java.io包详细解说

我不知道各位是师弟师妹们学java时是怎样的，就我的刚学java时的感觉，java.io包是最让我感到一头雾水的。所以现在这篇文，尽可能简单地描述java.io包的结构，希望对java.io同样一头雾水的师弟师妹们有些帮助^_^

我开始学java时，java.io的介绍是在《java编程思想》里看的。说实话，当时完全看不明白——“java.io的是用‘decorator模式’来构建的”——刚学java时，天知道啥玩意叫decorator……

不过要明白java.io，确实需要理解decorator设计模式，下面详细介绍下。
所谓decorator，装饰，其实可以说是一种设计的技巧，说白了没什么难的，别看很多网上资料说的天花乱坠的(非常讨厌有些文章总是把简单的问题描述得跟两头猪的kiss问题一样复杂……）。

decorator的结构如下：

    MyInterface
       |
_______|_______
|             | 
Myclass     Decorator
          ____|_____
          |        | 
  DecoratorA      DecoratorB


decorator的目的是在不改变任何原有的类的基础下，添加新的功能（你可以理解为书上说的灵活性）。其中Myclass是你要扩展的类，DecoratorA跟DecoratorB封装了你要扩展的功能，并保存有一个MyInterface的引用。

考虑以下代码：
public static void main(Strings[] arg){
  myInterface a = new myClass();
  a.print();
}
myInterface 是myClass的接口,只声明了一个方法print(),myClass实现了该方法：

public void print(){
   System.out.println("hello");
}

那么假如我们要在不改变原来的myClass的基础上，变成输出“hello world!”，要怎么做呢？
当然我们可以考虑直接写个myClass的子类，helloClass之类，但是要是要求根据环境不同，输出"hello world!",my hello world","my Hello"之类的组合呢？
用继承的方式将不得不写一堆类似的子类来。

decorator,装饰模式的解决方法是，只实现基本的功能，把附加的功能抽出来放一边。
例如以下代码：
class DecoratorA implements Decorator{
   MyInterface myObject;
   DecoratorA(myInterface myObject){
     this.myObject = myObject; 
   }
   public void print(){
         myObject.print();
         System.out.print("world!");
   }
}

class DecoratorB implements Decorator{
    MyInterface myObject;
    DecoratorA(myInterface myObject){
     this.myObject = myObject; 
    }
    public void print(){
         System.out.print("my");
         myObject.print();
    }
}

DecoratorA和DecoratorB的功能分别是打印出world跟my。这时main函数要打印出my hello world可简单变为：

public static void main(Strings[] arg){
  MyInterface a =new DecoratorA(new DecoratorB(new MyClass());
  a.print();
}

简单吧？简单的说，就是：
print(){
  print("xxx");//可替换成你要添加的任何处理；
  myObject.print();//调用基础类的函数；
  xxxx;        //后续处理
}
Decorator的介绍就到此为止，接下来讲java.io.

看到

MyInterface a =new DecoratorA(new DecoratorB(new MyClass());

是不是觉得眼熟咧？这跟

BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new DataInpuStream(new FileInputStream("xxx.txt")));

是不是很像？

（画外音加一个臭鸡蛋扔上来：因为java.io就是用decorator模式组织的，当然像啦……）

java.io分Stream跟reader、writer两大类，这里只详细介绍Stream，并最后两者间的关系。Stream又分inputStream、OutputStream，两者基本是对称的，这里也只介绍InputStream.

                java.io.InputStream
                        |
 _______________________|________________________
 |                                             |
ByteArrayInputStream                      FilterInputStream
StringBufferInputStream   _____________________|____________________________
FileInputStream           |                |                    |          |
PipedInputStream  DataInputStream BufferedInputStream  LineNumInpuStream XXX

（注：xxx是PushbackInputStream，上面的图放不下）

这个图跟最初介绍的hello world的图很像吧？呵呵。
基础的流只有左边4个，这些流代表了数据的来源，所有的流都必须从这四个中之一开始。（注，还有一个RandomAccessFile、File，这两个不在本文介绍范围）。
然后当我们需要什么添加功能，就从右边中选择一个装饰。例如，我们需要缓存功能，那么需要bufferedInputStream装饰：

BufferdInputStream is = new BufferedInputStream(new FileInputStream("xxx.txt"));

假如再要DataInputStream的功能,只要在加一层：
DataInputStream dis = new DataInputStream(new BufferdInputStream(new FileInputStream));
（厄，我不甚明白这个类添加的功能是做什么用的，资料说是增加读取java原生数据的功能，不甚明白，有清楚的来补充一下，pipeInputStream跟sequenceInputStream也没用过，欢迎补充说明）
这里你可以想象成，在基本的FileInputStream.readxxx()方法在BufferedInputStream的readxxx()方法调用，并添加相应的处理。

最后说说InputStream跟reader的区别：

老实说，我只知道一个支持字节流，一个支持unicode流,除此之外有啥米性能上的不同我还真不知道，哈哈。知道的快来补充补充～

评论

1 楼 rq2_79 2007-09-20  

1.什么是数据流 ?
数据流是指所有的数据通信通道
有两类流，InputStream and OutputStream，Java中每一种流的基本功能依赖于它们
InputStream 用于read,OutputStream 用于write, 读和写都是相对与内存说的，读就是从其他地方把数据拿进内存，写就是把数据从内存推出去
这两个都是抽象类，不能直接使用
2.InputStream 的方法有：
read() 从流中读入数据 有3中方式：
int read() 一次读一个字节
int read(byte[]) 读多个字节到数组中
int read(byte[],int off,int len) 指定从数组的哪里开始，读多长
skip() 跳过流中若干字节
available() 返回流中可用字节数，但基于网络时无效，返回0
markSupported() 判断是否支持标记与复位操作
mark() 在流中标记一个位置，要与markSupported()连用
reset() 返回标记过的位置
close() 关闭流
3.OutputStream 的方法:
write(int) 写一个字节到流中
write(byte[]) 将数组中的内容写到流中
write(byte[],int off,int len) 将数组中从off指定的位置开始len长度的数据写到流中
close() 关闭流
flush() 将缓冲区中的数据强制输出
4.File 类
File 可以表示文件也可以表示目录，File 类控制所有硬盘操作
构造器：
File(File parent,String child) 用父类和文件名构造
File(String pathname) 用绝对路径构造
File(String parent,String child) 用父目录和文件名构造
File(URI uri) 用远程文件构造
常用方法：
boolean createNewFile();
boolean exists();
例子：
//建立 test.txt 文件对象，判断是否存在，不存在就创建
import java.io.*;
public class CreateNewFile{
public static void main(String args[]){
File f=new File("test.txt");
try{
if(!f.exists())
f.createNewFile();
else
System.out.println("exists");
}catch(Exception e){
e.printStackTrace();
}
}
}
boolean mkdir()/mkdirs()
boolean renameTo(File destination)
例子：//看一下这 mkdir()/mkdirs() 的区别和 renameTo 的用法
import java.io.*;
public class CreateDir{
public static void main(String args[]){
File f=new File("test.txt");
File f1=new File("Dir");
File f2=new File("Top/Bottom");
File f3=new File("newTest.txt");
try{
f.renameTo(f3);
f1.mkdir();
f2.mkdirs();
}catch(Exception e){
e.printStackTrace();
}
}
}
String getPath()/getAbsolutePath()
String getParent()/getName()
例子：//硬盘上并没有parent 目录和 test.txt 文件，但我们仍然可以操作，因为我们创建了他们的对象，是对对象进行操作
import java.io.*;
public class Test{
public static void main(String args[]){
File f=new File("parent/test.txt");
File f1=new File("newTest.txt");
try{
System.out.println(f.getParent());
System.out.println(f.getName());
System.out.println(f1.getPath());
System.out.println(f1.getAbsolutePath());
}catch(Exception e){
e.printStackTrace();
}
}
}
String list[] //显示目录下所有文件
long lastModified() //返回 1970.1.1 到最后修改时间的秒数
boolean isDirectory()
例子：//列出目录下的所有文件和目录，最后修改时间，是目录的后面标出
,是文件的后面标出文件长度
import java.io.*;
import java.util.*;
public class Dir{
public static void main(String args[]){
File f=new File("Dir");
String[] listAll=null;
File temp=null;
try{
listAll=f.list();
for(int i=0;itemp=new File(listAll);
System.out.print(listAll+"\t");
if(temp.isDirectory())
System.out.print("\t
\t");
else
System.out.print(temp.length()+"\t");
System.out.println(new Date(temp.lastModified()));
}
}catch(Exception e){
e.printStackTrace();
}
}
}

5.文件流的建立
File f=new File("temp.txt");
FileInputStream in=new FileInputStream(f);
FileOutputStream out=new FileOutputStream(f);
例子：文件拷贝
import java.io.*;
public class Copy{
public static void main(String args[]){
FileInputStream fis=null;
FileOutputStream fos=null;
try{
fis=new FileInputStream("c2.gif");
fos=new FileOutputStream("c2_copy.gif");
int c;
while((c=fis.read()) != -1)
fos.write(c);
}catch(Exception e){
e.printStackTrace();
}finally{
if(fis != null) try{ fis.close(); }catch(Exception e){ e.printStackTrace(); }
if(fos!= null) try{ fos.close(); }catch(Exception e){ e.printStackTrace(); }
}
}
}

6.缓冲区流
BufferedInputStream
BufferedOutputStream
他们是在普通文件流上加了缓冲的功能，所以构造他们时要先构造普通流
例子：文件拷贝的缓冲改进
import java.io.*;
public class Copy{
public static void main(String args[]){
BufferedInputStream bis=null;
BufferedOutputStream bos=null;
byte buf[]=new byte[100];
try{
bis=new BufferedInputStream(new FileInputStream("persia.mp3"));
bos=new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("persia_copy.mp3"));
int len=0;
while( true ){
len=bis.read(buf);
if(len<=0) break;
bos.write(buf,0,len);
}
bos.flush();//缓冲区只有满时才会将数据输出到输出流，用flush()将未满的缓冲区中数据强制输出
}catch(Exception e){
e.printStackTrace();
}finally{
if(bis != null) try{ bis.close(); }catch(Exception e){ e.printStackTrace(); }
if(bos!= null) try{ bos.close(); }catch(Exception e){ e.printStackTrace(); }
}
}
}

7.原始型数据流
DataInputStream
DataOutputStream
他们是在普通流上加了读写原始型数据的功能，所以构造他们时要先构造普通流
方法：
readBoolean()/writeBoolean()
readByte()/writeByte()
readChar()/writeByte()
......
例子：//这个流比较简单，要注意的就是读时的顺序要和写时的一样
import java.io.*;
public class DataOut{
public static void main(String args[]){
DataOutputStream dos=null;
try{
dos=new DataOutputStream(new FileOutputStream("dataout.txt"));
dos.writeInt(1);
dos.writeBoolean(true);
dos.writeLong(100L);
dos.writeChar('a');
}catch(Exception e){
e.printStackTrace();
}finally{
if(dos!=null)
try{
dos.close();
}catch(Exception e){
}
}
}
}
import java.io.*;
public class DataIn{
public static void main(String args[]){
DataInputStream dis=null;
try{
dis=new DataInputStream(new FileInputStream("dataout.txt"));
System.out.println(dis.readInt());
System.out.println(dis.readBoolean());
System.out.println(dis.readLong());
System.out.println(dis.readChar());
}catch(Exception e){
e.printStackTrace();
}finally{
if(dis!=null)
try{
dis.close();
}catch(Exception e){
}
}
}
}