3.Java中数据的读写--IO

庭院深深深几许，杨柳堆烟，帘幕无重数。

——欧阳修《蝶恋花》

数据的读写–IO

IO概述

当你电脑上插入一个U盘，可以把一个视频，拷贝到你的电脑硬盘里。我们把这种数据的传输，可以看做是一种数据的流动，按照流动的方向，以内存为基准，分为 输入input 和 输出output ，即流向内存是输入流，流出内存的输出流。

Java中I/O操作主要是指使用 java.io 包下的内容，进行输入、输出操作。输入也叫做读取数据，输出也叫做作写出数据。

那么数据都是在哪些设备上的呢？键盘、内存、硬盘、外接设备等等。

IO分类

根据数据的流向分为：输入流和输出流。

输入流 ：把数据从其他设备上读取到内存中的流。

输出流 ：把数据从内存中写出到其他设备上的流。

格局数据的类型分为：字节流和字符流。

字节流 ：以字节为单位，读写数据的流。

字符流 ：以字符为单位，读写数据的流。

顶级父类们

	输入流	输出流
字节流	字节输入流 InputStream	字节输出流 OutputStream
字符流	字符输入流 Reader	字符输出流 Writer

字节流`InputStream/OutputStream`

一切文件数据(文本、图片、视频等)在存储时，都是以二进制数字的形式保存，都一个一个的字节，那么传输时一样如此。所以，字节流可以传输任意文件数据。在操作流的时候，我们要时刻明确，无论使用什么样的流对象，底层传输的始终为二进制数据。

字节输出流`OutputStream`

java.io.OutputStream 抽象类是表示字节输出流的所有类的超类，将指定的字节信息写出到目的地。它定义了字节输出流的基本共性功能方法。

public void close() ：关闭此输出流并释放与此流相关联的任何系统资源。当完成流的操作时，必须调用此方法，释放系统资源。

public void flush() ：刷新此输出流并强制任何缓冲的输出字节被写出。

public void write(byte[] b) ：将 b.length字节从指定的字节数组写入此输出流。

public void write(byte[] b, int off, int len) ：从指定的字节数组写入 len字节，从偏移量 oﬀ开始输出到此输出流。

public abstract void write(int b) ：将指定的字节输出流。

`FileOutputStream`类

OutputStream 有很多子类，我们从最简单的一个子类开始。java.io.FileOutputStream 类是文件输出流，用于将数据写出到文件。

构造方法

public 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。

public FileOutputStream(String name) ：创建文件输出流以指定的名称写入文件。

当你创建一个流对象时，必须传入一个文件路径。该路径下，如果没有这个文件，会创建该文件。如果有这个文件，会清空这个文件的数据。

public static void main(String[] args) {
    // 使用File对象创建流对象
    File file = new File("a.txt");
    FileOutputStream fos1 = new FileOutputStream(file);
    
    // 使用文件名称创建流对象
    FileOutputStream fos2 = new FileOutputStream("b.txt");
}

写出字节数据

ASCII 字符代码表

e850352ac65c103880a07b53bc119313b17e8941

public void write(int b) ：将指定的字节输出流。

public static void main(String[] args) throws IOException {
    // 使用文件名称创建流对象
    FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos.txt");
    
    // 写出数据
    fos.write(97); // 写出第1个字节a
    fos.write(98); // 写出第2个字节b
    fos.write(99); // 写出第3个字节c
    // 关闭资源
    fos.close();
}

public void write(byte[] b) ：将 b.length字节从指定的字节数组写入此输出流。

public static void main(String[] args) throws IOException {
    
    // 使用文件名称创建流对象
    FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos.txt");
    
    // 字符串转换为字节数组
    byte[] b = "简维程序员".getBytes();
    
    // 写出字节数组数据
    fos.write(b);
    
    // 关闭资源
    fos.close();
}

☆public void write(byte[] b, int off, int len) ：从指定的字节数组写入 len字节，从偏移量 oﬀ开始输出到此输出流。☆

public static void main(String[] args) throws IOException {
    // 使用文件名称创建流对象
    FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos.txt");
    // 字符串转换为字节数组
    byte[] b = "abcde".getBytes();
    
    // 写出从索引2开始，2个字节。索引2是c，两个字节，也就是cd。
    fos.write(b,2,2);
    
    // 关闭资源
    fos.close();
}

数据的追加

public FileOutputStream(File file, boolean append) ：创建文件输出流以写入由指定的 File对象表示的文件。
public FileOutputStream(String name, boolean append) ：创建文件输出流以指定的名称写入文件。
append 为 true 表示追加数据， false 表示清空原有数据，不写默认为false

~~~~java

//源码
 public FileOutputStream(String name) throws FileNotFoundException {
    this(name != null ? new File(name) : null, false);
}

public FileOutputStream(File file) throws FileNotFoundException {
    this(file, false);
}


###### 写出换行

回车符 \r 和换行符 \n ：

回车符：回到一行的开头（return）。

换行符：下一行（newline）。

**系统中的换行**

- Windows系统里，每行结尾是 回车+换行 ，即` \r\n` ；

- Unix系统里，每行结尾只有换行 ，即 `\n` ；

- Mac系统里，每行结尾是 回车 ，即 `\r`。



#### 字节输入流`InputStream`

`java.io.InputStream` 抽象类是表示字节输入流的所有类的超类，可以读取字节信息到内存中。它定义了字节输入流的基本共性功能方法。

- `public void close()` ：关闭此输入流并释放与此流相关联的任何系统资源。
- `public abstract int read() `： 从输入流读取数据的下一个字节。
- `public int read(byte[] b) `： 从输入流中读取一些字节数，并将它们存储到字节数组 b中 。

##### `FileInputStream`类

`java.io.FileInputStream` 类是文件输入流，从文件中读取字节。

###### 构造方法

- `FileInputStream(File file)` ： 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 File对象 ﬁle命名。
- `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。
- 当你创建一个流对象时，必须传入一个文件路径。该路径下，如果没有该文件,会抛出 `FileNotFoundException `。

~~~~java
   public static void main(String[] args) {
       // 使用File对象创建流对象
       File file = new File("a.txt");
       FileInputStream fos = new FileInputStream(file);
       // 使用文件名称创建流对象
       FileInputStream fos = new FileInputStream("b.txt");
   }

读取字节数据

public int read() ：从输入流读取数据的下一个字节。

public static void main(String[] args) throws IOException{
    FileInputStream fis = new FileInputStream("read.txt");
    // 定义变量，保存数据
    int b ；
        // 循环读取
        while ((b = fis.read())!=‐1) {
            System.out.println((char)b);
        }
    // 关闭资源
    fis.close();
}

public int read(byte[] b) ：从输入流中读取一些字节数，并将它们存储到字节数组 b中。

    public static void main(String[] args) throws IOException{
        // 使用文件名称创建流对象.
        FileInputStream fis = new FileInputStream("read.txt"); // 文件中为abcde
        // 定义变量，作为有效个数
        int len ；
            // 定义字节数组，作为装字节数据的容器
            byte[] b = new byte[2];
        // 循环读取
        while (( len= fis.read(b))!=‐1) {
            // 每次读取后,把数组的有效字节部分，变成字符串打印
            System.out.println(new String(b，0，len));// len 每次读取的有效字节个数
        }
        // 关闭资源
        fis.close();
    }

//使用数组读取，每次读取多个字节，减少了系统间的IO操作次数，从而提高了读写的效率，建议开发中使用。

字节流练习–复制图片

public class Copy {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 1.创建流对象
        // 1.1 指定数据源
        FileInputStream fis = new FileInputStream("D:\\test.jpg");
        // 1.2 指定目的地
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("test_copy.jpg");
        // 2.读写数据
        // 2.1 定义数组
        byte[] b = new byte[1024];
        // 2.2 定义长度
        int len;
        // 2.3 循环读取
        while ((len = fis.read(b))!=‐1) {
            // 2.4 写出数据
            fos.write(b, 0 , len);
        }
        // 3.关闭资源
        fos.close();
        fis.close();
    }
}

字符流`Writer/Reader`

当使用字节流读取文本文件时，可能会有一个小问题。就是遇到中文字符时，可能不会显示完整的字符，那是因为一个中文字符可能占用多个字节存储。所以Java提供一些字符流类，以字符为单位读写数据，专门用于处理文本文件。

字符输出流`Writer`

java.io.Writer 抽象类是表示用于写出字符流的所有类的超类，将指定的字符信息写出到目的地。它定义了字节输出流的基本共性功能方法。

public abstract void close() ：关闭此输出流并释放与此流相关联的任何系统资源。

public abstract void flush() ：刷新此输出流并强制任何缓冲的输出字符被写出。

public void write(int c) ：写出一个字符。

public void write(char[] cbuf) ：将 b.length字符从指定的字符数组写出此输出流。

public abstract void write(char[] b, int off, int len) ：从指定的字符数组写出 len字符，从偏移量oﬀ开始输出到此输出流。

public void write(String str) ：写出一个字符串。

`FileWriter`类

java.io.FileWriter 类是写出字符到文件的便利类。构造时使用系统默认的字符编码和默认字节缓冲区。

构造方法

FileWriter(File file) ：创建一个新的 FileWriter，给定要读取的File对象。

FileWriter(String fileName) ：创建一个新的 FileWriter，给定要读取的文件的名称。

当你创建一个流对象时，必须传入一个文件路径，类似于FileOutputStream。

public static void main(String[] args) throws IOException {
    // 使用File对象创建流对象
    File file = new File("a.txt");
    FileWriter fw = new FileWriter(file);
    // 使用文件名称创建流对象
    FileWriter fw = new FileWriter("b.txt");
}

写出数据

public void write(int c) ：写出一个字符。

【注意】关闭资源时,与FileOutputStream不同。如果不关闭,数据只是保存到缓冲区，并未保存到文件。

public static void main(String[] args) throws IOException {
    // 使用文件名称创建流对象
    FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt");
    // 写出数据
    fw.write(97); // 写出第1个字符
    fw.write('b'); // 写出第2个字符
    fw.write('C'); // 写出第3个字符
    fw.write(30000); // 写出第4个字符，中文编码表中30000对应 田。
    /*
    【注意】关闭资源时,与FileOutputStream不同。
    如果不关闭,数据只是保存到缓冲区，并未保存到文件。
    */
    
    fw.close();
}

关闭和刷新

因为内置缓冲区的原因，如果不关闭输出流，无法写出字符到文件中。但是关闭的流对象，是无法继续写出数据的。如果我们既想写出数据，又想继续使用流，就需要 flush 方法了。

flush ：刷新缓冲区，流对象可以继续使用。

close ：关闭流，释放系统资源。关闭前会刷新缓冲区。

public static void main(String[] args) throws IOException {
    // 使用文件名称创建流对象
    FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt");
    // 写出数据，通过flush
    fw.write('刷'); // 写出第1个字符
    fw.flush();
    fw.write('新'); // 继续写出第2个字符，写出成功
    fw.flush();
    // 写出数据，通过close
    fw.write('关'); // 写出第1个字符
    fw.close();
    fw.write('闭'); // 继续写出第2个字符,【报错】java.io.IOException: Stream closed
    fw.close();
}

写出其它数据

write(char[] cbuf) 和 write(char[] cbuf, int off, int len) ，每次可以写出字符数组中的数据

public static void main(String[] args) throws IOException {
    // 使用文件名称创建流对象
    FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt");
    // 字符串转换为字节数组
    char[] chars = "简维程序员".toCharArray();
    // 写出字符数组
    fw.write(chars); // 简维程序员
    // 写出从索引2开始，2个字节。索引2是'程'，两个字节，也就是'程序'。
    fw.write(chars,2,2); // 程序
    // 关闭资源
    fos.close();
}

write(String str) 和 write(String str, int off, int len) ，每次可以写出字符串中的数据

public static void main(String[] args) throws IOException {
    // 使用文件名称创建流对象
    FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt");
    // 字符串
    String msg = "简维程序员";
    // 写出字符数组
    fw.write(msg); //简维程序员
    // 写出从索引2开始，2个字节。索引2是'程'，两个字节，也就是'程序'。
    fw.write(msg,2,2); // 程序
    // 关闭资源
    fos.close();
}

续写和换行：操作类似于FileOutputStream。

public static void main(String[] args) throws IOException {
    // 使用文件名称创建流对象，可以续写数据
    FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt"，true);
    // 写出字符串
    fw.write("justweb");
    // 写出换行
    fw.write("\r\n");
    // 写出字符串
    fw.write("程序员");
    // 关闭资源
    fw.close();
}

字符流，只能操作文本文件，不能操作图片，视频等非文本文件。当我们单纯读或者写文本文件时使用字符流其他情况使用字节流

字符输入流`Reader`

java.io.Reader 抽象类是表示用于读取字符流的所有类的超类，可以读取字符信息到内存中。它定义了字符输入流的基本共性功能方法。

public void close() ：关闭此流并释放与此流相关联的任何系统资源。

public int read() ：从输入流读取一个字符。

public int read(char[] cbuf) ：从输入流中读取一些字符，并将它们存储到字符数组 cbuf中。

`FileReader`类

java.io.FileReader 类是读取字符文件的便利类。构造时使用系统默认的字符编码和默认字节缓冲区。

字符编码：字节与字符的对应规则。Windows系统的中文编码默认是GBK编码表。idea中UTF-8

字节缓冲区：一个字节数组，用来临时存储字节数据。

构造方法

FileReader(File file) ：创建一个新的 FileReader ，给定要读取的File对象。

FileReader(String fileName) ：创建一个新的 FileReader ，给定要读取的文件的名称。

当你创建一个流对象时，必须传入一个文件路径。类似于FileInputStream 。

public static void main(String[] args) {
    // 使用File对象创建流对象
    File file = new File("a.txt");
    FileReader fr = new FileReader(file);
    // 使用文件名称创建流对象
    FileReader fr = new FileReader("b.txt");
}

读取字符数据

public int read() ：从输入流读取一个字符。

public static void main(String[] args) throws IOException {
    // 使用文件名称创建流对象
    FileReader fr = new FileReader("read.txt");
    // 定义变量，保存数据
    int b ；
        // 循环读取
        while ((b = fr.read())!=‐1) {
            System.out.println((char)b);
        }
    // 关闭资源
    fr.close();
};

public int read(char[] cbuf) ：从输入流中读取一些字符，并将它们存储到字符数组 cbuf中。

   public static void main(String[] args) throws IOException {
       // 使用文件名称创建流对象
       FileReader fr = new FileReader("read.txt");
       // 定义变量，保存有效字符个数
       int len ；
           // 定义字符数组，作为装字符数据的容器
           char[] cbuf = new char[2];
       // 循环读取
       while ((len = fr.read(cbuf))!=‐1) {
           System.out.println(new String(cbuf));
       }
       // 关闭资源
       fr.close();
   }
/*
输出结果：
       简维
       程序
       员序
*/
   public static void main(String[] args) throws IOException {
       // 使用文件名称创建流对象
       FileReader fr = new FileReader("read.txt");
       // 定义变量，保存有效字符个数
       int len ；
           // 定义字符数组，作为装字符数据的容器
           char[] cbuf = new char[2];
       // 循环读取
       while ((len = fr.read(cbuf))!=‐1) {
           System.out.println(new String(cbuf,0,len));
       }
       // 关闭资源
       fr.close();
   }
/*
输出结果：
       简维
       程序
       员
*/

数据的读写–IO

IO概述

IO分类

顶级父类们

字节流InputStream/OutputStream

字节输出流OutputStream

FileOutputStream类

构造方法

写出字节数据

数据的追加

读取字节数据

字节流练习–复制图片

字符流Writer/Reader

字符输出流Writer

FileWriter类

构造方法

写出数据

关闭和刷新

写出其它数据

字符输入流Reader

FileReader类

构造方法

读取字符数据

☆

字节流`InputStream/OutputStream`

字节输出流`OutputStream`

`FileOutputStream`类

字符流`Writer/Reader`

字符输出流`Writer`

`FileWriter`类

字符输入流`Reader`

`FileReader`类