面试官提出的Io问题 如何去做解答呢?
主要内容
java.io.File类的使用
IO原理及流的分类
文件流
FileInputStream / FileOutputStream / FileReader / FileWriter
缓冲流
BufferedInputStream / BufferedOutputStream /
BufferedReader / BufferedWriter
转换流
InputStreamReader / OutputStreamWriter
标准输入/输出流
打印流(了解)
PrintStream / PrintWriter
数据流(了解)
DataInputStream / DataOutputStream
对象流 ----涉及序列化、反序列化
ObjectInputStream / ObjectOutputStream
随机存取文件流
RandomAccessFile
File类
java.io.File类:文件和目录路径名的抽象表示形式,与平台无关
File 能新建、删除、重命名文件和目录,但 File 不能访问文件内容本身。如果需要访问文件内容本身,则需要使用输入/输出流。
File对象可以作为参数传递给流的构造函数
File类的常见构造方法:
public File(String pathname)
以pathname为路径创建File对象,可以是绝对路径或者相对路径,如果pathname是相对路径,则默认的当前路径在系统属性user.dir中存储。
public File(String parent,String child)
以parent为父路径,child为子路径创建File对象。
File的静态属性String separator存储了当前系统的路径分隔符。
在UNIX中,此字段为'/',在Windows中,为'\\'
常见方法:
eg:File dir1 = new File("D:/IOTest/dir1");if (!dir1.exists()) { // 如果D:/IOTest/dir1不存在,就创建为目录dir1.mkdir(); }// 创建以dir1为父目录,名为"dir2"的File对象File dir2 = new File(dir1, "dir2");if (!dir2.exists()) { // 如果还不存在,就创建为目录dir2.mkdirs(); }File dir4 = new File(dir1, "dir3/dir4");if (!dir4.exists()) {dir4.mkdirs();}// 创建以dir2为父目录,名为"test.txt"的File对象File file = new File(dir2, "test.txt"); if (!file.exists()) { // 如果还不存在,就创建为文件file.createNewFile();}
IO流用来处理设备之间的数据传输。Java IO原理
Java程序中,对于数据的输入/输出操作以"流(stream)" 的方式进行。
java.io包下提供了各种"流"类和接口,用以获取不同种类的数据,并通过标准的方法输入或输出数据。
流的分类
按操作数据单位不同分为:字节流(8 bit),字符流(16 bit)
按数据流的流向不同分为:输入流,输出流
按流的角色的不同分为:节点流,处理流
(抽象基类) |
字节流 |
字符流 |
输入流 |
InputStream |
Reader |
输出流 |
OutputStream |
Writer |
Java的IO流共涉及40多个类,实际上非常规则,都是从如上4个抽象基类派生的。
由这四个类派生出来的子类名称都是以其父类名作为子类名后缀。
字节流:以byte为单位传输
字符流:以char为单位传输
IO流体系
InputStream & Reader
InputStream 和 Reader 是所有输入流的基类。
InputStream(典型实现:FileInputStream)
int read()
int read(byte[] b)
int read(byte[] b, int off, int len)
Reader(典型实现:FileReader)
int read()
int read(char [] c)
int read(char [] c, int off, int len)
程序中打开的文件 IO 资源不属于内存里的资源,垃圾回收机制无法回收该资源,所以应该显式关闭文件 IO 资源。
OutputStream & Writer
OutputStream 和 Writer 也非常相似:
void write(int b/int c);
void write(byte[] b/char[] cbuf);
void write(byte[] b/char[] buff, int off, int len);
void flush();
void close(); 需要先刷新,再关闭此流
因为字符流直接以字符作为操作单位,所以 Writer 可以用字符串来替换字符数组,即以 String 对象作为参数
void write(String str);
void write(String str, int off, int len);
文件流
读取文件
1.建立一个流对象,将已存在的一个文件加载进流。
FileReader fr = new FileReader("Test.txt");
2.创建一个临时存放数据的数组。
char[] ch = new char[1024];
3.调用流对象的读取方法将流中的数据读入到数组中。
fr.read(ch);
写入文件
1.创建流对象,建立数据存放文件
FileWriter fw = new FileWriter("Test.txt");
2.调用流对象的写入方法,将数据写入流
fw.write("text");
3.关闭流资源,并将流中的数据清空到文件中。
fw.close();
FileWriter fw = null;try{fw = new FileWriter("Test.txt");fw.write("text");}catch (IOException e){System.out.println(e.toString());}finally{If(fw!=null)try{fw.close();}catch (IOException e){System.out.println(e.toString());} }
注意点:
定义文件路径时,注意:可以用"/"或者"\\"。File.separator()
在写入一个文件时,如果目录下有同名文件将被覆盖。
在读取文件时,必须保证该文件已存在,否则出异常。
处理流之一:缓冲流
为了提高数据读写的速度,Java API提供了带缓冲功能的流类,在使用这些流类时,会创建一个内部缓冲区数组
根据数据操作单位可以把缓冲流分为:
BufferedInputStream 和 BufferedOutputStream
BufferedReader 和 BufferedWriter
缓冲流要"套接"在相应的节点流之上,对读写的数据提供了缓冲的功能,提高了读写的效率,同时增加了一些新的方法
对于输出的缓冲流,写出的数据会先在内存中缓存,使用flush()将会使内存中的数据立刻写出
BufferedReader br = null;BufferedWriter bw = null;try {//step1:创建缓冲流对象:它是过滤流,是对节点流的包装br = new BufferedReader(new FileReader("d:\\IOTest\\source.txt"));bw = new BufferedWriter(new FileWriter("d:\\IOTest\\destBF.txt"));String str = null;while ((str = br.readLine()) != null) { //一次读取字符文本文件的一行字符bw.write(str); //一次写入一行字符串bw.newLine(); //写入行分隔符}bw.flush(); //step2:刷新缓冲区} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}finally {// step3: 关闭IO流对象try {if (bw != null) {bw.close(); //关闭过滤流时,会自动关闭它所包装的底层节点流}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}try {if (br != null) {br.close();}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
处理流之二:转换流
转换流提供了在字节流和字符流之间的转换
Java API提供了两个转换流:
InputStreamReader和OutputStreamWriter
字节流中的数据都是字符时,转成字符流操作更高效。
InputStreamReader
用于将字节流中读取到的字节按指定字符集解码成字符。需要和InputStream"套接"。
构造方法
public InputStreamReader(InputStream in)
public InputSreamReader(InputStream in,String charsetName)
如: Reader isr = new
InputStreamReader(System.in,"ISO5334_1");//指定字符集
OutputStreamWriter
用于将要写入到字节流中的字符按指定字符集编码成字节。需要和OutputStream"套接"。
构造方法
public OutputStreamWriter(OutputStream out)
public OutputStreamWriter(OutputStream out,String charsetName)
public void testMyInput() throws Exception{FileInputStream fis = new FileInputStream("dbcp.txt");FileOutputStream fos = new FileOutputStream("dbcp5.txt");InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis,"GBK");OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(fos,"GBK");BufferedReader br = new BufferedReader(isr);BufferedWriter bw = new BufferedWriter(osw);String str = null;while((str = br.readLine()) != null){bw.write(str);bw.newLine();bw.flush();} bw.close(); br.close();}
补充:字符编码
编码表的由来
计算机只能识别二进制数据,早期由来是电信号。为了方便应用计算机,让它可以识别各个国家的文字。就将各个国家的文字用数字来表示,并一一对应,形成一张表。这就是编码表。
常见的编码表
ASCII:美国标准信息交换码。
用一个字节的7位可以表示。
ISO8859-1:拉丁码表。欧洲码表
用一个字节的8位表示。
GB2312:中国的中文编码表。
GBK:中国的中文编码表升级,融合了更多的中文文字符号。
Unicode:国际标准码,融合了多种文字。
所有文字都用两个字节来表示,Java语言使用的就是unicode
UTF-8:最多用三个字节来表示一个字符。
编码:字符串à字节数组
解码:字节数组à字符串
转换流的编码应用
可以将字符按指定编码格式存储。
可以对文本数据按指定编码格式来解读。
指定编码表的动作由构造器完成。
处理流之三:标准输入输出流
System.in和System.out分别代表了系统标准的输入和输出设备
默认输入设备是键盘,输出设备是显示器
System.in的类型是InputStream
System.out的类型是PrintStream,其是OutputStream的子类FilterOutputStream 的子类
通过System类的setIn,setOut方法对默认设备进行改变。
public static void setIn(InputStream in)
public static void setOut(PrintStream out)
System.out.println("请输入信息(退出输入e或exit):");//把"标准"输入流(键盘输入)这个字节流包装成字符流,再包装成缓冲流BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));String s = null;try {while ((s = br.readLine()) != null) { //读取用户输入的一行数据 --> 阻塞程序if (s.equalsIgnoreCase("e") || s.equalsIgnoreCase("exit")) {System.out.println("安全退出!!");break;}//将读取到的整行字符串转成大写输出System.out.println("-->:"+s.toUpperCase());System.out.println("继续输入信息");} } catch (IOException e) {e.printStackTrace();} finally {try {if (br != null) {br.close(); //关闭过滤流时,会自动关闭它包装的底层节点流} } catch (IOException e) {e.printStackTrace();} }
处理流之四:打印流(了解)
在整个IO包中,打印流是输出信息最方便的类。
PrintStream(字节打印流)和PrintWriter(字符打印流)
提供了一系列重载的print和println方法,用于多种数据类型的输出
PrintStream和PrintWriter的输出不会抛出异常
PrintStream和PrintWriter有自动flush功能
System.out返回的是PrintStream的实例
FileOutputStream fos = null;try {fos = new FileOutputStream(new File("D:\\IO\\text.txt"));} catch (FileNotFoundException e) {e.printStackTrace();}//创建打印输出流,设置为自动刷新模式(写入换行符或字节 '\n' 时都会刷新输出缓冲区)PrintStream ps = new PrintStream(fos,true);if (ps != null) { // 把标准输出流(控制台输出)改成文件System.setOut(ps);}for (int i = 0; i <= 255; i++) { //输出ASCII字符System.out.print((char)i);if (i % 50 == 0) { //每50个数据一行System.out.println(); // 换行}}ps.close();}
处理流之五:数据流(了解)
为了方便地操作Java语言的基本数据类型的数据,可以使用数据流。
数据流有两个类:(用于读取和写出基本数据类型的数据)
DataInputStream 和 DataOutputStream
分别"套接"在 InputStream 和 OutputStream 节点流上
DataInputStream中的方法
boolean readBoolean() byte readByte()
char readChar() float readFloat()
double readDouble() short readShort()
long readLong() int readInt()
String readUTF() void readFully(byte[] b)
DataOutputStream中的方法
将上述的方法的read改为相应的write即可。
DataOutputStream dos = null;try { //创建连接到指定文件的数据输出流对象dos = new DataOutputStream(new FileOutputStream("d:\\IOTest\\destData.dat"));dos.writeUTF("ab中国"); //写UTF字符串dos.writeBoolean(false); //写入布尔值dos.writeLong(1234567890L); //写入长整数System.out.println("写文件成功!");} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} finally { //关闭流对象try {if (dos != null) {// 关闭过滤流时,会自动关闭它包装的底层节点流dos.close();}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} }
处理流之六:对象流
ObjectInputStream和OjbectOutputSteam
用于存储和读取对象的处理流。它的强大之处就是可以把Java中的对象写入到数据源中,也能把对象从数据源中还原回来。
序列化(Serialize):用ObjectOutputStream类将一个Java对象写入IO流中
反序列化(Deserialize):用ObjectInputStream类从IO流中恢复该Java对象
ObjectOutputStream和ObjectInputStream不能序列化static和transient修饰的成员变量
对象的序列化
对象序列化机制允许把内存中的Java对象转换成平台无关的二进制流,从而允许把这种二进制流持久地保存在磁盘上,或通过网络将这种二进制流传输到另一个网络节点。当其它程序获取了这种二进制流,就可以恢复成原来的Java对象
序列化的好处在于可将任何实现了Serializable接口的对象转化为字节数据,使其在保存和传输时可被还原
序列化是 RMI(Remote Method Invoke – 远程方法调用)过程的参数和返回值都必须实现的机制,而 RMI 是 JavaEE 的基础。因此序列化机制是 JavaEE 平台的基础
如果需要让某个对象支持序列化机制,则必须让其类是可序列化的,为了让某个类是可序列化的,该类必须实现如下两个接口之一:
Serializable
Externalizable
凡是实现Serializable接口的类都有一个表示序列化版本标识符的静态变量:
private static final long serialVersionUID;
serialVersionUID用来表明类的不同版本间的兼容性
如果类没有显示定义这个静态变量,它的值是Java运行时环境根据类的内部细节自动生成的。若类的源代码作了修改,serialVersionUID 可能发生变化。故建议,显示声明
显示定义serialVersionUID的用途
希望类的不同版本对序列化兼容,因此需确保类的不同版本具有相同的serialVersionUID
不希望类的不同版本对序列化兼容,因此需确保类的不同版本具有不同的serialVersionUID
使用对象流序列化对象
若某个类实现了 Serializable 接口,该类的对象就是可序列化的:
创建一个 ObjectOutputStream
调用 ObjectOutputStream 对象的 writeObject(对象) 方法输出可序列化对象。注意写出一次,操作flush()
反序列化
创建一个 ObjectInputStream
调用 readObject() 方法读取流中的对象
强调:如果某个类的字段不是基本数据类型或 String 类型,而是另一个引用类型,那么这个引用类型必须是可序列化的,否则拥有该类型的 Field 的类也不能序列化
序列化:将对象写入到磁盘或者进行网络传输。
要求对象必须实现序列化
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("test3.txt"));Person p = new Person("韩梅梅",18,"中华大街",new Pet());oos.writeObject(p);oos.flush();oos.close();//反序列化:将磁盘中的对象数据源读出。ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("test3.txt"));Person p1 = (Person)ois.readObject();System.out.println(p1.toString());ois.close();
RandomAccessFile 类
RandomAccessFile 类支持 "随机访问" 的方式,程序可以直接跳到文件的任意地方来读、写文件
支持只访问文件的部分内容
可以向已存在的文件后追加内容
RandomAccessFile 对象包含一个记录指针,用以标示当前读写处的位置。RandomAccessFile 类对象可以自由移动记录指针:
long getFilePointer():获取文件记录指针的当前位置
void seek(long pos):将文件记录指针定位到 pos 位置
构造器
public RandomAccessFile(File file, String mode)
public RandomAccessFile(String name, String mode)
创建 RandomAccessFile 类实例需要指定一个 mode 参数,该参数指定 RandomAccessFile 的访问模式:
r: 以只读方式打开
rw:打开以便读取和写入
rwd:打开以便读取和写入;同步文件内容的更新
rws:打开以便读取和写入;同步文件内容和元数据的更新
读取文件内容
RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile("test.txt", "rw"); raf.seek(5);byte [] b = new byte[1024];int off = 0;int len = 5;raf.read(b, off, len);String str = new String(b, 0, len);System.out.println(str);raf.close();
写入文件内容
RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile("test.txt", "rw");raf.seek(5);//先读出来String temp = raf.readLine();raf.seek(5);raf.write("xyz".getBytes());raf.write(temp.getBytes());raf.close();
流的基本应用小节
流是用来处理数据的。
处理数据时,一定要先明确数据源,与数据目的地
数据源可以是文件,可以是键盘。
数据目的地可以是文件、显示器或者其他设备。
而流只是在帮助数据进行传输,并对传输的数据进行处理,比如过滤处理、转换处理等。
字节流-缓冲流(重点)
输入流InputStream-FileInputStream-BufferedInputStream
输出流OutputStream-FileOutputStream-BufferedOutputStream
字符流-缓冲流(重点)
输入流Reader-FileReader-BufferedReader
输出流Writer-FileWriter-BufferedWriter
转换流
InputSteamReader和OutputStreamWriter
对象流ObjectInputStream和ObjectOutputStream(难点)
序列化
反序列化
随机存取流RandomAccessFile(掌握读取、写入)
最后
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