.字符流字符流以字符為單位讀寫數(shù)據(jù)，主要用于處理文本數(shù)據(jù)，并可以根據(jù)不同的字符編碼進行轉換。33.標準流標準流是預定義的流，用于訪問標準輸入、標準輸出和標準錯誤。輸入與輸出流輸入流從數(shù)據(jù)源讀取數(shù)據(jù)的流。數(shù)據(jù)源可以是文件、網(wǎng)絡、內存等。讀取數(shù)據(jù)時，會將數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)源傳輸?shù)匠绦?。輸出流向?shù)據(jù)目標寫入數(shù)據(jù)的流。數(shù)據(jù)目標可以是文件、網(wǎng)絡、內存等。寫入數(shù)據(jù)時，會將數(shù)據(jù)從程序傳輸?shù)綌?shù)據(jù)目標。FileInputStream和FileOutputStream字節(jié)流FileInputStream和FileOutputStream是Java中用于處理字節(jié)流的兩個核心類。它們允許程序讀取和寫入原始字節(jié)數(shù)據(jù)，例如文本、圖像、音頻和視頻文件。文件操作FileInputStream用于從文件中讀取字節(jié)，而FileOutputStream用于將字節(jié)寫入文件。它們提供方法來打開、關閉和讀取/寫入文件內容。文件路徑在使用這兩個類時，您需要指定要訪問的文件路徑，可以是絕對路徑或相對路徑。使用FileInputStream讀取文件1創(chuàng)建FileInputStream對象使用FileInputStream類構造函數(shù)，傳入要讀取的文件路徑，創(chuàng)建一個FileInputStream對象。2讀取文件內容使用FileInputStream對象的read()方法讀取文件內容，每次讀取一個字節(jié)。3關閉FileInputStream使用FileInputStream對象的close()方法關閉文件流，釋放資源。使用FileOutputStream寫入文件1創(chuàng)建FileOutputStream對象指定要寫入的文件路徑。2寫入數(shù)據(jù)使用write()方法寫入字節(jié)數(shù)據(jù)。3關閉流調用close()方法釋放資源。FileOutputStream類用于將數(shù)據(jù)寫入文件。FileOutputStream允許以字節(jié)流的形式向文件中寫入數(shù)據(jù)。文件讀寫模式11.讀取模式僅用于讀取文件內容。22.寫入模式用于創(chuàng)建新文件或覆蓋現(xiàn)有文件。33.追加模式用于將數(shù)據(jù)追加到現(xiàn)有文件末尾。44.隨機訪問模式允許在文件任何位置讀取和寫入數(shù)據(jù)。緩沖流BufferedInputStream和BufferedOutputStreamBufferedInputStreamBufferedInputStream是一種包裝流，它使用緩沖區(qū)來提高讀取數(shù)據(jù)的效率。通過將數(shù)據(jù)讀入緩沖區(qū)，可以減少對底層輸入流的讀取次數(shù)，從而提高讀取速度。BufferedOutputStreamBufferedOutputStream是一種包裝流，它使用緩沖區(qū)來提高寫入數(shù)據(jù)的效率。通過將數(shù)據(jù)寫入緩沖區(qū)，可以減少對底層輸出流的寫入次數(shù)，從而提高寫入速度。使用緩沖流讀寫文件緩沖流可以提高文件讀寫效率，尤其是在處理大量數(shù)據(jù)時。1緩沖流提高效率2創(chuàng)建緩沖流包裝基礎流3讀寫操作使用緩沖區(qū)4關閉緩沖流釋放資源緩沖流通過創(chuàng)建緩沖區(qū)來存儲數(shù)據(jù)，避免頻繁地與磁盤進行交互，從而提高了文件讀寫效率。轉換流InputStreamReader和OutputStreamWriter字節(jié)流與字符流Java中的字節(jié)流處理字節(jié)數(shù)據(jù)，字符流處理字符數(shù)據(jù)。轉換流轉換流可以將字節(jié)流轉換為字符流，反之亦然，方便進行文本數(shù)據(jù)的讀寫操作。InputStreamReader使用字節(jié)流讀取文件，并將其轉換為字符流。OutputStreamWriter使用字符流寫入文件，并將其轉換為字節(jié)流。使用轉換流讀寫文件編碼轉換轉換流可以將字節(jié)流轉換為字符流，反之亦然。例如，InputStreamReader將字節(jié)流轉換為字符流，OutputStreamWriter將字符流轉換為字節(jié)流。字符集轉換流需要指定字符集。例如，使用UTF-8字符集可以讀取和寫入各種語言的字符。文件操作使用轉換流可以讀取和寫入文本文件?？梢酝ㄟ^讀取和寫入字符來操作文本文件，而無需處理字節(jié)流。數(shù)據(jù)流DataInputStream和DataOutputStream數(shù)據(jù)流用于讀寫基本數(shù)據(jù)類型，如整數(shù)、浮點數(shù)、字符串等。二進制DataInputStream和DataOutputStream以二進制格式讀寫數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)傳輸常用于網(wǎng)絡通信或文件存儲中。使用數(shù)據(jù)流讀寫基本數(shù)據(jù)類型1DataInputStreamDataInputStream用于從輸入流中讀取基本數(shù)據(jù)類型，例如整型、浮點型、字符串等。2DataOutputStreamDataOutputStream用于將基本數(shù)據(jù)類型寫入輸出流。3讀寫示例例如，使用DataInputStream讀取一個整型值，可以使用readlnt()方法。使用DataOutputStream寫入一個字符串，可以使用writeUTF()方法。標準輸入輸出流System.in和System.out鍵盤輸入System.in代表標準輸入流，通常來自鍵盤，用于接收用戶輸入。屏幕輸出System.out代表標準輸出流，通常指向屏幕，用于顯示程序輸出信息。使用標準輸入輸出流標準輸入輸出流是與程序交互的橋梁。它們提供了一種簡單的方式來接收用戶輸入并輸出結果，是應用程序和用戶交互的關鍵接口。1System.in鍵盤輸入2System.out控制臺輸出3System.err錯誤輸出這些流在默認情況下連接到控制臺，但可以使用其他流重定向。打印流PrintStream打印流PrintStream是面向字節(jié)的輸出流，用于向文件或其他輸出設備打印格式化的文本數(shù)據(jù)。格式化輸出PrintStream提供了一組方法，可用于將各種數(shù)據(jù)類型格式化為字符串并打印到目標輸出流。數(shù)據(jù)類型PrintStream可以打印基本數(shù)據(jù)類型（如整數(shù)、浮點數(shù)、字符串等），以及對象。使用打印流輸出格式化數(shù)據(jù)1創(chuàng)建PrintStream對象將標準輸出流System.out作為參數(shù)創(chuàng)建2使用print()或println()方法輸出格式化數(shù)據(jù)3使用printf()方法以類似于C語言的格式化字符串進行輸出PrintStream類提供了一種方便的機制，可以將格式化數(shù)據(jù)輸出到目標流，例如控制臺或文件。通過使用該類，您可以控制輸出數(shù)據(jù)的格式，例如添加空格、對齊、指定寬度等。管道流PipedInputStream和PipedOutputStream11.進程間通信管道流用于不同進程之間傳輸數(shù)據(jù)。22.數(shù)據(jù)流向PipedInputStream用于接收數(shù)據(jù)，PipedOutputStream用于發(fā)送數(shù)據(jù)。33.連接關系一個PipedInputStream必須連接一個PipedOutputStream。44.同步機制管道流使用同步機制確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾?。使用管道流實現(xiàn)進程間通信創(chuàng)建管道流在兩個進程中分別創(chuàng)建PipedInputStream和PipedOutputStream對象，它們構成一個管道流。數(shù)據(jù)傳輸發(fā)送進程使用PipedOutputStream向管道流寫入數(shù)據(jù)，接收進程使用PipedInputStream從管道流讀取數(shù)據(jù)。進程間通信通過管道流實現(xiàn)進程間數(shù)據(jù)傳輸，在兩個進程間傳遞信息或數(shù)據(jù)。示例例如，一個進程負責生成數(shù)據(jù)，另一個進程負責接收并處理數(shù)據(jù)，它們可以通過管道流進行通信。對象輸入輸出流ObjectInputStream和ObjectOutputStreamObjectInputStreamObjectInputStream用于從數(shù)據(jù)源讀取對象數(shù)據(jù)。它可以從文件、網(wǎng)絡連接或其他輸入流中讀取對象。ObjectInputStream必須先讀取對象數(shù)據(jù)，然后才能將其反序列化成對象。ObjectOutputStreamObjectOutputStream用于將對象數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)源。它可以將對象數(shù)據(jù)寫入文件、網(wǎng)絡連接或其他輸出流。ObjectOutputStream將對象序列化成字節(jié)流，然后將字節(jié)流寫入數(shù)據(jù)源。使用對象輸入輸出流讀寫對象對象輸入輸出流允許您將對象序列化為字節(jié)流并將其寫入文件，或從文件讀取字節(jié)流并將其反序列化為對象。1創(chuàng)建對象使用類的構造函數(shù)創(chuàng)建要寫入的對象2序列化使用ObjectOutputStream將對象寫入文件3反序列化使用ObjectInputStream從文件讀取對象4使用對象訪問已反序列化的對象并使用其方法序列化與反序列化序列化將對象轉換為字節(jié)流，方便存儲或傳輸。反序列化將字節(jié)流還原為對象，便于在需要時使用。對象持久化利用序列化將對象狀態(tài)保存到文件或數(shù)據(jù)庫中，以便在程序下次運行時恢復。隨機訪問文件RandomAccessFile隨機訪問文件RandomAccessFile類允許您在文件中的任何位置讀寫數(shù)據(jù)，而不必從文件開頭開始。指針控制文件指針表示當前讀寫位置，可以使用seek()方法將指針移動到文件的任意位置。讀寫方法提供read()和write()方法，分別用于從文件讀取數(shù)據(jù)和將數(shù)據(jù)寫入文件。高效讀寫RandomAccessFile非常適合需要快速訪問文件特定部分的應用程序，例如數(shù)據(jù)庫文件。使用RandomAccessFile實現(xiàn)文件的隨機讀寫1創(chuàng)建RandomAccessFile對象指定文件路徑和訪問模式2隨機訪問文件使用seek()方法定位文件指針3讀寫數(shù)據(jù)使用read()或write()方法讀寫指定位置的數(shù)據(jù)4關閉文件調用close()方法釋放資源RandomAccessFile類允許對文件進行隨機訪問，無需從文件開頭逐字節(jié)讀取或寫入。通過seek()方法可以將文件指針移動到文件的任何位置，然后使用read()或write()方法讀寫數(shù)據(jù)。流的異常處理FileNotFoundException文件不存在或無法打開時拋出此異常。IOException讀寫文件時出現(xiàn)IO錯誤時拋出此異常，例如磁盤空間不足或權限問題。EOFException讀文件時遇到文件結束符時拋出此異常，例如文件損壞或未完全寫入。使用try-catch塊捕獲異常并處理錯誤情況，例如顯示錯誤信息或恢復程序正常運行。流的最佳實踐11.及時關閉流在使用完