IO流中的字节流和字符流简单了解

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1. 字节流

1.1 IO流概述和分类

  • IO流介绍
    • IO:输入/输出(Input/Output)
    • 流:是一种抽象概念,是对数据传输的总称.也就是说数据在设备间的传输称为流,流的本质是数据传输
    • IO流就是用来处理设备间数据传输问题的.常见的应用: 文件复制; 文件上传; 文件下载
  • IO流的分类
    • 按照数据的流向
      • 输入流:读数据
      • 输出流:写数据
    • 按照数据类型来分
      • 字节流
        • 字节输入流
        • 字节输出流
      • 字符流
        • 字符输入流
        • 字符输出流
  • IO流的使用场景
    • 如果操作的是纯文本文件,优先使用字符流
    • 如果操作的是图片、视频、音频等二进制文件,优先使用字节流
    • 如果不确定文件类型,优先使用字节流.字节流是万能的流

1.2 字节流写数据

  • 字节流抽象基类

    • InputStream:这个抽象类是表示字节输入流的所有类的超类
    • OutputStream:这个抽象类是表示字节输出流的所有类的超类
    • 子类名特点:子类名称都是以其父类名作为子类名的后缀
  • 字节输出流

    • FileOutputStream(String name):创建文件输出流以指定的名称写入文件
  • 使用字节输出流写数据的步骤

    • 创建字节输出流对象(调用系统功能创建了文件,创建字节输出流对象,让字节输出流对象指向文件)
    • 调用字节输出流对象的写数据方法
    • 释放资源(关闭此文件输出流并释放与此流相关联的任何系统资源)
  • 示例代码

    public class FileOutputStreamDemo01 {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            //创建字节输出流对象
          	/*
          		注意点:
          				1.如果文件不存在,会帮我们创建
          				2.如果文件存在,会把文件清空
          	*/
          	//FileOutputStream(String name):创建文件输出流以指定的名称写入文件
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream("myByteStream\\fos.txt");
    
            //void write(int b):将指定的字节写入此文件输出流
            fos.write(97);
    //        fos.write(57);
    //        fos.write(55);
    
            //最后都要释放资源
            //void close():关闭此文件输出流并释放与此流相关联的任何系统资源。
            fos.close();
        }
    }
    

1.3 字节流写数据的三种方式

  • 写数据的方法分类

    方法名说明
    void write(int b)将指定的字节写入此文件输出流 一次写一个字节数据
    void write(byte[] b)将 b.length字节从指定的字节数组写入此文件输出流 一次写一个字节数组数据
    void write(byte[] b, int off, int len)将 len字节从指定的字节数组开始,从偏移量off开始写入此文件输出流 一次写一个字节数组的部分数据
  • 示例代码

    public class FileOutputStreamDemo02 {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            //FileOutputStream(String name):创建文件输出流以指定的名称写入文件
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream("myByteStream\\fos.txt");
            //FileOutputStream(File file):创建文件输出流以写入由指定的 File对象表示的文件
    //        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File("myByteStream\\fos.txt"));
    
            //void write(int b):将指定的字节写入此文件输出流
    //        fos.write(97);
    //        fos.write(98);
    //        fos.write(99);
    //        fos.write(100);
    //        fos.write(101);
    
    //        void write(byte[] b):将 b.length字节从指定的字节数组写入此文件输出流
    //        byte[] bys = {97, 98, 99, 100, 101};
            //byte[] getBytes():返回字符串对应的字节数组
            byte[] bys = "abcde".getBytes();
    //        fos.write(bys);
    
            //void write(byte[] b, int off, int len):将 len字节从指定的字节数组开始,从偏移量off开始写入此文件输出流
    //        fos.write(bys,0,bys.length);
            fos.write(bys,1,3);
    
            //释放资源
            fos.close();
        }
    }
    

1.4 字节流写数据的两个小问题

  • 字节流写数据如何实现换行

    • windows:\r\n
    • linux:\n
    • mac:\r
  • 字节流写数据如何实现追加写入

    • public FileOutputStream(String name,boolean append)
    • 创建文件输出流以指定的名称写入文件。如果第二个参数为true ,则字节将写入文件的末尾而不是开头
  • 示例代码

    public class FileOutputStreamDemo03 {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            //创建字节输出流对象
    //        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("myByteStream\\fos.txt");
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream("myByteStream\\fos.txt",true);
    
            //写数据
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                fos.write("hello".getBytes());
                fos.write("\r\n".getBytes());
            }
    
            //释放资源
            fos.close();
        }
    }
    

1.5 字节流写数据加异常处理

  • 异常处理格式

    • try-catch-finally

      try{
      	可能出现异常的代码;
      }catch(异常类名 变量名){
      	异常的处理代码;
      }finally{
      	执行所有清除操作;
      }
      
    • finally特点

      • 被finally控制的语句一定会执行,除非JVM退出
  • 示例代码

    public class FileOutputStreamDemo04 {
        public static void main(String[] args) {
            //加入finally来实现释放资源
            FileOutputStream fos = null;
            try {
                fos = new FileOutputStream("myByteStream\\fos.txt");
                fos.write("hello".getBytes());
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                if(fos != null) {
                    try {
                        fos.close();
                    } catch (IOException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }
    }
    

1.6 字节流读数据(一次读一个字节数据)

  • 字节输入流

    • FileInputStream(String name):通过打开与实际文件的连接来创建一个FileInputStream,该文件由文件系统中的路径名name命名
  • 字节输入流读取数据的步骤

    • 创建字节输入流对象
    • 调用字节输入流对象的读数据方法
    • 释放资源
  • 示例代码

    public class FileInputStreamDemo01 {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            //创建字节输入流对象
            //FileInputStream(String name)
            FileInputStream fis = new FileInputStream("myByteStream\\fos.txt");
    
            int by;
            /*
                fis.read():读数据
                by=fis.read():把读取到的数据赋值给by
                by != -1:判断读取到的数据是否是-1
             */
            while ((by=fis.read())!=-1) {
                System.out.print((char)by);
            }
    
            //释放资源
            fis.close();
        }
    }
    

1.7 字节流复制文件

  • 案例需求

    ​ 把“E:\file\窗里窗外.txt”复制到模块目录下的“窗里窗外.txt” (文件可以是任意文件)

  • 实现步骤

    • 复制文本文件,其实就把文本文件的内容从一个文件中读取出来(数据源),然后写入到另一个文件中(目的地)

    • 数据源:

      ​ E:\file\窗里窗外.txt --- 读数据 --- InputStream --- FileInputStream

    • 目的地:

      ​ myByteStream\窗里窗外.txt --- 写数据 --- OutputStream --- FileOutputStream

  • 代码实现

    public class CopyTxtDemo {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            //根据数据源创建字节输入流对象
            FileInputStream fis = new FileInputStream("E:\\file\\窗里窗外.txt");
            //根据目的地创建字节输出流对象
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream("myByteStream\\窗里窗外.txt");
    
            //读写数据,复制文本文件(一次读取一个字节,一次写入一个字节)
            int by;
            while ((by=fis.read())!=-1) {
                fos.write(by);
            }
    
            //释放资源
            fos.close();
            fis.close();
        }
    }
    

1.8 字节流读数据(一次读一个字节数组数据)

  • 一次读一个字节数组的方法

    • public int read(byte[] b):从输入流读取最多b.length个字节的数据
    • 返回的是读入缓冲区的总字节数,也就是实际的读取字节个数
  • 示例代码

    public class FileInputStreamDemo02 {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            //创建字节输入流对象
            FileInputStream fis = new FileInputStream("myByteStream\\fos.txt");
    
            byte[] bys = new byte[1024]; //1024及其整数倍
            int len;
          	//循环读取
            while ((len=fis.read(bys))!=-1) {
                System.out.print(new String(bys,0,len));
            }
    
            //释放资源
            fis.close();
        }
    }
    

1.9 字节流复制文件

  • 案例需求

    ​ 把“E:\file\mn.jpg”复制到模块目录下的“mn.jpg” (文件可以是任意文件去)

  • 实现步骤

    • 根据数据源创建字节输入流对象
    • 根据目的地创建字节输出流对象
    • 读写数据,复制图片(一次读取一个字节数组,一次写入一个字节数组)
    • 释放资源
  • 代码实现

    public class CopyJpgDemo {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            //根据数据源创建字节输入流对象
            FileInputStream fis = new FileInputStream("E:\\file\\mn.jpg");
            //根据目的地创建字节输出流对象
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream("myByteStream\\mn.jpg");
    
            //读写数据,复制图片(一次读取一个字节数组,一次写入一个字节数组)
            byte[] bys = new byte[1024];
            int len;
            while ((len=fis.read(bys))!=-1) {
                fos.write(bys,0,len);
            }
    
            //释放资源
            fos.close();
            fis.close();
        }
    }
    

2.字节缓冲流

2.1 字节缓冲流构造方法

  • 字节缓冲流介绍

    • lBufferOutputStream:该类实现缓冲输出流.通过设置这样的输出流,应用程序可以向底层输出流写入字节,而不必为写入的每个字节导致底层系统的调用
    • lBufferedInputStream:创建BufferedInputStream将创建一个内部缓冲区数组.当从流中读取或跳过字节时,内部缓冲区将根据需要从所包含的输入流中重新填充,一次很多字节
  • 构造方法:

    方法名说明
    BufferedOutputStream(OutputStream out)创建字节缓冲输出流对象
    BufferedInputStream(InputStream in)创建字节缓冲输入流对象
  • 示例代码

    public class BufferStreamDemo {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            //字节缓冲输出流:BufferedOutputStream(OutputStream out)
     
            BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new 				                                       FileOutputStream("myByteStream\\bos.txt"));
            //写数据
            bos.write("hello\r\n".getBytes());
            bos.write("world\r\n".getBytes());
            //释放资源
            bos.close();
        
    
            //字节缓冲输入流:BufferedInputStream(InputStream in)
            BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new                                                          FileInputStream("myByteStream\\bos.txt"));
    
            //一次读取一个字节数据
    //        int by;
    //        while ((by=bis.read())!=-1) {
    //            System.out.print((char)by);
    //        }
    
            //一次读取一个字节数组数据
            byte[] bys = new byte[1024];
            int len;
            while ((len=bis.read(bys))!=-1) {
                System.out.print(new String(bys,0,len));
            }
    
            //释放资源
            bis.close();
        }
    }
    

2.2 字节缓冲流复制视频

  • 案例需求

    把“E:\file\字节流复制图片.avi”复制到模块目录下的“字节流复制图片.avi”

  • 实现步骤

    • 根据数据源创建字节输入流对象
    • 根据目的地创建字节输出流对象
    • 读写数据,复制视频
    • 释放资源
  • 代码实现

    public class CopyAviDemo {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
    
            //复制视频
    //        method1();
          	 method2();
    
        }
    
        //字节缓冲流一次读写一个字节数组
        public static void method2() throws IOException {
            BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("E:\\itcast\\字节流复制图片.avi"));
            BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("myByteStream\\字节流复制图片.avi"));
    
            byte[] bys = new byte[1024];
            int len;
            while ((len=bis.read(bys))!=-1) {
                bos.write(bys,0,len);
            }
    
            bos.close();
            bis.close();
        }
    
        //字节缓冲流一次读写一个字节
        public static void method1() throws IOException {
            BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("E:\\itcast\\字节流复制图片.avi"));
            BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("myByteStream\\字节流复制图片.avi"));
    
            int by;
            while ((by=bis.read())!=-1) {
                bos.write(by);
            }
    
            bos.close();
            bis.close();
        }
    
    }
    

3 字符流

3.1 为什么会出现字符流

  • 字符流的介绍

    由于字节流操作中文不是特别的方便,所以Java就提供字符流

    字符流 = 字节流 + 编码表

  • 中文的字节存储方式

    用字节流复制文本文件时,文本文件也会有中文,但是没有问题,原因是最终底层操作会自动进行字节拼接成中文,如何识别是中文的呢?

    汉字在存储的时候,无论选择哪种编码存储,第一个字节都是负数

3.2 编码表

  • 什么是字符集

    是一个系统支持的所有字符的集合,包括各国家文字、标点符号、图形符号、数字等

    l计算机要准确的存储和识别各种字符集符号,就需要进行字符编码,一套字符集必然至少有一套字符编码。常见字符集有ASCII字符集、GBXXX字符集、Unicode字符集等

  • 常见的字符集

    • ASCII字符集:

      lASCII:是基于拉丁字母的一套电脑编码系统,用于显示现代英语,主要包括控制字符(回车键、退格、换行键等)和可显示字符(英文大小写字符、阿拉伯数字和西文符号)

      基本的ASCII字符集,使用7位表示一个字符,共128字符。ASCII的扩展字符集使用8位表示一个字符,共256字符,方便支持欧洲常用字符。是一个系统支持的所有字符的集合,包括各国家文字、标点符号、图形符号、数字等

    • GBXXX字符集:

      GBK:最常用的中文码表。是在GB2312标准基础上的扩展规范,使用了双字节编码方案,共收录了21003个汉字,完全兼容GB2312标准,同时支持繁体汉字以及日韩汉字等

    • Unicode字符集:

      UTF-8编码:可以用来表示Unicode标准中任意字符,它是电子邮件、网页及其他存储或传送文字的应用 中,优先采用的编码。互联网工程工作小组(IETF)要求所有互联网协议都必须支持UTF-8编码。它使用一至四个字节为每个字符编码

      编码规则:

      128个US-ASCII字符,只需一个字节编码

      拉丁文等字符,需要二个字节编码

      大部分常用字(含中文),使用三个字节编码

      其他极少使用的Unicode辅助字符,使用四字节编码

3.3 字符串中的编码解码问题

  • 相关方法

    方法名说明
    byte[] getBytes()使用平台的默认字符集将该 String编码为一系列字节
    byte[] getBytes(String charsetName)使用指定的字符集将该 String编码为一系列字节
    String(byte[] bytes)使用平台的默认字符集解码指定的字节数组来创建字符串
    String(byte[] bytes, String charsetName)通过指定的字符集解码指定的字节数组来创建字符串
  • 代码演示

    public class StringDemo {
        public static void main(String[] args) throws UnsupportedEncodingException {
            //定义一个字符串
            String s = "中国";
    
            //byte[] bys = s.getBytes(); //[-28, -72, -83, -27, -101, -67]
            //byte[] bys = s.getBytes("UTF-8"); //[-28, -72, -83, -27, -101, -67]
            byte[] bys = s.getBytes("GBK"); //[-42, -48, -71, -6]
            System.out.println(Arrays.toString(bys));
    
            //String ss = new String(bys);
            //String ss = new String(bys,"UTF-8");
            String ss = new String(bys,"GBK");
            System.out.println(ss);
        }
    }
    

3.4 字符流写数据

  • 介绍

    Writer: 用于写入字符流的抽象父类

    FileWriter: 用于写入字符流的常用子类

  • 构造方法

    方法名说明
    FileWriter(File file)根据给定的 File 对象构造一个 FileWriter 对象
    FileWriter(File file, boolean append)根据给定的 File 对象构造一个 FileWriter 对象
    FileWriter(String fileName)根据给定的文件名构造一个 FileWriter 对象
    FileWriter(String fileName, boolean append)根据给定的文件名以及指示是否附加写入数据的 boolean 值来构造 FileWriter 对象
  • 成员方法

    方法名说明
    void write(int c)写一个字符
    void write(char[] cbuf)写入一个字符数组
    void write(char[] cbuf, int off, int len)写入字符数组的一部分
    void write(String str)写一个字符串
    void write(String str, int off, int len)写一个字符串的一部分
  • 刷新和关闭的方法

    方法名说明
    flush()刷新流,之后还可以继续写数据
    close()关闭流,释放资源,但是在关闭之前会先刷新流。一旦关闭,就不能再写数据
  • 代码演示

    public class OutputStreamWriterDemo {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            FileWriter fw = new FileWriter("myCharStream\\a.txt");
    
            //void write(int c):写一个字符
    //        fw.write(97);
    //        fw.write(98);
    //        fw.write(99);
    
            //void writ(char[] cbuf):写入一个字符数组
            char[] chs = {'a', 'b', 'c', 'd', 'e'};
    //        fw.write(chs);
    
            //void write(char[] cbuf, int off, int len):写入字符数组的一部分
    //        fw.write(chs, 0, chs.length);
    //        fw.write(chs, 1, 3);
    
            //void write(String str):写一个字符串
    //        fw.write("abcde");
    
            //void write(String str, int off, int len):写一个字符串的一部分
    //        fw.write("abcde", 0, "abcde".length());
            fw.write("abcde", 1, 3);
    
            //释放资源
            fw.close();
        }
    }
    

3.5 字符流读数据

  • 介绍

    Reader: 用于读取字符流的抽象父类

    FileReader: 用于读取字符流的常用子类

  • 构造方法

    方法名说明
    FileReader(File file)在给定从中读取数据的 File 的情况下创建一个新 FileReader
    FileReader(String fileName)在给定从中读取数据的文件名的情况下创建一个新 FileReader
  • 成员方法

    方法名说明
    int read()一次读一个字符数据
    int read(char[] cbuf)一次读一个字符数组数据
  • 代码演示

    public class InputStreamReaderDemo {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
       
            FileReader fr = new FileReader("myCharStream\\b.txt");
    
            //int read():一次读一个字符数据
    //        int ch;
    //        while ((ch=fr.read())!=-1) {
    //            System.out.print((char)ch);
    //        }
    
            //int read(char[] cbuf):一次读一个字符数组数据
            char[] chs = new char[1024];
            int len;
            while ((len = fr.read(chs)) != -1) {
                System.out.print(new String(chs, 0, len));
            }
    
            //释放资源
            fr.close();
        }
    }
    

3.6 字符流用户注册案例

  • 案例需求

    将键盘录入的用户名和密码保存到本地实现永久化存储

  • 实现步骤

    • 获取用户输入的用户名和密码
    • 将用户输入的用户名和密码写入到本地文件中
    • 关流,释放资源
  • 代码实现

    public class CharStreamDemo8 {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            //需求: 将键盘录入的用户名和密码保存到本地实现永久化存储
            //要求:用户名独占一行,密码独占一行
    
            //分析:
            //1,实现键盘录入,把用户名和密码录入进来
            Scanner sc = new Scanner(System.in);
            System.out.println("请录入用户名");
            String username = sc.next();
            System.out.println("请录入密码");
            String password = sc.next();
    
            //2.分别把用户名和密码写到本地文件。
            FileWriter fw = new FileWriter("charstream\\a.txt");
            //将用户名和密码写到文件中
            fw.write(username);
            //表示写出一个回车换行符 windows \r\n  MacOS \r  Linux \n
            fw.write("\r\n");
            fw.write(password);
            //刷新流
            fw.flush();
            //3.关流,释放资源
            fw.close();
        }
    }
    

3.7 字符缓冲流

  • 字符缓冲流介绍

    • BufferedWriter:将文本写入字符输出流,缓冲字符,以提供单个字符,数组和字符串的高效写入,可以指定缓冲区大小,或者可以接受默认大小。默认值足够大,可用于大多数用途

    • BufferedReader:从字符输入流读取文本,缓冲字符,以提供字符,数组和行的高效读取,可以指定缓冲区大小,或者可以使用默认大小。 默认值足够大,可用于大多数用途

  • 构造方法

    方法名说明
    BufferedWriter(Writer out)创建字符缓冲输出流对象
    BufferedReader(Reader in)创建字符缓冲输入流对象
  • 代码演示

    public class BufferedStreamDemo01 {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            //BufferedWriter(Writer out)
            BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new                                                            FileWriter("myCharStream\\bw.txt"));
            bw.write("hello\r\n");
            bw.write("world\r\n");
            bw.close();
    
            //BufferedReader(Reader in)
            BufferedReader br = new BufferedReader(new                                                           FileReader("myCharStream\\bw.txt"));
    
            //一次读取一个字符数据
    //        int ch;
    //        while ((ch=br.read())!=-1) {
    //            System.out.print((char)ch);
    //        }
    
            //一次读取一个字符数组数据
            char[] chs = new char[1024];
            int len;
            while ((len=br.read(chs))!=-1) {
                System.out.print(new String(chs,0,len));
            }
    
            br.close();
        }
    }
    

3.8 字符缓冲流特有功能

  • 方法介绍

    BufferedWriter:

    方法名说明
    void newLine()写一行行分隔符,行分隔符字符串由系统属性定义

    BufferedReader:

    方法名说明
    String readLine()读一行文字。 结果包含行的内容的字符串,不包括任何行终止字符如果流的结尾已经到达,则为null
  • 代码演示

    public class BufferedStreamDemo02 {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
    
            //创建字符缓冲输出流
            BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new                                                          FileWriter("myCharStream\\bw.txt"));
    
            //写数据
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                bw.write("hello" + i);
                //bw.write("\r\n");
                bw.newLine();
                bw.flush();
            }
    
            //释放资源
            bw.close();
    
            //创建字符缓冲输入流
            BufferedReader br = new BufferedReader(new                                                          FileReader("myCharStream\\bw.txt"));
    
            String line;
            while ((line=br.readLine())!=null) {
                System.out.println(line);
            }
    
            br.close();
        }
    }
    

3.9 字符缓冲流操作文件中数据排序案例

  • 案例需求

    使用字符缓冲流读取文件中的数据,排序后再次写到本地文件

  • 实现步骤

    • 将文件中的数据读取到程序中
    • 对读取到的数据进行处理
    • 将处理后的数据添加到集合中
    • 对集合中的数据进行排序
    • 将排序后的集合中的数据写入到文件中
  • 代码实现

    public class CharStreamDemo14 {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            //需求:读取文件中的数据,排序后再次写到本地文件
            //分析:
            //1.要把文件中的数据读取进来。
            BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("charstream\\sort.txt"));
            //输出流一定不能写在这里,因为会清空文件中的内容
            //BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("charstream\\sort.txt"));
    
            String line = br.readLine();
            System.out.println("读取到的数据为" + line);
            br.close();
    
            //2.按照空格进行切割
            String[] split = line.split(" ");//9 1 2 5 3 10 4 6 7 8
            //3.把字符串类型的数组变成int类型
            int [] arr = new int[split.length];
            //遍历split数组,可以进行类型转换。
            for (int i = 0; i < split.length; i++) {
                String smallStr = split[i];
                //类型转换
                int number = Integer.parseInt(smallStr);
                //把转换后的结果存入到arr中
                arr[i] = number;
            }
            //4.排序
            Arrays.sort(arr);
            System.out.println(Arrays.toString(arr));
    
            //5.把排序之后结果写回到本地 1 2 3 4...
            BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("charstream\\sort.txt"));
            //写出
            for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
                bw.write(arr[i] + " ");
                bw.flush();
            }
            //释放资源
            bw.close();
    
        }
    }
    

3.10 IO流小结

  • IO流小结

01_IO流小结.png