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徹底明白 Java 語言中的IO系統

編輯:JAVA編程入門知識
  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:
  
  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
  
  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:
  
  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
  
  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。
  
  假如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,假如我們想實現“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
  
  java 代碼
  
   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: epalonTestIO.java"));
   String s, s2 = new String();
   while((s = in.readLine()) != null)
   s2 += s + " ";
   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: epalon 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: epalon Data.txt")));
  out2.writeDouble(3.1415926);
  out2.writeChars(" Thas was pi:writeChars ");
  out2.writeBytes("Thas was pi:writeByte ");
  out2.close();
  DataInputStream in5 =new DataInputStream(
   new BufferedInputStream(new FileInputStream("F: epalon 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: epalon rtest.dat", "rw");
   for(int i=0; i <10; i++)
  rf.writeDouble(i*1.414);
  rf.close();
  rf = new RandomAccessFile("F: epalon rtest.dat", "r");
  for(int i=0; i <10; i++)
   System.out.println("Value " + i + ":" + rf.readDouble());
   rf.close();
   rf = new RandomAccessFile("F: epalon rtest.dat", "rw");
   rf.seek(5*8);
   rf.writeDouble(47.0001);
   rf.close();
   rf = new RandomAccessFile("F: epalon rtest.dat", "r");
   for(int i=0; i <10; i++)
  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。 
 
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