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詳細解讀Java編程中的IO系統

編輯:關於JAVA

一. Input和Output

 1. stream代表的是任何有能力產出數據的數據源,或是任何有能力接收數據的接收源。在Java的IO中,所有的stream(包括Input和Out stream)都包括兩種類型:

1.1 以字節為導向的stream

 以字節為導向的stream,表示以字節為單位從stream中讀取或往stream中寫入信息。以字節為導向的stream包括下面幾種類型:

1) input stream:

1) ByteArrayInputStream:把內存中的一個緩沖區作為InputStream使用

2) StringBufferInputStream:把一個String對象作為InputStream

3) FileInputStream:把一個文件作為InputStream,實現對文件的讀取操作

4) PipedInputStream:實現了pipe的概念,主要在線程中使用

5) SequenceInputStream:把多個InputStream合並為一個InputStream

2) Out stream

1) ByteArrayOutputStream:把信息存入內存中的一個緩沖區中

2) FileOutputStream:把信息存入文件中

3) PipedOutputStream:實現了pipe的概念,主要在線程中使用

4) SequenceOutputStream:把多個OutStream合並為一個OutStream

1.2 以Unicode字符為導向的stream

 以Unicode字符為導向的stream,表示以Unicode字符為單位從stream中讀取或往stream中寫入信息。以Unicode字符為導向的stream包括下面幾種類型:

1) Input Stream

1) CharArrayReader:與ByteArrayInputStream對應

2) StringReader:與StringBufferInputStream對應

3) FileReader:與FileInputStream對應

4) PipedReader:與PipedInputStream對應

2) Out Stream

1) CharArrayWrite:與ByteArrayOutputStream對應

2) StringWrite:無與之對應的以字節為導向的stream

3) FileWrite:與FileOutputStream對應

4) PipedWrite:與PipedOutputStream對應

 以字符為導向的stream基本上對有與之相對應的以字節為導向的stream。兩個對應類實現的功能相同,字是在操作時的導向不同。如CharArrayReader:和ByteArrayInputStream的作用都是把內存中的一個緩沖區作為InputStream使用,所不同的是前者每次從內存中讀取一個字節的信息,而後者每次從內存中讀取一個字符。

1.3 兩種不現導向的stream之間的轉換

 InputStreamReader和OutputStreamReader:把一個以字節為導向的stream轉換成一個以字符為導向的stream。

2. stream添加屬性

2.1 “為stream添加屬性”的作用

 運用上面介紹的Java中操作IO的API,我們就可完成我們想完成的任何操作了。但通過FilterInputStream和FilterOutStream的子類,我們可以為stream添加屬性。下面以一個例子來說明這種功能的作用。

如果我們要往一個文件中寫入數據,我們可以這樣操作:

FileOutStream fs = new FileOutStream(“test.txt”);

 然後就可以通過產生的fs對象調用write()函數來往test.txt文件中寫入數據了。但是,如果我們想實現“先把要寫入文件的數據先緩存到內存中,再把緩存中的數據寫入文件中”的功能時,上面的API就沒有一個能滿足我們的需求了。但是通過FilterInputStream和FilterOutStream的子類,為FileOutStream添加我們所需要的功能。

2.2 FilterInputStream的各種類型

2.2.1 用於封裝以字節為導向的InputStream

1) DataInputStream:從stream中讀取基本類型(int、char等)數據。

2) BufferedInputStream:使用緩沖區

3) LineNumberInputStream:會記錄input stream內的行數,然後可以調用getLineNumber()和setLineNumber(int)

4) PushbackInputStream:很少用到,一般用於編譯器開發

2.2.2 用於封裝以字符為導向的InputStream

1) 沒有與DataInputStream對應的類。除非在要使用readLine()時改用BufferedReader,否則使用DataInputStream

2) BufferedReader:與BufferedInputStream對應

3) LineNumberReader:與LineNumberInputStream對應

4) PushBackReader:與PushbackInputStream對應

2.3 FilterOutStream的各種類型

2.2.3 用於封裝以字節為導向的OutputStream

1) DataIOutStream:往stream中輸出基本類型(int、char等)數據。

2) BufferedOutStream:使用緩沖區

3) PrintStream:產生格式化輸出

2.2.4 用於封裝以字符為導向的OutputStream

1) BufferedWrite:與對應

2) PrintWrite:與對應

3. RandomAccessFile

1) 可通過RandomAccessFile對象完成對文件的讀寫操作

2) 在產生一個對象時,可指明要打開的文件的性質:r,只讀;w,只寫;rw可讀寫

3) 可以直接跳到文件中指定的位置

4. I/O應用的一個例子

import Java.io.*;

public class TestIO{

public static void main(String[] args)

throws IOException{

//1.以行為單位從一個文件讀取數據

BufferedReader in =

new BufferedReader(

new FileReader("F:\\nepalon\\TestIO.Java"));

String s, s2 = new String();

while((s = in.readLine()) != null)

s2 += s + "\n";

in.close();

//1b. 接收鍵盤的輸入

BufferedReader stdin =

new BufferedReader(

new InputStreamReader(System.in));

System.out.println("Enter a line:");

System.out.println(stdin.readLine());

//2. 從一個String對象中讀取數據

StringReader in2 = new StringReader(s2);

int c;

while((c = in2.read()) != -1)

System.out.println((char)c);

in2.close();

//3. 從內存取出格式化輸入

try{

DataInputStream in3 =

new DataInputStream(

new ByteArrayInputStream(s2.getBytes()));

while(true)

System.out.println((char)in3.readByte());

}

catch(EOFException e){

System.out.println("End of stream");

}

//4. 輸出到文件

try{

BufferedReader in4 =

new BufferedReader(

new StringReader(s2));

PrintWriter out1 =

new PrintWriter(

new BufferedWriter(

new FileWriter("F:\\nepalon\\ TestIO.out")));

int lineCount = 1;

while((s = in4.readLine()) != null)

out1.println(lineCount++ + ":" + s);

out1.close();

in4.close();

}

catch(EOFException ex){

System.out.println("End of stream");

}

//5. 數據的存儲和恢復

try{

DataOutputStream out2 =

new DataOutputStream(

new BufferedOutputStream(

new FileOutputStream("F:\\nepalon\\ Data.txt")));

out2.writeDouble(3.1415926);

out2.writeChars("\nThas was pi:writeChars\n");

out2.writeBytes("Thas was pi:writeByte\n");

out2.close();

DataInputStream in5 =

new DataInputStream(

new BufferedInputStream(

new FileInputStream("F:\\nepalon\\ Data.txt")));

BufferedReader in5br =

new BufferedReader(

new InputStreamReader(in5));

System.out.println(in5.readDouble());

System.out.println(in5br.readLine());

System.out.println(in5br.readLine());

}

catch(EOFException e){

System.out.println("End of stream");

}

//6. 通過RandomAccessFile操作文件

RandomAccessFile rf =

new RandomAccessFile("F:\\nepalon\\ rtest.dat", "rw");

for(int i=0; i<10>

rf.writeDouble(i*1.414);

rf.close();

rf = new RandomAccessFile("F:\\nepalon\\ rtest.dat", "r");

for(int i=0; i<10>

System.out.println("Value " + i + ":" + rf.readDouble());

rf.close();

rf = new RandomAccessFile("F:\\nepalon\\ rtest.dat", "rw");

rf.seek(5*8);

rf.writeDouble(47.0001);

rf.close();

rf = new RandomAccessFile("F:\\nepalon\\ rtest.dat", "r");

for(int i=0; i<10>

System.out.println("Value " + i + ":" + rf.readDouble());

rf.close();

}

}

關於代碼的解釋(以區為單位):

 1區中,當讀取文件時,先把文件內容讀到緩存中,當調用in.readLine()時,再從緩存中以字符的方式讀取數據(以下簡稱“緩存字節讀取方式”)。

 1b區中,由於想以緩存字節讀取方式從標准IO(鍵盤)中讀取數據,所以要先把標准IO(System.in)轉換成字符導向的stream,再進行BufferedReader封裝。

 2區中,要以字符的形式從一個String對象中讀取數據,所以要產生一個StringReader類型的stream。

 4區中,對String對象s2讀取數據時,先把對象中的數據存入緩存中,再從緩沖中進行讀取;對TestIO.out文件進行操作時,先把格式化後的信息輸出到緩存中,再把緩存中的信息輸出到文件中。

 5區中,對Data.txt文件進行輸出時,是先把基本類型的數據輸出屋緩存中,再把緩存中的數據輸出到文件中;對文件進行讀取操作時,先把文件中的數據讀取到緩存中,再從緩存中以基本類型的形式進行讀取。注意in5.readDouble()這一行。因為寫入第一個writeDouble(),所以為了正確顯示。也要以基本類型的形式進行讀取。

 6區是通過RandomAccessFile類對文件進行操作。

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