java IO程式設計(二)位元組流與字元流

在java中對資料流的操作分為輸入與輸出兩種方式，而且針對此操作提供了一下兩類支援。

位元組流(JDK 1.0開始提供)：InputStream(輸入位元組流)、OutputStream(輸出位元組流);
字元流(JDK 1.1開始提供)：Reader(輸入字元流)、Writer(輸出字元流)。

一、位元組流

輸出位元組流 OutputStream

OutputStream類的常用方法

No.	方法	類型	描述
1	public void close() throws IOException	普通	關閉位元組流
2	public void flush() throws IOException	普通	強制重新整理
3	public abstract void write(int b) thorws IOException	普通	輸出單個位元組
4	public void write(byte[] b) throws IOException	普通	輸出全部位元組數組資料
5	public void write(byte[] b,int off,int len) throws IOExcption	普通	輸出部分位元組數組資料

注：OutputStream類是個抽象類，同時實作了Closeable和Flushable接口，而Closeable繼承了AutoCloseable接口，是以當使用完OutputStream後即使不手動關閉資源，系統也會自動将資源關閉

OutputStream類本身是一個抽象類，如果需要進行檔案操作，可以使用FileOutputStream子類完成。

FileOutputStream類的常用方法

No.	方法	類型	描述
1	public FileOutputStream(File file) throws FileNotFoundException	構造	将内容輸出到指定路徑，如果檔案已存在則使用新的内容覆寫舊的内容
2	public FileOutputStream(File file,boolean append) throws FileNotFoundException	構造	如果将布爾參數設定為true,則表示追加新的内容到檔案中

1.使用位元組輸出流将設定好的内容輸出到指定檔案中

package com.tjut.streamTest;

import java.io.File;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;

public class StreamTest01 {
	
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		//定義要輸出檔案的路徑
		File file = new File("d:" + File.separator + "Demo" + File.separator + "Hello" + File.separator + "test.txt");
		//此時由于目錄不存在，是以檔案不能輸出，應該首先建立目錄
		if(!file.getParentFile().exists()) {
			file.getParentFile().mkdirs();
		}
		//利用OutputStream向檔案輸出資訊時如果檔案不存在，則會自動建立（不需要使用者手動調用createNewFile()方法）
		OutputStream output = new FileOutputStream(file);
		String str = "沒有月色的夜裡，螢火蟲用心點亮漫天的星";
		byte[] data = str.getBytes();
		output.write(data);
		output.close();
	}
	


}

讀者可以嘗試使用單個位元組的方式輸出

for(int i = 0;i < data.length;i++) {
			output.write(data[i]);
		}

或者輸出部分位元組數組的内容

output.write(data,6,6);

輸入位元組流 InputStream

InputStream的可以對比OutputStream來學習，同樣是抽象類，也不需要手動關閉資源。

InputStream類的常用方法

No.	方法	類型	描述
1	public void close() throws IOException	普通	關閉位元組輸入流
2	public abstract int read() throws IOException	普通	讀取單個位元組
3	public int read(byte[] b) throws IOException	普通	将資料讀取到位元組數組中，同時傳回讀取的資料長度
4	public int read(byte[] b,int off,int len) throws IOException	普通	将資料讀取到部分位元組數組中，同時傳回讀取的資料長度

注：read()方法讀到結尾後會傳回-1

InputStream本身是一個抽象類，需要使用FileInputStream類來實作相應的檔案操作

FileInputStream類的常用方法

No.	方法	類型	描述
1	public FileInputStream(File file) throws FileNotFoundException	普通	設定要讀取檔案資料的路徑

2.使用位元組輸入流讀取指定檔案中的資料，并将其輸出到控制台

package com.tjut.streamTest;

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;

public class StreamTest02 {
	
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		//1.定義要輸入檔案的路徑
		File file = new File("d:" + File.separator + "Demo" + File.separator + "Hello" + File.separator + "test.txt");
		if(file.exists()) {//判斷檔案是否存在
			//2.使用InputStream進行讀取
			InputStream input = new FileInputStream(file);
			byte[] data = new byte[1024];//準備一個1024的位元組數組
			int len = input.read(data);//3.進行資料讀取，将内容儲存到位元組數組中
			input.close();//4.關閉輸入流
			System.out.println(new String(data,0,len));
		}
	}

}

你也可以嘗試使用while循環，每次讀取一個位元組

int foot = 0;
			int temp = 0;
			while((temp = input.read()) != -1) {
				data[foot++] = (byte)temp;
			}

二、字元流

字元輸出流Writer

Writer是一個抽象類，實作了Appendable、Closeable(父接口AutoCloseable)和Flushable接口，是以也不需要手動關閉資源。利用Writer類可以實作字元數組(包含了字元串)的輸出

Writer類的常用方法

No.	方法	類型	描述
1	public void close() throws IOException	普通	關閉字元輸出流
2	public void flush() throws IOException	普通	強制重新整理
3	public Writer append(CharSequence csq) throws IOException	普通	追加資料
4	public void write(String str) throws IOException	普通	輸出字元串資料
5	public void write(char[] cbuf) throws IOException	普通	輸出字元數組資料

Writer是一個抽象類，要針對檔案内容進行輸出，可以使用java.io.FileWriter類實作Writer類對象的執行個體化操作。

No.	方法	類型	描述
1	public FileWriter(File file) throws IOException	構造	設定輸出檔案
2	public FileWriter(File file,boolean append) throws IOException	構造	設定輸出檔案以及是否進行資料追加

3.使用字元輸出流将特定内容寫入指定檔案中

package com.tjut.streamTest;

import java.io.File;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
import java.io.Writer;

public class StreamTest03 {
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		//1.定義要輸入檔案的路徑
		File file = new File("d:" + File.separator + "Demo" + File.separator + "Hello" + File.separator + "test.txt");
		if(!file.getParentFile().exists()) {//判斷目錄是否存在
			file.getParentFile().mkdirs();//建立檔案目錄
		}
		
		Writer write = new FileWriter(file);//2.執行個體化Writer對象
		String str = "美麗的夢和美麗的詩一樣 \r\n" + "都是可遇而不可求的 \r\n" + 
				"常常在最沒能料到的時刻裡出現";
		write.write(str);//3.輸出字元串資料
		write.close();//4.關閉輸出流
	}
}

字元輸入流Reader

java.io.Reader類是實作字元資料輸入的操作類，在進行資料讀取時可以不使用位元組資料，而直接依靠字元資料(友善進行中文)進行操作。

Reader類的常用方法

No.	方法	類型	描述
1	public void close() throws IOException	普通	關閉字元輸入流
2	public int read() throws IOException	普通	讀取單個字元
3	public int read(char[] cbuf) throws IOException	普通	讀取字元到字元數組中，傳回讀取長度
4	public long skip(long n) throws IOException	普通	跳過位元組長度

注：Reader類實作了Closeable(父接口為AutoCloseable)和Readable接口，是以不需要手動關閉資源

Writer類中存在直接輸出字元串的操作，而Reader類中并沒有直接傳回字元串的操作，這是因為輸出資料時可以采用追加模式，導緻檔案變得非常龐大。如果在Reader類中提供了直接讀取全部資料的方式，就有可能造成記憶體溢出問題。

Reader類是一個抽象類，要實作檔案資料的字元流讀取，可以利用FileReader子類為Reader對象執行個體化。

FileReader類的常用方法

No.	方法	類型	描述
1	public FileReader(File file) throws FileNotFoundException	構造	定義要讀取的檔案路徑

4.使用Reader從指定檔案中讀取資料

package com.tjut.streamTest;

import java.io.File;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;
import java.io.Reader;

public class StreamTest04 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
	//1.定義要輸入檔案的路徑
	File file = new File("d:" + File.separator + "Demo" + File.separator + "Hello" + File.separator + "test.txt");
	if(file.exists()) {
		Reader reader = new FileReader(file);//2.為Reader類對象執行個體化
		char[] data = new char[1024];
		int len = reader.read(data);//3.進行資料讀取
		reader.close();//4.關閉輸入流
		System.out.println(new String(data,0,len));
	}
}
}

位元組流與字元流的差別

位元組流直接與終端檔案進行資料互動，字元流需要将資料經過緩沖區處理才與終端檔案資料互動。在使用OutputStream輸出資料時即使最後沒有關閉輸出流,内容也可以正常輸出，但是反過來如果使用的是字元輸出流Writer，在執行到最後如果不關閉輸出流，就表示在緩沖區中處理的内容不會被強制性清空，是以就不會輸出資料。如果有特殊情況不能關閉字元輸出流，可以使用flush()方法強制清空緩沖區。

5.強制清空字元流緩沖區

package com.tjut.streamTest;

import java.io.File;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
import java.io.Writer;

public class StreamTest05 {
	
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		//1.定義要輸出檔案的路徑
		File file = new File("d:" + File.separator + "Demo" + File.separator + "Hello" + File.separator + "test.txt");
		if(!file.getParentFile().exists()) {//判斷目錄是否存在
			file.getParentFile().mkdirs();//建立檔案目錄
		}
		
		Writer writer = new FileWriter(file);//2.執行個體化Writer類對象
		String str = "我喜歡那樣的夢 \r\n" + 
				"在夢裡 一切都可以重新開始 \r\n" + 
				"一切都可以慢慢解釋 \r\n" + 
				"心裡甚至還能感覺到所有被浪費的時光 \r\n" + 
				"竟然都能重回時的狂喜和感激";
		writer.write(str);//3.輸出字元串資料
		writer.flush();//強制重新整理緩沖區
	}

}

注：在開發中，如果要進行中文時應優先考慮字元流，如果沒有中文問題，建議使用位元組流。

三、轉換流

雖然位元組流和字元流表示兩種不同的資料流操作，但是這兩種流彼此間是可以實作互相轉化的，雖然轉換流的使用情況并不多。

轉換流用到的方法

名稱	InputStreamReader	OutputStreamReader
定義結構	public class InputStreamReader extends Reader	public class OutputStreamWriter extends Writer
構造方法	public InputStreamReader(InputStream in)	public OutputStreamWriter(OutputStream out)

6.将位元組輸出流(OutputStream)轉換為字元輸出流(Writer)

package com.tjut.streamTest;

import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.io.OutputStreamWriter;
import java.io.Writer;

public class StreamTest06 {
	
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		//1.定義要輸出檔案的路徑
		File file = new File("d:" + File.separator + "Demo" + File.separator + "Hello" + File.separator + "test.txt");
		if(!file.getParentFile().exists()) {//判斷目錄是否存在
			file.getParentFile().mkdirs();//建立目錄
		}
		OutputStream output = new FileOutputStream(file);//位元組流
		//将OutputStream類對象傳遞給OutputStreamWriter類的構造方法，而後向上轉型為Writer
		Writer writer = new OutputStreamWriter(output);
		String str = "胸懷中滿溢著幸福\r\n" + 
				"隻因為你就在我眼前\r\n" + 
				"對我微笑 一如當年\r\n" + 
				"我真喜歡那樣的夢";
		writer.write(str);//Writer類的方法
		writer.flush();
		writer.close();
	}

}

檔案操作類的繼承結構如下：

java IO程式設計(二)位元組流與字元流

通過繼承結構可以發現，FileWriter與FileReader都是轉換流的子類，也就證明所有要讀取的檔案資料都是位元組資料，所有的字元都是在記憶體中處理後形成的。

java IO程式設計(二)位元組流與字元流

一、位元組流

二、字元流

三、轉換流

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