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JAVA进阶（IO流）—— 基本流

JAVA 文件数据 IO

2023-04-18 14:26:28 时间

一、前言

二、IO流的分类

三、字节流

1. 输出流 FileOutputStream

1.1 FileOutputStream 写数据的三种方式

1.2 FileOutputStream 写数据的两个小问题

2. 输入流 FileInputStream

2.1 FileInputStream 循环读取

2.2 FileInputStream 读数据的两种方式

一、前言

File：表示系统中的文件或者文件夹的路径。（详细见：JAVA进阶 —— File）

注意： File类只能对文件本身进行操作，不能对写文件里面存储的数据。

IO流：用来读写文件中的数据（可以读写文件、或者网络中的数据 . . . ）

二、IO流的分类

按流的方向分

按操作文件类型分

纯文本文件：Windows自带的记事本打开能读懂的文件。

三、字节流

注意：字节流读取文件的时候，文件中不要有中文。

1. 输出流 FileOutputStream

操作本地文件的字节输出流，可以把程序中的数据写到本地文件中。

书写步骤：

① 创建字节输出流对象

细节1：参数是字符串表示的路径或者File对象都是可以的。
细节2：如果文件不存在会创建一个新的文件，但是要保证父级路径是存在的。
细节3：如果文件已经存在，则会清空文件。

② 写数据

细节：write方法的参数是整数，但是实际上写到本地文件中的是整数ASCII上对应的字符。

③ 释放资源

细节：每次使用完流之后都要释放资源。

public class ByteStreamDemo1 {
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		// 需求： 写一段文字到本地文件中

		// 1.创建对象
		// 写出 -> 输出流 OutputStream

		// 编译时期异常 throws FileNotFoundException
		FileOutputStream fos = new FileOutputStream("java02\a.txt");
		// 2.写出数据
		fos.write(97);
		// 3.释放资源
		fos.close();
	}
}

1.1 FileOutputStream 写数据的三种方式

方法名称	说明
void write ( int b )	一次写一个字节数据
void write ( byte [ ] b )	一次写一个字节数组数据
void write ( byte [ ] b , int off， int len )	一次写一个字节数组的部分数据

public class ByteStreamDemo2 {
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		// 1.创建对象
		FileOutputStream fos = new FileOutputStream("java02\a.txt");
		// 2.写出数据
		// ①、一次写一个字符数据
		fos.write(97); // a
		fos.write(98); // b

		// ②、一次写入一个字符数组
		byte[] bytes = { 97, 98, 99, 100, 101 };
		fos.write(bytes);

		// ③、一次写一个字符数组的部分数据
		// 参数一：数组 ；参数二：起始索引 ； 参数三：个数
		fos.write(bytes, 1, 2); // b c

		// 3.释放资源
		fos.close();
	}
}

1.2 FileOutputStream 写数据的两个小问题

换行写：换行符
续写：FileOutputStream("路径", 参数);

public class ByteStreamDemo3 {
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		// 1.创建对象
		FileOutputStream fos = new FileOutputStream("java02\a.txt", true);
		// 2.写出数据
		String str = "abcdefghijklmn";
		byte[] bytes = str.getBytes(); // 字符串转换成字节数组
		fos.write(bytes);

		// 3.换行
		// 换行符
		// windows:00
 Linux: 
 Mac:
		String str3 = "
";
		byte[] bytes3 = str3.getBytes();
		fos.write(bytes3);

		String str2 = "666";
		byte[] bytes2 = str2.getBytes();
		fos.write(bytes2); // 此时一开始并没有换行 需要上写一个换行符

		// 4.续写
		// 如果想要续写，打开续写开关即可
		// 打开位置，创建对象的第二个参数
		// 默认false：表示关闭，此时创建对象会清空文件
		// 手动true：表示打开续写，此时创建对象不会清空文件
		// new FileOutputStream("java02\a.txt",true);

		// 5.释放资源
		fos.close();
	}
}

2. 输入流 FileInputStream

操作本地文件的字符输入流，可以把本地文件中的数据读取到程序当中。

书写步骤：

① 创建字节输入流对象

细节：如果文件不存在，就直接报错。

② 读数据

细节1：一次读一个字节，读出来的是数据在ASCII上对应的数字。
细节2：读取到文件末尾时，read方法返回 -1。

③ 释放资源

细节：每次使用完流必须要释放资源。

public class ByteStreamDemo4 {
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		// 1.创建对象
		FileInputStream fis = new FileInputStream("java02\a.txt");
		// a.txt : abcde
		// 2.读取数据
		int b1 = fis.read();
		System.out.println(b1); // 97
		System.out.println((char) b1); // 强转： a
		// 读取不到就会返回 -1
		// 3.释放资源
		fis.close();
	}
}

2.1 FileInputStream 循环读取

read方法：读取数据，而且是读取一个数据移动一次指针

public class ByteStreamDemo5 {
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		// 1.创建对象
		FileInputStream fis = new FileInputStream("java02\a.txt");
		// a.txt : abcde

		// 2.循环读取
		//定义第三方变量
		int b;
		while ((b = fis.read()) != -1) {
			System.out.println((char) b);
		}

		// 以下读取方式是错误的
		//read方法：读取数据，而且是读取一个数据移动一次指针
		//相当于迭代器的next方法
		// while (fis.read() != -1) {
		// System.out.println(fis.read()); // 98 100 -1
		// }

		// 释放资源
		fis.close();
	}
}

2.2 FileInputStream 读数据的两种方式

方法名称	说明
public int read ( )	一次读一个字节数据
public int read ( byte [ ] buffer )	一次读一个字节数组数据

注意：一次读一个字节数组的数据，每次读取会尽可能把数组填满。

public class ByteStreamDemo6 {
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		// 1.创建对象
		FileInputStream fis = new FileInputStream("java02\a.txt");
		

		// 2.读取数据
		byte[] bytes = new byte[2];
		//一次读取多个字节数据：具体读多少，跟数组的长度有关
		//返回值:本次读取到了多少个字节数据
		int len = fis.read(bytes);
		System.out.println(len);
		String str= new String(bytes);
		System.out.println(str);
		
		//3.释放资源
		fis.close();
	}
}

3. 练习：文件拷贝

需求：把D: aaamovie . mp4拷贝到当前模块下。
注意：选择一个比较小的文件．不要太大。

public class ByteStreamDemo6 {
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		// 1.创建对象
		FileInputStream fis = new FileInputStream("D:\aaa\movie.mp4");
		FileOutputStream fos = new FileOutputStream("java02\copy.mp4");

		// 2.拷贝
		// 需要边读边写
		int b;
		while ((b = fis.read()) != -1) {
			fos.write(b);
		}
		// 3.释放资源
		// 规则： 先开的最后关闭
		fos.close();
		fis.close();
	}
}

弊端： FileInputStream 一次读写一个字节，速度慢。

解决方案：FileInputStream 使用 byte[] 数组一次遍历多个数据。

public class ByteStreamDemo6 {
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		long start = System.currentTimeMillis();
		
		// 1.创建对象
		FileInputStream fis = new FileInputStream("D:\aaa\movie.mp4");
		FileOutputStream fos = new FileOutputStream("java02\copy.mp4");
		// 2.拷贝
		int len;
		byte[] bytes = new byte[1024 * 1024 * 5]; // 5兆大小
		while ((len = fis.read(bytes)) != -1) {
			fos.write(len);
		}
		// 3.释放资源
		fos.close();
		fis.close();
		
		long end = System.currentTimeMillis();
		//运行时间
		System.out.println(end - start);
	}
}

四、字符流

字符流的底层其实就是字节流。

字符流 = 字节流 + 字符集

特点：

输入流：一次读取一个字节，遇到中文时，一次读多个字节再写到文件中。
输出流：底层会把数据按照指定的编码方式，变成字节再写到文件中。

使用场景： 对于纯文本文件进行读写操作。

1. 字符输入流 FileReader

书写步骤：

① 创建字符输入流对象

构造方法说明
public FileReader ( File file ) 创建字符输入流关联本地文件
public FileReader ( String pathname ) 创建字符输入流关联本地文件

细节：如果文件不存在，就直接报错。

② 读取数据

成员方法说明
public int read ( ) 读取数据，读到末尾返回 -1
public int read ( char [ ] buffer ) 读取多个数据，读到末尾返回 -1

细节1：按字节进行读取，遇到中文，一次读多个字节，读取后解码，返回一个整数。
细节2：读到文件末尾时，read方法返回 -1。

③ 释放资源

成员方法说明
public int close ( ) 释放资源 / 关流

public class CharStreamDemo1 {
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		// 1.创建对象并关联本地文件
		FileReader fr = new FileReader("java02\a.txt");
		// 2.读取数据 
		// 细节1：字符流的底层就是字节流
		// 默认一个字节一个字节的读取的
		// 如果遇到中文，就会一次读取多个字节，GBK一次两个字节 UTF-8一次三个字节

		// 细节2：读取之后，方法底层会进行解码并转换成十进制
		// 十进制作为返回值 并作为字符集上的数字
		
		// 细节3：想要看中文 可以对十进制进行强转
		
		//空参read
		int ch;
		while ((ch - fr.read()) != -1) {
			// System.out.println(ch);
			System.out.println((char) ch);
		}
		
		//带参read：读取数据、解码、强转三者合并，把强转之后字符放进数组
		//空参的read + 强转类型转换
		char[] chars = new char[2];
		int len;
		while((len = fr.read(chars)) != -1) {
			//把数组中的数据变成字符串再进行打印
			System.out.println(new String(chars,0,len));
		}
		// 3.释放资源
		fr.close();
	}
}

2. 字符输出流 FileWriter

书写步骤：

① 创建字符输出流对象

构造方法说明
public Filewriter ( File file ) 创建字符输出流关联本地文件
public Filewriter ( String pathname ) 创建字符输出流关联本地文件
public Filewriter ( File file , Boolean append ) 创建字符输出流关联本地文件，续写
public Filewriter ( String pathname , Boolean append ) 创建字符输出流关联本地文件，续写

细节1：参数是字符串表示的路径或者File对象都是可以的。
细节2：如果文件不存在会创建一个新的文件，但是要保证父级路径是存在的。
细节3：如果文件已经存在，则会清空文件，如果不想清空可以打开续写开关。

② 写数据

成员方法说明
void write ( int c ) 写出一个字符
void write ( String str ) 写出一个字符串
void write( String str, int off，int len ) 写出一个字符串的一部分
void write( char [ ] cbuf) 写出一个字符数组
void write( char [ ] cbuf，int off, int len) 写出字符数组的一部分

细节：如果write方法的参数是整数，但是实际上写到本地文件中的是整数在字符集上对应的字符。

③ 释放资源

细节：每次使用完流之后都要释放资源

public class CharStreamDemo2 {
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		// 1.创建对象 续写开关打开
		FileWriter fw = new FileWriter("java02\a.txt", true);
		// 2.写数据
		fw.write(25105); // 写一个字符
		fw.write("你好?"); // 写一个字符串 9个字节
		char[] chars = { 'a', 'b', 'c', '我' };
		fw.write(chars); // 写一个字符数组
		// 3.释放资源
		fw.close();
	}
}

3. 字符流原理分析

① 创建字符输入流对象

底层：关联文件，并创建缓冲区（长度为8192的字节数组）

② 读取数据

底层：
1. 判断缓冲区中是否有数据可以读取
2. 缓冲区没有数据：就从文件中获取数据，装到缓冲区中，每次尽可能装满缓冲区；如果文件中也没用数据时，返回 -1。
3. 缓冲区有数据：就从缓冲区中读取。空参的read方法：一次读取一个字节，遇到中文一次读多个字节，把字节解码并转成十进制返回。有参的read方法：把读取字节、解码、强转三步合并，强转之后的字符放到数组当中。

五、综合练习

1. 拷贝

需求：拷贝一个文件夹，考虑子文件夹。

public class Test01 {
	public static void main(String[] args) {
		// 1.创建对象表示数据源
		File src = new File("D:\aaa\src");
		// 2.创建对象表示目的地
		File dest = new File("D:\aaa\dest");

		// 3.调用方法开始拷贝
		copydir(src, dest);
	}

	public static void copydir(File src, File dest) throws IOException {
		// 判断目的文件夹是否存在
		dest.mkdir();

		// 递归
		// 1.进入数据源
		File[] files = src.listFiles();
		// 2.遍历数组
		for (File file : files) {
			if (file.isFile()) {
				// 是文件 开始拷贝
				FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
				//dest 是文件夹 不是最终目的地 需要从文件开始到文件结束
 				FileOutputStream fos = new FileOutputStream
                                   (new File(dest, file.getName()));
 				byte[] bytes = new byte[1024];
				int len;
				while ((len = fis.read(bytes)) != -1) {
					fos.write(bytes, 0, len);
				}
				fos.close();
				fis.close();
			} else {
				// 是文件夹 递归
				copydir(file, new File(dest, file.getName()));
			}
		}
	}
}

2. 文件加密

需求：
为了保证文件的安全性，就需要对原始文件进行加密存储，再使用的时候再对其进行解密处理。

加密原理:
对原始文件中的每一个字节数据进行更改，然后将更改以后的数据存储到新的文件中。
解密原理:
读取加密之后的文件，按照加密的规则反向操作，变成原始文件。

public class Test2 {
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		// ^ 异或：两边相同false 两边不同true
		// 1.创建对象关联原始文件
		FileInputStream fis = new FileInputStream("java02\girl.jpg");
		// 2.创建对象关联加密文件
		FileOutputStream fos = new FileOutputStream("java02\ency.jpg");
		// 3.机密过程
		int b;
		while ((b = fis.read()) != -1) {
			fos.write(b ^ 2);
		}
		// 4.释放资源
		fos.close();
		fis.close();

		// 解密过程
		FileInputStream fis = new FileInputStream("java02\ency.jpg");
		FileOutputStream fos = new FileOutputStream("java02\redu.jpg");
		int b;
		while ((b = fis.read()) != -1) {
			fos.write(b ^ 2);
		}
		fos.close();
		fis.close();
	}
}

3. 修改文件中的数据

需求：

文本文件中有以下的数据:
2-1-9-4-7-8
将文件中的数据进行排序，变成以下的数据:
1-2-4-7-8-9


public class Test3 {
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		// 1.读取数据
		FileReader fr = new FileReader("java02\a.txt");
		StringBuilder sb = new StringBuilder();
		int ch;
		while ((ch = fr.read()) != -1) {
			sb.append((char) ch);
		}
		fr.close();
		System.out.println(sb);
		// 2.排序
		String str = sb.toString();
		String[] arrStr = str.split("-");

		// 定义数组用于存储数据进行排序
		ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
		for (String s : arrStr) {
			int i = Integer.parseInt(s);
			list.add(i);
		}
		System.out.println(list);
		// sort: 默认升序排序
		Collections.sort(list);
		System.out.println(list);

		// 3.写出数据
		FileWriter fw = new FileWriter("java02\a.txt");
		// 打印结果： 1-2-4-7-8-9 通过索引遍历 -》 普通for循环
		for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
			if (i == list.size() - 1) {
				fw.write(list.get(i) + "-");
			} else {
				fw.write(list.get(i));
			}
		}
		fw.close();
	}
}

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public int read ( )	读取数据，读到末尾返回 -1
public int read ( char [ ] buffer )	读取多个数据，读到末尾返回 -1

构造方法	说明
public Filewriter ( File file )	创建字符输出流关联本地文件
public Filewriter ( String pathname )	创建字符输出流关联本地文件
public Filewriter ( File file , Boolean append )	创建字符输出流关联本地文件，续写
public Filewriter ( String pathname , Boolean append )	创建字符输出流关联本地文件，续写

成员方法	说明
void write ( int c )	写出一个字符
void write ( String str )	写出一个字符串
void write( String str, int off，int len )	写出一个字符串的一部分
void write( char [ ] cbuf)	写出一个字符数组
void write( char [ ] cbuf，int off, int len)	写出字符数组的一部分

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