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彻底明白Java的IO系统

 
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一.   Input和Output
1.   stream代表的是任何有能力产出数据的数据源,或是任何有能力接收数据的接收源。在Java的IO中,所有的stream(包括Input和Out   stream)都包括两种类型:
1.1   以字节为导向的stream
以字节为导向的stream,表示以字节为单位从stream中读取或往stream中写入信息。以字节为导向的stream包括下面几种类型:
1)   input stream:
1)   ByteArrayInputStream:把内存中的一个缓冲区作为InputStream使用
2)   StringBufferInputStream:把一个String对象作为InputStream
3)   FileInputStream:把一个文件作为InputStream,实现对文件的读取操作
4)   PipedInputStream:实现了pipe的概念,主要在线程中使用
5)   SequenceInputStream:把多个InputStream合并为一个InputStream
2)   Out stream
1)   ByteArrayOutputStream:把信息存入内存中的一个缓冲区中
2)   FileOutputStream:把信息存入文件中
3)   PipedOutputStream:实现了pipe的概念,主要在线程中使用
4)   SequenceOutputStream:把多个OutStream合并为一个OutStream
1.2   以Unicode字符为导向的stream
以Unicode字符为导向的stream,表示以Unicode字符为单位从stream中读取或往stream中写入信息。以Unicode字符为导向的stream包括下面几种类型:
1)   Input Stream
1)   CharArrayReader:与ByteArrayInputStream对应
2)   StringReader:与StringBufferInputStream对应
3)   FileReader:与FileInputStream对应
4)   PipedReader:与PipedInputStream对应
2)   Out Stream
1)   CharArrayWrite:与ByteArrayOutputStream对应
2)   StringWrite:无与之对应的以字节为导向的stream
3)   FileWrite:与FileOutputStream对应
4)   PipedWrite:与PipedOutputStream对应
以字符为导向的stream基本上对有与之相对应的以字节为导向的stream。两个对应类实现的功能相同,字是在操作时的导向不同。如CharArrayReader:和ByteArrayInputStream的作用都是把内存中的一个缓冲区作为InputStream使用,所不同的是前者每次从内存中读取一个字节的信息,而后者每次从内存中读取一个字符。
1.3   两种不现导向的stream之间的转换
InputStreamReader和OutputStreamReader:把一个以字节为导向的stream转换成一个以字符为导向的stream。
2.   stream添加属性
2.1   “为stream添加属性”的作用
运用上面介绍的Java中操作IO的API,我们就可完成我们想完成的任何操作了。但通过FilterInputStream和FilterOutStream的子类,我们可以为stream添加属性。下面以一个例子来说明这种功能的作用。
如果我们要往一个文件中写入数据,我们可以这样操作:
FileOutStream   fs   =   new   FileOutStream(“test.txt”);
然后就可以通过产生的fs对象调用write()函数来往test.txt文件中写入数据了。但是,如果我们想实现“先把要写入文件的数据先缓存到内存中,再把缓存中的数据写入文件中”的功能时,上面的API就没有一个能满足我们的需求了。但是通过FilterInputStream和FilterOutStream的子类,为FileOutStream添加我们所需要的功能。
2.2   FilterInputStream的各种类型
2.2.1   用于封装以字节为导向的InputStream
1)   DataInputStream:从stream中读取基本类型(int、char等)数据。
2)   BufferedInputStream:使用缓冲区
3)   LineNumberInputStream:会记录input   stream内的行数,然后可以调用getLineNumber()和setLineNumber(int)
4)   PushbackInputStream:很少用到,一般用于编译器开发
2.2.2   用于封装以字符为导向的InputStream
1)   没有与DataInputStream对应的类。除非在要使用readLine()时改用BufferedReader,否则使用DataInputStream
2)   BufferedReader:与BufferedInputStream对应
3)   LineNumberReader:与LineNumberInputStream对应
4)   PushBackReader:与PushbackInputStream对应
2.3   FilterOutStream的各种类型
2.2.3   用于封装以字节为导向的OutputStream
1)   DataIOutStream:往stream中输出基本类型(int、char等)数据。
2)   BufferedOutStream:使用缓冲区
3)   PrintStream:产生格式化输出
2.2.4   用于封装以字符为导向的OutputStream
1)   BufferedWrite:与对应
2)   PrintWrite:与对应
3.   RandomAccessFile
1)   可通过RandomAccessFile对象完成对文件的读写操作
2)   在产生一个对象时,可指明要打开的文件的性质:r,只读;w,只写;rw可读写
3)   可以直接跳到文件中指定的位置
4.   I/O应用的一个例子
import   java.io.*;
public   class   TestIO{
public   static   void   main(String[]   args)
throws   IOException{
//1.以行为单位从一个文件读取数据
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.   接收键盘的输入
BufferedReader   stdin   =  
new   BufferedReader(
new   InputStreamReader(System.in));
System.out.println( "Enter   a   line: ");
System.out.println(stdin.readLine());

//2.   从一个String对象中读取数据
StringReader   in2   =   new   StringReader(s2);
int   c;
while((c   =   in2.read())   !=   -1)
System.out.println((char)c);
in2.close();

//3.   从内存取出格式化输入
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.   输出到文件
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.   数据的存储和恢复
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.   通过RandomAccessFile操作文件
RandomAccessFile   rf   =
new   RandomAccessFile( "F:\\nepalon\\   rtest.dat ",   "rw ");
for(int   i=0;   i <10;   i++)
rf.writeDouble(i*1.414);
rf.close();

rf   =   new   RandomAccessFile( "F:\\nepalon\\   rtest.dat ",   "r ");
for(int   i=0;   i <10;   i++)
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;   i++)
System.out.println( "Value   "   +   i   +   ": "   +   rf.readDouble());
rf.close();
}
}
关于代码的解释(以区为单位):
1区中,当读取文件时,先把文件内容读到缓存中,当调用in.readLine()时,再从缓存中以字符的方式读取数据(以下简称“缓存字节读取方式”)。
1b区中,由于想以缓存字节读取方式从标准IO(键盘)中读取数据,所以要先把标准IO(System.in)转换成字符导向的stream,再进行BufferedReader封装。
2区中,要以字符的形式从一个String对象中读取数据,所以要产生一个StringReader类型的stream。
4区中,对String对象s2读取数据时,先把对象中的数据存入缓存中,再从缓冲中进行读取;对TestIO.out文件进行操作时,先把格式化后的信息输出到缓存中,再把缓存中的信息输出到文件中。
5区中,对Data.txt文件进行输出时,是先把基本类型的数据输出屋缓存中,再把缓存中的数据输出到文件中;对文件进行读取操作时,先把文件中的数据读取到缓存中,再从缓存中以基本类型的形式进行读取。注意in5.readDouble()这一行。因为写入第一个writeDouble(),所以为了正确显示。也要以基本类型的形式进行读取。
6区是通过RandomAccessFile类对文件进行操作。
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