java IO

飞___
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IO (1).png

编码

ASCII是1个字节，只能表示英文，以及少量其他字符，如+-*/,.()<>等

UTF-8，UTF-16，UTF-32都是unicode的不同版本实现，unicode早期是2个字节表示国际上大多数语言字符，之后又扩展到4个字节

GB2312，GBK，GB18030是中国为汉语制定的，也能表示英文，其中GBK占2个字节

UTF-8

UTF-8是变长字节，占1 ~ 4个字节，英文等价于ASCII，占1字节，中文占2 ~ 4字节，适合文件中英文占多数。如果文件中中文占多数，其实GBK更适合。

  • 只占一个字节的字符，8位字节第一位就是0
    0 X X X X X X X
  • 占用2个字节的字符，第一个字节的是以110开头，第二个字节以10开头
    1 1 0 X X X X X     1 0 X X X X X X
  • 占用3个字节的字符，第一个字节的是以1110开头，剩余字节都以10开头
    1 1 1 0 X X X X     1 0 X X X X X X     1 0 X X X X X X
  • 占用4个字节的字符，第一个字节的是以11110开头，剩余字节都以10开头
    1 1 1 1 0 X X X     1 0 X X X X X X     1 0 X X X X X X     1 0 X X X X X X

其实除了字节开头用于表示字节数的，其余的X就是unicode编码

UTF-16

UTF-16占用2个字节，对于英文浪费空间，使用不多。不过在java里的char类型占用2字节，就是采用UTF-16。字符流Reader的read()方法，读取一个字符，采用和文件编码对应的解码方法，可能读取多个字节，再将其转化为UTF-16编码，无论中英文都是2个字节，没有UTF-8前面那些固定的，可能表示不全所有中文（java如何处理的，待学习），最后返回这2个字节对应的小于65536的整数。

外部待读取的文件的编码，java程序内部char,string的数据编码，是两种不相关的编码，字符流Reader的read()方法就实现了两种编码的转换。当然java本身的代码文件.java也有自己的编码。

字节流

InputStream

抽象类InputStream的常用子类有FileInputStream，ObjectInputStream，DataInputStream，BufferedInputStream。

image.png

FileInputStream

一般用于处理图像等原始字节流，不适合处理文本字符串，尤其是含中文，因为中文不是以1个字节为单位

try (InputStream fis = new FileInputStream("input.txt")) {
    int content;
    while ((content = fis.read()) != -1) {
        System.out.print((char) content);
    }
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

try (InputStream fis = new FileInputStream("input.txt")) {
    int n;
    byte[] bytes = new byte[1024];
    while ((n = fis.read(bytes)) != -1) {
        String s = new String(bytes, 0, n);
        System.out.println(s);
    }
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

当input.txt是纯英文时还能正常读取。read()不涉及编码方式，(char) content强转时会把1字节用UTF-16编码为2字节的char

BufferedInputStream

BufferedInputStream和FileInputStream用法基本一样，内部多了个缓冲区，默认是8192字节，当每次读取的数据量不大时，可以提高效率，避免每次都从硬盘读

BufferedInputStream bufferedInputStream = new BufferedInputStream(new FileInputStream("input.txt"));

DataInputStream

感觉不太好用，如果文件里是1234，那么readInt()读出来的却不是1234，好像必须用DataOutputStream的writeInt写入文件的才能读，但直接打开文件却显示乱码

DataInputStream dataInputStream = new DataInputStream(new FileInputStream("input.txt"));
int i = dataInputStream.readInt();
boolean b = dataInputStream.readBoolean();

ObjectInputStream

用于反序列化

ObjectInputStream input = new ObjectInputStream(new FileInputStream("object.data"));
MyClass object = (MyClass) input.readObject();

OutputStream

抽象类OutputStream的常用子类有FileOutputStream，ObjectOutputStream，DataOutputStream，BufferedOutputStream。

image.png

FileOutputStream

try (FileOutputStream output = new FileOutputStream("output.txt")) {
    byte[] array = "JavaGuide".getBytes();
    output.write(array);
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

getBytes()会将字符串转换为字节数组，默认采用系统指定的编码格式，可以使用System.getProperty("file.encoding")查看系统编码格式，getBytes()也可以传入指定编码格式

BufferedOutputStream

字节缓冲输出流

BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("output.txt"));

DataOutputStream

写入指定类型数据，不能单独使用，必须结合 FileOutputStream。但直接打开文件显示乱码

DataOutputStream dataOutputStream = new DataOutputStream(new FileOutputStream("out.txt"));
dataOutputStream.writeBoolean(true);
dataOutputStream.writeByte(1);

ObjectInputStream

序列化对象

ObjectOutputStream output = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("file.txt")
Person person = new Person("Guide哥", "JavaGuide作者");
output.writeObject(person);

字符流

Reader

抽象类Reader的常用子类有InputStreamReader，FileReader，BufferedReader

image.png

InputStreamReader

将字节流转换为字符流，还可以指定编码格式。如果读取的文件是字符串文本，就应该使用字符流

InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream("input.txt"),"UTF-8");
int content = 0;
while((content = isr.read()) != -1){
    System.out.println((char)content);
}
isr.close();

read()只是读取一个字符所占据的多个字节，返回的并不是该字符char，而是该字符对应的unicode编码（即char对应的编码格式，应该是UTF-16）的十进制整数，需要再强转为char

FileReader

InputStreamReader的子类，可以直接传入文件路径，但不能指定编码格式，而是采用系统指定的编码

FileReader fileReader = new FileReader("input.txt");
int content;
while ((content = fileReader.read()) != -1) {
    System.out.print((char) content);
}

BufferedReader

带缓冲区的字符输入流，效率更高。用来装饰其他Reader，一般传入InputStreamReader或FileReader。

BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader("input.txt"));

Writer

抽象类Writer的常用子类有OutputStreamWriter，FileWriter，BufferedWriter

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OutputStreamWriter

将字符流转换为字节流，可以指定编码格式，需要传入其他OutputStream，指定输出的字节流

OutputStreamWriter writer = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("output.txt"),"UTF-8");
writer.write("hello");
writer.close();

FileWriter

OutputStreamWriter的子类，可以直接传入文件路径，但不能指定编码格式，采用系统自动编码

FileWriter writer = new FileWriter("output.txt");
writer.write("hello");
writer.close();

BufferedWriter

带缓冲区的字符输出流，效率更高。用来装饰其他Writer，一般传入OutputStreamWriter或FileWriter。

BufferedWriter writer = new BufferedWriter(new FileWriter("output.txt"));

设计模式

装饰器模式

FilterInputStream和FilterOutputStream应用了装饰器模式，比如，其子类BufferedInputStream就是对InputStream功能的增强，增加缓冲功能

适配器模式

InputStreamReader和OutputStreamWriter应用了适配器模式，实现了字节流和字符流之间的转换

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