Java编程中的IO系统

 

 

一. 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 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：

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

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

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：

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

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。

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。

二.stream添加属性

“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。

FilterInputStream的各种类型

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

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

FilterOutStream的各种类型

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

用于封装以字符为导向的OutputStream

1) BufferedWrite：与对应

2) PrintWrite：与对应

三.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

四.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>
rf.writeDouble(i*1.414);
rf.close();

rf = new RandomAccessFile("F:\\nepalon\\ rtest.dat", "r");
for(int i=0; i<10>
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>
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。