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Java_IO流

2016/07/11

Java IO流.

一 分类

按流向分类

1. 输入流

程序可以从文件中读取数据的流。
read values from files FileInputStream

2. 输出流

程序能向其中写入数据的流。
write values to files FileOutoutStream

FileOutputStream output = new FileOutputStream("temp.dat");
for (int i = 0; i < 10; i++) {
output.write(i);                        //output to file
}
output.close();

FileInputStream input = new FileInputStream("temp.dat");
int value;
while ((value = input.read()) != -1){   //read values from files
System.out.print(value+" ");
}
input.close();

按数据传输单位分类

1 字节流

以字节为单位传输数据的流 8位二进制,可以处理所有类型的数据:图片.MP3 avi视频等

2 字符流

以字符为单位传输数据的流 16位二进制 只能处理字符数据,中文对应的字节数是两个，在UTF-8码表中是3个字节

按功能分类

1 节点流

用于直接操作目标设备的流, 直接与数据源相连,读入或读出,读写不方便,为了更快读写文件,才有了处理流, 主要类型如下

类型 字符流 字节流
File(文件) FileReader FileInputStream
  FileWriter FileOutputSream
Memory Array CharArrayReader ByteArrayInputStream
  CharArrayWriter ByteArrayOutputSream
Memory String StringReader X
  StringWriter X
Pipe(管道) PipedReader PipedInputSream
  PipedWriter PipedOutputSream

2 处理流(过滤流)

是对一个已存在的流的链接和封装，通过对数据进行处理为程序提供功能强大、灵活的读写功能。 与节点流一起使用,在节点流的基础上封装,

image

有以下类型

1、缓冲流（BufferedInPutStream/BufferedOutPutStream和BufferedWriter/BufferedReader）他可以提高对流的操作效率。

写入缓冲区对象：

BufferedReader bufr=new BufferedReader(new FileReader("buf.txt"));  //读取缓冲区对象：

该类型的流有一个特有的方法：readLine()；一次读一行，到行标记时，将行标记之前的字符数据作为字符串返回，当读到末尾时，返回null，其原理还是与缓冲区关联的流对象的read方法，只不过每一次读取到一个字符，先不进行具体操作，先进行临时储存，当读取到回车标记时，将临时容器中储存的数据一次性返回。

2、转换流（InputStreamReader/OutputStreamWriter）

该类型是字节流和字符流之间的桥梁，该流对象中可以对读取到的字节数据进行指定编码的编码转换。

构造函数主要有：

InputStreamReader(InputStream);       
//通过构造函数初始化，使用的是本系统默认的编码表GBK。  

InputStreamWriter(InputStream,String charSet);   
//通过该构造函数初始化，可以指定编码表。  

OutputStreamWriter(OutputStream);      
//通过该构造函数初始化，使用的是本系统默认的编码表GBK。

OutputStreamwriter(OutputStream,String charSet);
//通过该构造函数初始化，可以指定编码表。

注意：在使用FileReader操作文本数据时，该对象使用的时默认的编码表，即

FileReader fr=new FileReader(“a.txt”);

与

InputStreamReader isr=new InputStreamReader(new FileInputStream("a.txt"));

的意义相同。如果要使用指定表编码表时，必须使用转换流，即如果a.txt中的文件中的字符数据是通过utf-8的形式编码，那么在读取时，就必须指定编码表，那么转换流时必须的。

即：

InputStreamReader isr=new InputStreamReader(new FileInputStream("a.txt"),utf-8);

3、数据流（DataInputStream/DataOutputStream）

该数据流可以方便地对一些基本类型数据进行直接的存储和读取，不需要再进一步进行转换，通常只要操作基本数据类型的数据，就需要通过DataStream进行包装。

构造方法：

DataInputStreamReader（InputStream）；  
DataInputStreamWriter（OutputStream）；

方法举例：

int readInt()；  //一次读取四个字节，并将其转成int值  
writeInt(int)；  //一次写入四个字节，注意和write(int)不同，write(int)只将该整数的最低一个8位写入，剩余三个8为丢失  

hort readShort();  
writeShort(short);  
String readUTF();  //按照utf-8修改版读取字符，注意，它只能读writeUTF()写入的字符数据。  
writeUTF(String);  //按照utf-8修改版将字符数据进行存储，只能通过readUTF读取。

注意：在使用数据流读/存数据的时候，需要有一定的顺序，即某个类型的数据先写入就必须先读出，服从先进先出的原则。

4、打印流（PrintStream/PrintWriter）

PrintStream是一个字节打印流，System.out对应的类型就是PrintStream，

它的构造函数可以接受三种数据类型的值：1.字符串路径。2.File对象 3.OutputStream PrintStream是一个字符打印流，它的构造函数可以接受四种类型的值：

  1. 字符串路径。
  2. File对象
  3. OutputStream
  4. Writer

对于1、2类型的数据，可以指定编码表，也就是字符集，对于3、4类型的数据，可以指定自动刷新，当该自动刷新为True时，只有3个方法可以用：println,printf,format。

5、对象流（ObjectInputStream/ObjectOutputStream）

该类型的流可以把类作为一个整体进行存取，主要方法有：

Object readObject();          //该方法抛出异常：ClassNotFountException。
void  writeObject(Object)：   //被写入的对象必须实现一个接口：Serializable，
                              //否则就会抛出：NotSerializableException

二 结构图

[IO结构图] image

1 字节流

输入字节流InputStream：

InputStream 是所有的输入字节流的父类，它是一个抽象类；

ByteArrayInputStream、StringBufferInputStream、FileInputStream 是三种基本的介质流.它们分别从Byte数组、StringBuffer、和本地文件中读取数据；PipedInputStream是从与其它线程共用的管道中读取数据；ObjectInputStream 和所有FilterInputStream的子类都是装饰流（装饰器模式的主角）。

输出字节流OutputStream：

  1. OutputStream 是所有的输出字节流的父类，它是一个抽象类。ByteArrayOutputStream、
  2. FileOutputStream 是两种基本的介质流，它们分别向Byte 数组、和本地文件中写入数据。
  3. PipedOutputStream 是向与其它线程共用的管道中写入数据，
  4. ObjectOutputStream 和所有FilterOutputStream的子类都是装饰流。

图中蓝色的为主要的对应部分，红色的部分就是不对应部分。紫色的虚线部分代表这些流一般要搭配使用。从上面的图中可以看出Java IO 中的字节流是极其对称的。

不对称的类介绍如下：
  1. LineNumberInputStream 主要完成从流中读取数据时，会得到相应的行号，至于什么时候分行、在哪里分行是由改类主动确定的，并不是在原始中有这样一个行号。在输出部分没有对应的部分，我们完全可以自己建立一个LineNumberOutputStream，在最初写入时会有一个基准的行号，以后每次遇到换行时会在下一行添加一个行号，看起来也是可以的。好像更不入流了。
  2. PushbackInputStream的功能是查看最后一个字节，不满意就放入缓冲区。主要用在编译器的语法、词法分析部分。输出部分的BufferedOutputStream 几乎实现相近的功能。
  3. StringBufferInputStream 已经被Deprecated，本身就不应该出现在InputStream 部分，主要因为String应该属于字符流的范围。已经被废弃了，当然输出部分也没有必要需要它了！还允许它存在只是为了保持版本的向下兼容而已。
  4. SequenceInputStream 可以认为是一个工具类，将两个或者多个输入流当成一个输入流依次读取。完全可以从IO 包中去除，还完全不影响IO 包的结构，却让其更“纯洁”――纯洁的Decorator 模式。
  5. PrintStream 也可以认为是一个辅助工具。主要可以向其他输出流，或者FileInputStream 写入数据，本身内部实现还是带缓冲的。本质上是对其它流的综合运用的一个工具而已。一样可以踢出IO 包！System.out 和System.out 就是PrintStream 的实例！

2 字符流

字符输入流Reader：

  1. Reader 是所有的输入字符流的父类，它是一个抽象类;
  2. CharReader、StringReader是两种基本的介质流，它们分别将Char 数组、String中读取数据;
  3. PipedReader 是从与其它线程共用的管道中读取数据;
  4. BufferedReader 很明显就是一个装饰器，它和其子类负责装饰其它Reader 对象;
  5. FilterReader 是所有自定义具体装饰流的父类，其子类PushbackReader 对Reader对象进行装饰，会增加一个行号;
  6. InputStreamReader 是一个连接字节流和字符流的桥梁，它将字节流转变为字符流。
  7. FileReader 可以说是一个达到此功能、常用的工具类，在其源代码中明显使用了将FileInputStream 转变为Reader 的方法。我们可以从这个类中得到一定的技巧。
  8. Reader 中各个类的用途和使用方法基本和InputStream 中的类使用一致。

字符输出流Writer：

  1. Writer 是所有的输出字符流的父类，它是一个抽象类；
  2. CharArrayWriter、StringWriter 是两种基本的介质流，它们分别向Char 数组、String 中写入数据。
  3. PipedWriter 是向与其它线程共用的管道中写入数据，BufferedWriter 是一个装饰器为Writer 提供缓冲功能；
  4. PrintWriter 和PrintStream 极其类似，功能和使用也非常相似；
  5. OutputStreamWriter 是OutputStream 到Writer 转换的桥梁，它的子类FileWriter 其实就是一个实现此功能的具体类（具体可以研究一SourceCode）。

字符流与字节流转换

转换流的特点：
  • 其是字符流和字节流之间的桥梁
  • 可对读取到的字节数据经过指定编码转换成字符
  • 可对读取到的字符数据经过指定编码转换成字节
何时使用转换流？
  • 当字节和字符之间有转换动作时；
  • 流操作的数据需要编码或解码时。
具体的对象体现：
  • InputStreamReader:字节到字符的桥梁
  • OutputStreamWriter:字符到字节的桥梁

这两个流对象是字符体系中的成员，它们有转换作用，本身又是字符流，所以在构造的时候需要传入字节流对象进来。

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