Java中的IO

     輸入和輸出是所有應用中所必需的組成部分，通過IO可以讀取輸入資料以及存儲資料到外部裝置上。Java中的輸入和輸出是通過java.io來支援的。下面是本人在學習中的歸納和體會。

1. File類和檔案過濾器

    顧名思義，File類中是有關檔案的操作。這裡必須明确，檔案還包括目錄。通過檔案或目錄路徑的字元串作為參數，根據傳入的是目錄路徑還是檔案名路徑可以分别初始化不同的File對象。在File對象中封裝了對檔案的操作，例如建立檔案，删除檔案和重命名等方法。但是它并不能通路檔案本身的内容，這需要輸入輸出流來完成。下面是有關File類的代碼。

public class FileTest   {       public static void main(String[] args) throws IOException       {           //以目前路徑來建立一個File對象           File file = new File(".");            //直接擷取檔案名，輸出一點           System.out.println(file.getName());           //擷取相對路徑的父路徑可能出錯，下面代碼輸出null           System.out.println(file.getParent());           //擷取絕對路徑           System.out.println(file.getAbsoluteFile());           //擷取上一級路徑           System.out.println(file.getAbsoluteFile().getParent());           //在目前路徑下建立一個臨時檔案           File tmpFile = File.createTempFile("aaa", ".txt", file);           //指定當JVM退出時删除該檔案           tmpFile.deleteOnExit();           //以系統目前時間作為新檔案名來建立新檔案           File newFile = new File(System.currentTimeMillis() + "");           System.out.println("newFile對象是否存在：" + newFile.exists());           //以指定newFile對象來建立一個檔案           newFile.createNewFile();           //以newFile對象來建立一個目錄，因為newFile已經存在，           //是以下面方法傳回false，即無法建立該目錄           newFile.mkdir();           //使用list方法來列出目前路徑下的所有檔案和路徑           String[] fileList = file.list();           System.out.println("======目前路徑下所有檔案和路徑如下=====");           for (String fileName : fileList)           {               System.out.println(fileName);           }           //listRoots靜态方法列出所有的磁盤根路徑。           File[] roots = File.listRoots();           System.out.println("======系統所有根路徑如下=====");           for (File root : roots)           {               System.out.println(root);           }       }   }

    在上面的代碼中，使用list()方法可以傳回目錄下所有檔案的路徑和名稱。使用檔案過濾器，可以根據自己的需要選擇傳回的檔案類型。通過一個實作了FilenameFilter接口的類對象作為list()方法的參數，就可以實作檔案過濾的作用。過濾的規則在重寫FilenameFilter中的accept()方法中定義。代碼如下：

public class FilenameFilterTest   {       public static void main(String[] args)        {           File file = new File(".");           String[] nameList = file.list(new MyFilenameFilter());           for (String name : nameList)           {               System.out.println(name);           }       }   }   //實作自己的FilenameFilter實作類   class MyFilenameFilter implements FilenameFilter   {       public boolean accept(File dir, String name)       {           //如果檔案名以.java結尾，或者檔案對應一個路徑，傳回true           return name.endsWith(".java")               || new File(name).isDirectory();       }   }

2. 輸入輸出流

    在Java中，從不同角度定義了輸入輸出流的分類。以記憶體作為流的方向基點，可将其分為輸入流和輸出流，流向記憶體的成為輸入流，流出記憶體的成為輸出流。從資料操作的最小單元來分類，可将其分為位元組流和字元流。根據抽象程度分類，可将其分為節點流和處理流，處理流是連接配接到實際實體節點的節點流的封裝，這樣既可以不必去關注節點的來源（檔案或者數組），用統一的方法去操作，又可以使用更加方面的方法來實作操作。

    在學習中，本人對于輸入輸出流的總結歸納：

    A. 位元組流和字元流其實并沒有本質的差別，無非是它們二者的操作單元不同。位元組流的基類為InputStream和OutputStream，字元流的基類為Reader和Writer。它們所提供的讀寫方法一樣，差別在于參數，需要對應流類型。

    B. 輸入流中的read系列方法是從輸入流中讀取資料的操作。空參數将傳回所讀取的位元組（字元）。read方法中可以傳入數組參數，數組的類型必須和流的資料類型相比對，相當于一個竹筒，一次可讀取最多等于數組容量的資料，并将所讀資料裝進數組中。

    C. 輸出流中的write系列方法是向輸出流中寫入資料的操作。方法中的參數可以是整型或字元型變量，也可以傳入數組參數，數組的類型必須和流的資料類型相比對，相當于一個竹筒，一次可寫入最多等于數組容量的資料。特别地，字元型輸出流的write方法可以傳入字元串。

    D. InputStream和OutputStream，Reader和Writer這四個類作為Java中輸入輸出流的抽象基類，并不能直接被初始化使用。Java中提供了一些繼承了它們的類，用于實作具體的某種流操作。如：

    a.File字首系列的類（如FileInputStream），用于對檔案類進行流操作，使用檔案名作為構造函數的參數；示例代碼如下：

輸出類：

public class FileOutputStreamTest   {       public static void main(String[] args) throws IOException       {           FileInputStream fis = null;           FileOutputStream fos = null;           try          {               //建立位元組輸入流               fis = new FileInputStream("FileOutputStreamTest.java");               //建立位元組輸入流               fos = new FileOutputStream("newFile.txt");               byte[] bbuf = new byte[32];               int hasRead = 0;               //循環從輸入流中取出資料               while ((hasRead = fis.read(bbuf)) > 0 )               {                   //每讀取一次，即寫入檔案輸出流，讀了多少，就寫多少。                   fos.write(bbuf , 0 , hasRead);               }           }           catch (IOException ioe)           {               ioe.printStackTrace();           }           finally          {               //使用finally塊來關閉檔案輸入流               if (fis != null)               {                   fis.close();               }               //使用finally塊來關閉檔案輸出流               if (fos != null)               {                   fos.close();               }           }       }   }

輸入類：

public class FileInputStreamTest   {       public static void main(String[] args) throws IOException       {           //建立位元組輸入流           FileInputStream fis = new FileInputStream("FileInputStreamTest.java");           //建立一個長度為1024的“竹筒”           byte[] bbuf = new byte[1024];           //用于儲存實際讀取的位元組數           int hasRead = 0;           //使用循環來重複“取水”過程           while ((hasRead = fis.read(bbuf)) > 0 )           {               //取出“竹筒”中水滴（位元組），将位元組數組轉換成字元串輸入！               System.out.print(new String(bbuf , 0 , hasRead ));           }           fis.close();       }   }

    b. 數組字首系列類（如ByteArrayInputSteam），用于對數組進行流操作，使用數組對象作為構造函數的參數；

    c. 轉換流InputStreamReader将位元組輸入流轉換為字元輸入流；InputStreamReader将位元組輸出流轉換為字元輸出流，代碼如下：

public class KeyinTest   {       public static void main(String[] args)        {           BufferedReader br = null;           try          {               //将Sytem.in對象轉換成Reader對象               InputStreamReader reader = new InputStreamReader(System.in);               //将普通Reader包裝成BufferedReader               br = new BufferedReader(reader);               String buffer = null;               //采用循環方式來一行一行的讀取               while ((buffer = br.readLine()) != null)               {                   //如果讀取的字元串為"exit"，程式退出                   if (buffer.equals("exit"))                   {                       System.exit(1);                   }                   //列印讀取的内容                   System.out.println("輸入内容為:" + buffer);               }           }           catch (IOException ioe)           {               ioe.printStackTrace();           }           //關閉輸入流           finally          {               try              {                   br.close();                            }               catch (IOException ioe)               {                   ioe.printStackTrace();               }           }       }   }

    d. 字元流的子類有String字首（StringReader和StringWriter）系列類可以對字元串進行操作，代碼如下：

public class StringNodeTest   {       public static void main(String[] args)        {           String src = "從明天起，做一個幸福的人\n"              + "喂馬，劈柴，周遊世界\n"              + "從明天起，關心糧食和蔬菜\n"              + "我有一所房子，面朝大海，春暖花開\n"              + "從明天起，和每一個親人通信\n"              + "告訴他們我的幸福\n";           StringReader sr = new StringReader(src);           char[] buffer = new char[32];           int hasRead = 0;           try          {               //采用循環讀取的通路讀取字元串               while((hasRead = sr.read(buffer)) > 0)               {                   System.out.print(new String(buffer ,0 , hasRead));               }           }           catch (IOException ioe)           {               ioe.printStackTrace();           }           finally          {               sr.close();           }           //建立StringWriter時，實際上以一個StringBuffer作為輸出節點           //下面指定的20就是StringBuffer的初始長度           StringWriter sw = new StringWriter(20);            //調用StringWriter的方法執行輸出           sw.write("我遠離了大海，\n");           sw.write("看不到春暖花開,\n");           sw.write("我隻有一隻小龜，\n");           sw.write("一樣可以聞到馥郁花香\n");           System.out.println("------下面是sw的字元串節點裡的内容------:");           //使用toString方法傳回StringWriter的字元串節點的内容           System.out.println(sw.toString());       }   }

    d.推回輸入流PushbackInputStream和PushbackReader帶有一個推回緩沖區，使用unread（數組）方法可以将一個位元組/字元數組推回到推回緩沖區中。推回輸入流也有read方法，使用read方法讀取輸入流時，首先從輸入緩沖區中讀取，讀完之後才從輸入流中讀。代碼如下：

public class PushbackTest   {       public static void main(String[] args)        {           PushbackReader pr = null;           try          {               //建立一個PushbackReader對象，指定推回緩沖區的長度為64               pr = new PushbackReader(new FileReader("PushbackTest.java") , 64);               char[] buf = new char[32];               //用以儲存上次讀取的字元串内容               String lastContent = "";               int hasRead = 0;               //循環讀取檔案内容               while ((hasRead = pr.read(buf)) > 0)               {                   //将讀取的内容轉換成字元串                   String content = new String(buf , 0 , hasRead);                   int targetIndex = 0;                   //将上次讀取的字元串和本次讀取的字元串拼起來，檢視是否包含目标字元串                   //如果包含目标字元串                   if ((targetIndex = (lastContent + content).indexOf("new PushbackReader")) > 0)                   {                       //将本次内容和上次内容一起推回緩沖區                       pr.unread((lastContent + content).toCharArray());                       //再次讀取指定長度的内容（就是目标字元串之前的内容）                       pr.read(buf , 0 , targetIndex);                       //列印讀取的内容                       System.out.print(new String(buf , 0 ,targetIndex));                       System.exit(0);                   }                   else                  {                       //列印上次讀取的内容                       System.out.print(lastContent);                       //将本次内容設為上次讀取的内容                       lastContent = content;                   }               }           }           catch (IOException ioe)           {               ioe.printStackTrace();           }           finally          {               try              {                   if (pr != null)                       pr.close();               }               catch (IOException ioe)               {                   ioe.printStackTrace();               }           }       }   }

    E. 在Java虛拟機中可以通過exec方法執行其他的應用程式，并傳回Proess對象。利用該對象的getErrorStream、getInputStream和getOutputStream方法可以分别獲得子程序的錯誤流，輸出流和輸入流（方向是以程式角度為基點）。

    F. RandomAccessFile類提供對檔案的随機通路，程式可以直接跳轉到檔案的任何地方來讀取資料。它内部提供了與位元組流同法相同的讀寫方法，另外又加入了自由定位檔案記錄指針的方法seek。在讀寫操作時以位元組為機關。在構造函數中還需加入一個mode參數由于制定讀寫權限。

    G. 需要注意Scanner對象的使用。Scanner對象用于捕獲輸入，并将輸入内容轉換為字元串。

//使用System.in建立Scanner對象，用于擷取标準輸入           Scanner sc = new Scanner(System.in);           PrintStream ps = new PrintStream(               new FileOutputStream("out.txt"));           //增加下面一行将隻把回車作為分隔符           sc.useDelimiter("\n");           //判斷是否還有下一個輸入項           while(sc.hasNext())           {               //輸出輸入項               ps.println("鍵盤輸入的内容是：" + sc.next());           }           ps.close();

    對于初學者來說一個容易忽略的地方是，需要差別節點流和處理流構造方法中參數的意義。節點流中，構造方法參數是要讀取或者輸出地實體節點，是“目的地”或者“始發地”，而處理流的構造函數參數是所要包裝的處理流對象，包裝之後的操作實際上是間接操作節點流，并未對被包裝的節點流本身屬性做修改。采用處理流包裝後，可以不用管節點流的資料類型，而根據處理流的性質傳遞在節點流中不能傳遞的内容，例如Obj；同時還可以增加一些便于操作的方法，比如緩沖區。