详细解说关于Java.io的使用

    Java的核心库java.io提供了全面的IO接口，包括：文件读写，标准设备输出等等。Java中IO是以流为基础进行输入输出的，所有数据被串行化写入输出流，或者从输入流读入。在具体使用中很多初学者对Java.io包的使用非常含糊，本文将详细解说关于Java.io的使用。

1、要明白java.io，需要理解decorator设计模式，下面详细介绍下。

装饰模式是对对象功能增强时，平时使用继承的一种替代方案

一．UML示意图：

二．组成部分：

1.       抽象构件：原始的功能接口

2.       具体构件：具体的原始功能类

3.       装饰角色：持有具体构件类的对象，以便执行原有功能

4.       具体装饰：具体扩展的功能在这里

三．例子代码:使用装饰模式来演示一个对”行走”功能扩展的例子(听音乐+行走和唱歌+行走)

1． 抽象构件

package com.eekq.decorator;

 

publicinterface Component {

    /**原始接口*/

    publicvoid go();

}

2． 具体构件

package com.eekq.decorator;

 

publicclass ConcreteComponent implements Component {

 

    publicvoid go() {    

        System.out.println("行走");

    }

 

}

3．装饰角色来了

package com.eekq.decorator;

 

publicclass Decorator implements Component {

    /**持有私有的原始构件*/

    private Component component;

 

    /**构造子，委派给原始构件*/

    protected Decorator(Component component) {

        this.component = component;

    }

 

    /**调用原始构件功能，通常就可直接把扩展功能加在此方法中*/

    publicvoid go() {

        this.component.go();

    }

 

}

4．具体装饰（这里演示了两种扩展的情况，走路+听音乐和唱歌s）

(1).

package com.eekq.decorator;

 

publicclass ConcreteDecoratorListen extends Decorator {

 

    /**构造子，相关初始化*/

    public ConcreteDecoratorListen(Component component) {

        super(component);

        // code is here

    }

 

    /**商业逻辑，对原始构件功能的扩展*/

    publicvoid go() {    

        listen("听音乐");//执行扩展功能

        super.go();

    }

   

    privatevoid listen(Object obj){

        System.out.println(obj);       

    }

 

}

(2).

package com.eekq.decorator;

 

publicclass ConcreteDecoratorSing extends Decorator {

 

    /**构造子，相关初始化*/

    public ConcreteDecoratorSing(Component component) {

        super(component);

        // code is here

    }

 

    /**商业逻辑，对原始构件功能的扩展*/

    publicvoid go() {    

        super.go();

        System.out.println(sing());;// 执行扩展功能

    }

 

    private String sing() {

        return"唱歌";

    }

}

5．客户端调用

package com.eekq.decorator;

 

publicclass Main {

 

    publicstaticvoid main(String[] args) {

        /**原始构件*/

        Component component = new ConcreteComponent();

        /**边听音乐，边走路*/

        ConcreteDecoratorListen cdl = new ConcreteDecoratorListen(component);

        cdl.go();

        System.out.println();

        /**边走路，边唱歌*/

        ConcreteDecoratorSing cds = new ConcreteDecoratorSing(component);

        cds.go();

    }

 

}

看到ConcreteDecoratorListen cdl = new ConcreteDecoratorListen(component);

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？ 其实这种封装都是一样的，就是用的装饰模式设计。

总结

优点：装饰模式和继承都是对功能的扩展,而装饰模式使用的是组合,可以不用继承而达到这一效果.使用过多的继承会增加系统的复杂性和偶合性

缺点：装饰模式要产生一些辅助性的对象,但这些对象看上去都比较像,不是很容易检查(好的命名应该是提高检查的一个办法)

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系统中，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：

　　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

　　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：

　　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。

　　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

　　java 代码

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。