Java輸入輸出流

     Java中IO流的體系結構如圖：

5. 非流式文件類–File類

在Java語言的java.io包中，由File類提供了描述文件和目錄的操作與管理方法。但File類不是InputStream、OutputStream或Reader、Writer的子類，因為它不負責數據的輸入輸出，而專門用來管理磁盤文件與目錄。
作用：File類主要用于命名文件、查詢文件屬性和處理文件目錄。

public    class   File   extends Object   
    implements Serializable,Comparable  
{}

File類共提供了三個不同的構造函數，以不同的參數形式靈活地接收文件和目錄名信息。構造函數：
1）File (String   pathname)        例:File  f1=new File("FileTest1.txt"); //創建文件對象f1，f1所指的文件是在當前目錄下創建的FileTest1.txt
2）File (String  parent  ,  String child)     例:File f2=new  File(“D:\\dir1","FileTest2.txt") ;//  注意：D:\\dir1目錄事先必須存在，否則異常
3）File (File    parent  , String child)
     例:File  f4=new File("\\dir3");
          File  f5=new File(f4,"FileTest5.txt");  //在如果 \\dir3目錄不存在使用f4.mkdir()先創建        一個對應于某磁盤文件或目錄的File對象一經創建， 就可以通過調用它的方法來獲得文件或目錄的屬性。           1）public boolean exists( ) 判斷文件或目錄是否存在
       2）public boolean isFile( ) 判斷是文件還是目錄 
       3）public boolean isDirectory( ) 判斷是文件還是目錄
       4）public String getName( ) 返回文件名或目錄名
       5）public String getPath( ) 返回文件或目錄的路徑。
       6）public long length( ) 獲取文件的長度 
       7）public String[ ] list ( ) 將目錄中所有文件名保存在字符串數組中返回。        File類中還定義了一些對文件或目錄進行管理、操作的方法，常用的方法有：
       1） public boolean renameTo( File newFile );    重命名文件
       2） public void delete( );   刪除文件
       3）  public boolean mkdir( ); 創建目錄

例子：

import java.io.File;  
import java.io.IOException;  
public class TestFile {  
    public static void main(String args[]) throws IOException {  
        File dir = new File("\\root");  
        File f1 = new File(dir, "fileOne.txt");  
        File f2 = new File(dir, "fileTwo.java");  
        // 文件對象創建后，指定的文件或目錄不一定物理上存在  
        if (!dir.exists())  
            dir.mkdir();  
        if (!f1.exists())  
            f1.createNewFile();  
        if (!f2.exists())  
            f2.createNewFile();  
        System.out.println("f1's AbsolutePath=  " + f1.getAbsolutePath());  
        System.out.println("f1 Canread=" + f1.canRead());  
        System.out.println("f1's len= " + f1.length());  
        String[] FL;  
        int count = 0;  
        FL = dir.list();  
        for (int i = 0; i < FL.length; i++) {  
            count++;  
            System.out.println(FL[i] + "is in \\root");  
        }  
        System.out.println("there are" + count + "file in //root");  
    }  
  
}

(1) exists()測試磁盤中指定的文件或目錄是否存在
(2) mkdir()創建文件對象指定的目錄（單層目錄）
(3) createNewFile()創建文件對象指定的文件

(4) list()返回目錄中所有文件名字符串

6. Java.IO流類庫

1. io流的四個基本類

      java.io包中包含了流式I/O所需要的所有類。在java.io包中有四個基本類：InputStream、OutputStream及Reader、Writer類，它們分別處理字節流和字符流：

基本數據流的I/O

     Java中其他多種多樣變化的流均是由它們派生出來的:

      JDK1.4版本開始引入了新I/O類庫，它位于java.nio包中，新I/O類庫利用通道和緩沖區等來提高I/O操作的效率。

      在java.io包中， java.io.InputStream 表示字節輸入流， java.io.OutputStream表示字節輸出流，處于java.io包最頂層。這兩個類均為抽象類，也就是說它們不能被實例化，必須生成子類之后才能實現一定的功能。

1. io流的具體分類

一、按I/O類型來總體分類：

     1. Memory 1）從/向內存數組讀寫數據: CharArrayReader、 CharArrayWriter、ByteArrayInputStream、ByteArrayOutputStream
                   2）從/向內存字符串讀寫數據 StringReader、StringWriter、StringBufferInputStream
     2.Pipe管道  實現管道的輸入和輸出（進程間通信）: PipedReader、PipedWriter、PipedInputStream、PipedOutputStream
     3.File 文件流。對文件進行讀、寫操作 ：FileReader、FileWriter、FileInputStream、FileOutputStream
     4. ObjectSerialization 對象輸入、輸出 ：ObjectInputStream、ObjectOutputStream
     5.DataConversion數據流 按基本數據類型讀、寫（處理的數據是Java的基本類型（如布爾型，字節，整數和浮點數））：DataInputStream、DataOutputStream
     6.Printing 包含方便的打印方法 ：PrintWriter、PrintStream
     7.Buffering緩沖  在讀入或寫出時，對數據進行緩存，以減少I/O的次數：BufferedReader、BufferedWriter、BufferedInputStream、BufferedOutputStream
     8.Filtering 濾流，在數據進行讀或寫時進行過濾：FilterReader、FilterWriter、FilterInputStream、FilterOutputStream過
     9.Concatenation合并輸入 把多個輸入流連接成一個輸入流 ：SequenceInputStream 
    10.Counting計數  在讀入數據時對行記數 ：LineNumberReader、LineNumberInputStream
    11.Peeking Ahead 通過緩存機制，進行預讀 ：PushbackReader、PushbackInputStream
    12.Converting between Bytes and Characters 按照一定的編碼/解碼標準將字節流轉換為字符流，或進行反向轉換（Stream到Reader,Writer的轉換類）：InputStreamReader、OutputStreamWriter

二、按數據來源（去向）分類： 
1、File（文件）： FileInputStream, FileOutputStream, FileReader, FileWriter 
2、byte[]：ByteArrayInputStream, ByteArrayOutputStream 
3、Char[]: CharArrayReader, CharArrayWriter 
4、String: StringBufferInputStream, StringReader, StringWriter 
5、網絡數據流：InputStream, OutputStream, Reader, Writer 

7. 字節流InputStream/OutputStream

 1. InputStream抽象類 

      InputStream 為字節輸入流，它本身為一個抽象類，必須依靠其子類實現各種功能，此抽象類是表示字節輸入流的所有類的超類。 繼承自InputStream  的流都是向程序中輸入數據的，且數據單位為字節（8bit）；

InputStream是輸入字節數據用的類，所以InputStream類提供了3種重載的read方法.Inputstream類中的常用方法： 
　　（1） public abstract int read( )：讀取一個byte的數據，返回值是高位補0的int類型值。若返回值=-1說明沒有讀取到任何字節讀取工作結束。
　　（2） public int read(byte b[ ])：讀取b.length個字節的數據放到b數組中。返回值是讀取的字節數。該方法實際上是調用下一個方法實現的 
　?。?） public int read(byte b[ ], int off, int len)：從輸入流中最多讀取len個字節的數據，存放到偏移量為off的b數組中。 
　　（4） public int available( )：返回輸入流中可以讀取的字節數。注意：若輸入阻塞，當前線程將被掛起，如果InputStream對象調用這個方法的話，它只會返回0，這個方法必須由繼承InputStream類的子類對象調用才有用， 
　　（5） public long skip(long n)：忽略輸入流中的n個字節，返回值是實際忽略的字節數, 跳過一些字節來讀取 
　?。?） public int close( ) ：我們在使用完后，必須對我們打開的流進行關閉. 

         主要的子類：

         1） FileInputStream把一個文件作為InputStream，實現對文件的讀取操作     
　　  2） ByteArrayInputStream：把內存中的一個緩沖區作為InputStream使用 
　　  3） StringBufferInputStream：把一個String對象作為InputStream 
　　  4） PipedInputStream：實現了pipe的概念，主要在線程中使用 
　　  5） SequenceInputStream：把多個InputStream合并為一個InputStream 

 2．OutputStream抽象類 

　　OutputStream提供了3個write方法來做數據的輸出，這個是和InputStream是相對應的。 
　　1. public void write(byte b[ ])：將參數b中的字節寫到輸出流。 
　　2. public void write(byte b[ ], int off, int len) ：將參數b的從偏移量off開始的len個字節寫到輸出流。 
　　3. public abstract void write(int b) ：先將int轉換為byte類型，把低字節寫入到輸出流中。 
　　4. public void flush( ) : 將數據緩沖區中數據全部輸出，并清空緩沖區。 
　　5. public void close( ) : 關閉輸出流并釋放與流相關的系統資源。 

       主要的子類：

      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合并為一個OutStream 

流結束的判斷：方法read()的返回值為-1時；readLine()的返回值為null時。

3. 文件輸入流： FileInputStream類

      FileInputStream可以使用read()方法一次讀入一個字節，并以int類型返回，或者是使用read()方法時讀入至一個byte數組，byte數組的元素有多少個，就讀入多少個字節。在將整個文件讀取完成或寫入完畢的過程中，這么一個byte數組通常被當作緩沖區，因為這么一個byte數組通常扮演承接數據的中間角色。

作用：以文件作為數據輸入源的數據流?；蛘哒f是打開文件，從文件讀數據到內存的類。
使用方法(1)    
   File  fin=new File("d:/abc.txt"); 
  FileInputStream in=new FileInputStream( fin);

使用方法(2)
   FileInputStream  in=new  FileInputStream(“d: /abc.txt”);

程序舉例：
將InputFromFile.java的程序的內容顯示在顯示器上

import java.io.IOException;  
import java.io.FileInputStream;  
;  
public class TestFile {  
    public static void main(String args[]) throws IOException {  
        try{      
               FileInputStream rf=new   FileInputStream("InputFromFile.java");  
               int n=512;   byte  buffer[]=new  byte[n];     
               while((rf.read(buffer,0,n)!=-1)&&(n>0)){  
                   System.out.println(new String(buffer) );  
                }  
                System.out.println();  
                rf.close();  
        } catch(IOException  IOe){        
              System.out.println(IOe.toString());  
        }  
  
    }  
  
}

4.文件輸出流:FileOutputStream類

　  作用：用來處理以文件作為數據輸出目的數據流；或者說是從內存區讀數據入文件

      FileOutputStream類用來處理以文件作為數據輸出目的數據流；一個表示文件名的字符串，也可以是File或FileDescriptor對象。 
　　創建一個文件流對象有兩種方法： 
　　方式1： 
　　 File   f=new  File (“d:/myjava/write.txt ");
        FileOutputStream  out= new FileOutputStream (f);
　　方式2： 
　　FileOutputStream out=new FileOutputStream(“d:/myjava/write.txt "); 
　　方式3：構造函數將 FileDescriptor()對象作為其參數。 
　　FileDescriptor() fd=new FileDescriptor(); 
　　FileOutputStream f2=new FileOutputStream(fd); 
　　方式4：構造函數將文件名作為其第一參數，將布爾值作為第二參數。 
　　FileOutputStream f=new FileOutputStream("d:/abc.txt",true); 
　　注意： （1）文件中寫數據時，若文件已經存在，則覆蓋存在的文件；（2）的讀/寫操作結束時，應調用close方法關閉流。 

程序舉例：使用鍵盤輸入一段文章，將文章保存在文件write.txt中

import java.io.IOException;  
import java.io.FileOutputStream;  
public class TestFile {  
    public static void main(String args[]) throws IOException {  
        try {  
            System.out.println("please Input from      Keyboard");  
            int count, n = 512;  
            byte buffer[] = new byte[n];  
            count = System.in.read(buffer);  
            FileOutputStream wf = new FileOutputStream("d:/myjava/write.txt");  
            wf.write(buffer, 0, count);  
            wf.close(); // 當流寫操作結束時，調用close方法關閉流。  
            System.out.println("Save to the write.txt");  
        } catch (IOException IOe) {  
            System.out.println("File Write Error!");  
        }  
    }  
  
}

5. FileInputStream流和FileOutputStream的應用

利用程序將文件file1.txt 拷貝到file2.txt中。

import java.io.File;  
import java.io.IOException;  
import java.io.FileOutputStream;  
import java.io.FileInputStream;  
  
public class TestFile {  
    public static void main(String args[]) throws IOException {  
        try {  
            File inFile = new File("copy.java");  
            File outFile = new File("copy2.java");  
            FileInputStream finS = new FileInputStream(inFile);  
            FileOutputStream foutS = new FileOutputStream(outFile);  
            int c;  
            while ((c = finS.read()) != -1) {  
                foutS.write(c);  
            }  
            finS.close();  
            foutS.close();  
        } catch (IOException e) {  
            System.err.println("FileStreamsTest: " + e);  
        }  
    }  
  
}

6. 緩沖輸入輸出流 BufferedInputStream/ BufferedOutputStream

       計算機訪問外部設備非常耗時。訪問外存的頻率越高，造成CPU閑置的概率就越大。為了減少訪問外存的次數，應該在一次對外設的訪問中，讀寫更多的數據。為此，除了程序和流節點間交換數據必需的讀寫機制外，還應該增加緩沖機制。緩沖流就是每一個數據流分配一個緩沖區，一個緩沖區就是一個臨時存儲數據的內存。這樣可以減少訪問硬盤的次數,提高傳輸效率。

BufferedInputStream:當向緩沖流寫入數據時候，數據先寫到緩沖區，待緩沖區寫滿后，系統一次性將數據發送給輸出設備。

BufferedOutputStream :當從向緩沖流讀取數據時候，系統先從緩沖區讀出數據，待緩沖區為空時，系統再從輸入設備讀取數據到緩沖區。

1）將文件讀入內存：

將BufferedInputStream與FileInputStream相接

  FileInputStream in=new  FileInputStream( “file1.txt ” );

  BufferedInputStream bin=new  BufferedInputStream( in); 

2）將內存寫入文件：

將BufferedOutputStream與 FileOutputStream相接

FileOutputStreamout=new FileOutputStream(“file1.txt”);

BufferedOutputStream  bin=new BufferedInputStream(out);

3）鍵盤輸入流讀到內存將BufferedReader與標準的數據流相接  InputStreamReader sin=new InputStreamReader (System.in) ；BufferedReader bin=new             BufferedReader(sin);

import java.io.*;  
  
public class ReadWriteToFile {  
    public static void main(String args[]) throws IOException {  
        InputStreamReader sin = new InputStreamReader(System.in);  
        BufferedReader bin = new BufferedReader(sin);  
        FileWriter out = new FileWriter("myfile.txt");  
        BufferedWriter bout = new BufferedWriter(out);  
        String s;  
        while ((s = bin.readLine()).length() > 0) {  
            bout.write(s, 0, s.length());  
        }  
  
    }  
}

程序說明：
從鍵盤讀入字符，并寫入到文件中BufferedReader類的方法：String readLine()
作用：讀一行字符串，以回車符為結束。
BufferedWriter類的方法：bout.write(String s,offset,len)
作用：從緩沖區將字符串s從offset開始，len長度的字符串寫到某處。

8. 字符流Writer/Reader

        Java中字符是采用Unicode標準，一個字符是16位，即一個字符使用兩個字節來表示。為此，JAVA中引入了處理字符的流。

1. Reader抽象類

    用于讀取字符流的抽象類。子類必須實現的方法只有 read(char[], int, int) 和 close()。但是，多數子類將重寫此處定義的一些方法，以提供更高的效率和/或其他功能。

        1) FileReader :與FileInputStream對應  
           主要用來讀取字符文件，使用缺省的字符編碼，有三種構造函數： 
　　    (1）將文件名作為字符串 ：FileReader f=new FileReader(“c:/temp.txt”); 
　　    (2）構造函數將File對象作為其參數。 
　　            File f=new file(“c:/temp.txt”); 
　　            FileReader f1=new FileReader(f); 
　　   (3)  構造函數將FileDescriptor對象作為參數 
　　          FileDescriptor() fd=new FileDescriptor() 
　　          FileReader f2=new FileReader(fd); 
               (1) 用指定字符數組作為參數：CharArrayReader(char[]) 
               (2) 將字符數組作為輸入流:CharArrayReader(char[], int, int) 
　         讀取字符串，構造函數如下： public StringReader(String s); 
        2) CharArrayReader：與ByteArrayInputStream對應  
　　3) StringReader : 與StringBufferInputStream對應 
　　4) InputStreamReader 
　　      從輸入流讀取字節，在將它們轉換成字符:Public inputstreamReader(inputstream is); 
　　5) FilterReader: 允許過濾字符流 
　　      protected filterReader(Reader r); 
　　6) BufferReader :接受Reader對象作為參數，并對其添加字符緩沖器，使用readline()方法可以讀取一行。 
　　   Public BufferReader(Reader r); 

      主要方法：

      (1)  public int read() throws IOException; //讀取一個字符，返回值為讀取的字符 

　　(2)  public int read(char cbuf[]) throws IOException; /*讀取一系列字符到數組cbuf[]中，返回值為實際讀取的字符的數量*/ 
　　(3)  public abstract int read(char cbuf[],int off,int len) throws IOException; 
　　/*讀取len個字符，從數組cbuf[]的下標off處開始存放，返回值為實際讀取的字符數量，該方法必須由子類實現*/ 

2. Writer抽象類

     寫入字符流的抽象類。子類必須實現的方法僅有 write(char[], int, int)、flush() 和 close()。但是，多數子類將重寫此處定義的一些方法，以提供更高的效率和/或其他功能。 其子類如下：

      1） FileWrite: 與FileOutputStream對應  
　　將字符類型數據寫入文件，使用缺省字符編碼和緩沖器大小。 
　　Public FileWrite(file f); 
　　2)  chararrayWrite:與ByteArrayOutputStream對應 ,將字符緩沖器用作輸出。 
　　    Public CharArrayWrite(); 
　　3) PrintWrite:生成格式化輸出 
　　    public PrintWriter(outputstream os); 
　　4) filterWriter:用于寫入過濾字符流 
　　    protected FilterWriter(Writer w); 
　　5) PipedWriter：與PipedOutputStream對應   

      6) StringWriter：無與之對應的以字節為導向的stream  

      主要方法：

　　(1)  public void write(int c) throws IOException； //將整型值c的低16位寫入輸出流 
　　(2)  public void write(char cbuf[]) throws IOException； //將字符數組cbuf[]寫入輸出流 
　　(3)  public abstract void write(char cbuf[],int off,int len) throws IOException； //將字符數組cbuf[]中的從索引為off的位置處開始的len個字符寫入輸出流 
　　(4)  public void write(String str) throws IOException； //將字符串str中的字符寫入輸出流 
　　(5)  public void write(String str,int off,int len) throws IOException； //將字符串str 中從索引off開始處的len個字符寫入輸出流 
　　(6)  flush( ) //刷空輸出流，并輸出所有被緩存的字節。 
　　(7)close()    關閉流 public abstract void close() throws IOException

3 .InputStream與Reader差別 OutputStream與Writer差別

InputStream和OutputStream類處理的是字節流，數據流中的最小單位是字節(8個bit)
Reader與Writer處理的是字符流，在處理字符流時涉及了字符編碼的轉換問題

2. import java.io.*;  
   public class EncodeTest {  
       private static void readBuff(byte [] buff) throws IOException {  
          ByteArrayInputStream in =new ByteArrayInputStream(buff);  
           int data;  
           while((data=in.read())!=-1)   System.out.print(data+"  ");  
           System.out.println();     in.close();     }  
     
      public static void main(String args[]) throws IOException {  
          System.out.println("內存中采用unicode字符編碼：" );  
          char   c='好';  
          int lowBit=c&0xFF;     int highBit=(c&0xFF00)>>8;  
          System.out.println(""+lowBit+"   "+highBit);  
          String s="好";  
          System.out.println("本地操作系統默認字符編碼：");  
          readBuff(s.getBytes());  
          System.out.println("采用GBK字符編碼：");  
          readBuff(s.getBytes("GBK"));  
          System.out.println("采用UTF-8字符編碼：");        
          readBuff(s.getBytes("UTF-8"));      }  
   }

Reader類能夠將輸入流中采用其他編碼類型的字符轉換為Unicode字符，然后在內存中為其分配內存
Writer類能夠將內存中的Unicode字符轉換為其他編碼類型的字符，再寫到輸出流中。

9. IOException異常類的子類

1.public class  EOFException ：
   非正常到達文件尾或輸入流尾時，拋出這種類型的異常。
2.public class FileNotFoundException：
   當文件找不到時，拋出的異常。
3.public class InterruptedIOException：
   當I/O操作被中斷時，拋出這種類型的異常。

轉自：http://blog.csdn.net/hguisu/article/details/7418161