【IO】JavaIO流：字节流、字符流、缓冲流、转换流、序列化流等

太过爱你忘了你带给我的痛 2024-02-21 11:06 20阅读 0赞

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#### IO流 ####

*  Java IO
 *   *  1. 认识IO
     *  2. FileOutputStream(写)
     *  3. FileInputStream(读)
     *  4. Java编码和解码
     *  5. 字符流
     *   *  1) FileReader
         *  2）FileWriter
     *  6. 缓冲流
     *   *  1)字节缓冲流
         *  2)字符缓冲流
     *  7. 转换流（字符流的一种）
     *  8. 序列化流 / 反序列化流
     *  9. 打印流
     *  10. 压缩流 / 解压缩流

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## Java IO ##

### 1. 认识IO ###

`IO流`：

*  **流的方向**划分：
 *   *  输入流：读取
     *  输出流：写出
 *  **流操作的文件类型**划分：
 *   *  字节流：可读取所有文件类型
     *   *  InputStream：字节输入流
         *  OutputStream：字节输出流
     *  字符流：可读取纯文本文件
     *   *  Reader：字符输入流
         *  Writer：字符输出流

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### 2. FileOutputStream(写) ###

`使用步骤`：

*  ① **创建字节输出流对象**
 *   *  参数：字符串表示的路径/File对象
     *  文件不存在，或自动创建一个新的，但需要保证父级路径存在
     *  如果文件已经存在，会被覆盖
 *  ②**写数据**
 *   *  writer()中的参数是int类型，实际写出到文件内容是整数对应的ASCII码值
     *  三种方式：
     *   *  `void write(int b)`：一次写一个字节数据
         *  `void write(byte[] b)`：一次写一个字节数组的数据
         *  `void write(byte[] b,int off,int len)`：一次写一个数组的部分数据（参数：数组、起始索引、个数）
 *  ③**释放资源**
 *   *  每次使用完流之后都需要进行资源释放
 *  **初识案例：**
 *   *      public class FileOutputStreamDemo {
                    
                public static void main(String[] args) throws IOException {
                    
                    //获取输出流对象
                    FileOutputStream fos = new FileOutputStream("D:\\JavaData\\myIO\\a.txt");
                    //写操作
                    fos.write(97);
                    //关闭资源
                    fos.close();
                }
            }
 *  换行符：
 *   *  Windows：`\r\n`
     *  Linux：`\n`
     *  Mac：`\r`
 *  续写：
 *   *  当写出的文件存在时，一般情况会对内容进行覆盖，若想续写，需要在创建文件输出流对象时设置参数。
     *      //参数一：路径
            //参数二：是否续写：true续写   false：覆盖
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream("D:\\JavaData\\myIO\\a.txt",true);

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### 3. FileInputStream(读) ###

`使用步骤`：

*  ①创建字节输入流对象
 *   *  如果读取文件不存在，直接报错FileNotFoundException
 *  ②读取数据
 *   *  一次读一个字节，读出内容是数据在ASCII码对应的int数字
     *  读到文件末尾，read()返回 **-1**
     *  `public int read()`：一次读取一个字节数据
     *  `public int read(byte[] buffer)`：一次读取一个字节数组数据
 *  ③释放资源
 *   *  每次使用完流必须进行资源释放
 *  
 *  避免乱码：
 *   *  1.  不使用字节流读取文本文件
        2.  编码、解码时使用同一个码表，同一个编码方式

`循环读取`：

*  示例：
 *   *  一次读取一个字节
 *   *      public class FileInputStreamDemo {
                    
                public static void main(String[] args) throws IOException {
                    
                    //创建文件输入流对象
                    FileInputStream fis = new FileInputStream("D:\\JavaData\\myIO\\a.txt");
                    //循环读取（一次读取一个字节）
                    int b;
                    while((b = fis.read()) != -1){
                    
                        System.out.print((char)b);
                    }
                    //释放资源
                    fis.close();
                }
            }

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### 4. Java编码和解码 ###

`Java中的编码和解码方式`：

*  编码:
 *  `public byte[] getBytes()`：使用默认方式编码
 *  `public byte[] getBytes(String charsetName)`：使用指定的方式进行编码
 *  解码：
 *  `String(byte[] bytes)`：只用默认方式进行解码
 *  `String(byte[] bytes,String charsetName)`：使用指定的方式进行解码

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### 5. 字符流 ###

`字符流`：

*  字符流 : 字节流 + 字符集
 *  `特点`
 *   *  输入流：一次读一个字节，遇到中文，一次读多个字节
     *  输出流：底层会把数据按照指定的编码方式进行编码，变成字节再写入文件
 *  适用于：对纯文本文件进行读写操作。

#### 1) FileReader ####

`使用步骤`：

*  ①创建字符输入流对象
 *   *  `public FileReader(File file)`：创建字符输入流关联本地文件
     *  `publlic FileReader(String pathname)`：创建字符输入流关联本地文件
     *   *  若文件不存在，报错
 *  ②读取数据
 *   *  `public int read()`：读取数据，都到末尾返回 **-1**
     *  `public int read(char[] buffer)`：一次读取数组长度的数据，读取到末尾返回 **-1**
     *   *  空参方法，按照字节进行读取，读取中文时一次读取多个字节，读取后解码，返回一个整数。
         *  读取到文件末尾，read()返回 **-1**。
 *  ③释放资源
 *   *  `public int close()`：释放/关闭资源
 *  
 *  `原理`
 *   *  创建字符流对象时：底层关联文件，并创建缓冲区（长度为8192的数组）
     *  读取数据时：
     *   *  1.  判断缓冲区是否有数据可以读取、
            2.  缓冲区没数据，从文件中获取数据并写入缓冲区，每次尽可能装满缓冲区，若文件也没有数据，返回 -1
            3.  缓冲区有数据，直接读取缓冲区
            4.  空参read() —— 一次读取一个字节，中文则一次读取多个字节，把字节解码并转换成十进制
            5.  带参read() —— 把读取字节、解码、强转三步合并，转换后的字符存入字符数组中

#### 2）FileWriter ####

`使用`

*  ①创建字符输出流对象
 *   *  `public FileWriter(File file)`：创建字符输出流关联本地文件
     *  `public FileWriter(String pathname)`：创建字符输出流关联本地文件
     *  `public FileWriter(File file,boolean append)`：**续写方式**，创建字符输出流关联本地文件
     *  `public FileWriter(String pathname,boolean append)`：**续写方式**，创建字符输出流关联本地文件
     *   *  如果文件不存，自动创建新文件，但需要保证父级路径存在。
         *  如果文件存在，会进行覆盖，需要传入参数，若无需覆盖可以打开续写开关（true）。
 *  ②写出数据：
 *   *  `void write(int c)`：写出一个字符（输出整数对应ASCII码）
     *  `void write(String s)`：写出一个字符串
     *  `void write(String str,int off,int len)`写出一个字符串，指定起始索引和输出长度
     *  `void write(char[] cbuf)`：写出一个字符数组的数据
     *  `void write(char[] cbuf,int off,int len)`：写出一个字符数组的数据，指定起始索引和输出长度
 *  ③关闭资源
 *   *  关闭前将缓冲区数据写入文件
     *  缓冲区可以手动刷新flush() —— 缓冲区数据写入文件、并清空缓冲区

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### 6. 缓冲流 ###

`缓冲流`：

*  缓冲流
 *   *  ①字节缓冲流
     *   *  1）BufferedInputStream —— 字节缓冲输入流
         *  2）BufferedOutputStream —— 字节缓冲输出流
     *  ②字符缓冲流
     *   *  1）BufferedReader —— 字符缓冲输入流
         *  2）BufferedWriter —— 字符缓冲输出流

#### 1)字节缓冲流 ####

`字节缓冲流`：

*  使用：
 *   *  `public BufferedInputStream(InputStream is)`：把基本流包装成高级流，提高读取数据的效率
     *  `public BufferedOutoutStream(OutputStream os)`：把基本流包装成高级流，提高写出数据的效率
 *  原理：
 *   *  底层自带长度为8192长度**字节**数组的缓冲区（8KB）提高性能。
     *  字节流自身不带缓冲区，缓冲流能够显著提高性能

#### 2)字符缓冲流 ####

`字符缓冲流`：

*  **使用**
 *   *  `public BufferedReader(Reader r)`：把基本流包装成高级流，提高读取数据的效率（字符缓冲输入流对象）
     *  `public BufferedWriter(Writer r)`：把基本流包装成高级流，提高写出数据的效率（字符缓冲输出流对象）
     *   *  底层自带一个长度为8192**字符**数组的缓冲区(16KB)提升性能（缓冲区数据在内存中使用，速度快）
         *  **字符流自带缓冲区，缓冲流对字符流效率提升不明显，但字符缓冲流对字符流的主要意义在于：readLine() 和 newLine()**
 *  **字符缓冲**输入流 特有方法：
 *   *  `public String readLine()`：读取一行数据，读至末尾没有数据就返回null
 *  **字符缓冲**输出流 特有方法：
 *   *  `public void newLine()`：换行操作，可跨平台

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### 7. 转换流（字符流的一种） ###

`转换流`：

*  转换流：是字符流和字节流之间的桥梁。
 *   *  InputStreamReader —— 字节转换输入流
     *   *  `public InputStreamReader(InputStream in)`：将字节输入流转换为字符输入流。
     *  OutputStreamWriter —— 字节转换输出流
     *   *  `public OutputStreamWriter(OutputStream out)`：将字符输出流转换为字节输出流。
 *  作用：当字节流想要使用字符流中的方法时，可使用转换流。

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### 8. 序列化流 / 反序列化流 ###

`序列化流（对象操作输出流）`：

*  **作用**：可以将Java对象写入到本地文件中。
 *  **使用**：
 *   *  构造方法 ——`public ObjectOutputStream(OutputStream out)`：把基本字节输出流，包装成序列化流（获取序列化流对象）
     *  成员方法 ——`public final void writeObject(Object obj)`：把对象序列化（写出）到本地文件中去
     *   *  若直接使用对象输出流将对象保存到文件中时，会报错`NotSerializableException`，**需要让JavaBean类实现Serializable接口**，表示此类对象是可序列化的。

`反序列化流（对象操作输入流）`：

*  作用：可以把序列化到本地文件中的对象，读取到程序中来。
 *  使用：
 *   *  构造方法 ——`public ObjectInputStream(InputStream in)`：把基本字节输入流，包装成反序列化流（获取反序列化流对象）
     *  成员方法 ——`public Object readObject()`：把序列化到本地文件中的对象，读取到程序中来
 *  **需要让JavaBean类实现Serializable接口**，表示此类对象是可序列化的。同时防止Java版本号的改变，使得序列化版本号不一致进而反序列化失败的问题，我们应该为JavaBean中手动设置一个序列化版本号：
 *   *      private static final long serialVersionUID = -6357601841666449654L;

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### 9. 打印流 ###

`打印流`：

*  打印流
 *   *  字节打印流`PrintStream`
     *  字符打印流`PrintWriter`
 *  
 *  `字节打印流-PrintStream`
 *   *  构造方法（获取字节打印流对象）：
     *  `public PrintStream(OutputStream/File/String)`：关联字节输出流/文件/文件路径
     *  `public PrintStream(String fileName,Charset charset)`：指定字符编码
     *  `public PrintStream(OutputStream out,boolean autoFlush)`：设置自动刷新
     *  `public PrintStream(OutputStream put,boolean aytoFlush,Charset charset)`：指定字符编码并自动刷新
     *  成员方法：
     *  `public void write(int b)`：将指定字节写出
     *  `public void println(Xxx xxx)`：特有方法：打印任意数据，自动刷新，自动换行
     *  `public void print(Xxx xxx)`：特有方法：打印任意数据，不换行
     *  `public void printf(String format,Object... args)`：特有方法：带有占位符地打印语句，不换行
     *   *  **字节流底层没有缓冲区，是否开启自动刷新都没有任何变化。**
 *  
 *  `字符打印流-PrintWriter`
 *   *  方法使用参考上述地字节打印流(构造方法名PrintStream 换成 PrintWriter即可、成员方法名及使用方法一致)
 *  
 *  **特点：**
 *   *  打印流仅操作文件目的地，不操作数据源，故而只能作为输出流。
     *  存在特有的写出方法，可以实现数据原样写出。
     *  存在特有的写出方法，可以实现自动刷新，自动换行（写出+刷新+换行）

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### 10. 压缩流 / 解压缩流 ###

`解压缩流`：

*  \*\*解压本质：\*\*把压缩包中地每一个ZipEntry对象按照层级拷贝到本地的另一个文件夹中去。
 *  **使用：**
 *   *  `public ZipInputStream(InputStream in)`：构造方法，将普通字节输入流包装成解压缩流。
     *  `ZipInputStream.getNextEntry()`：获取压缩包中的entry对象，读到末尾返回null
 *  **案例：**
 *   *      public class ZipStreamDemo {
                    
                public static void main(String[] args) throws IOException {
                    
                    //解压缩流 示例
            
                    //File对象，表示需要解压缩的文件
                    File src = new File("D:\\JavaData\\myIO\\aa.zip");
                    //File对象，表示解压后的路径
                    File dest = new File("D:\\JavaData\\myIO");
            
                    unZip(src,dest);//解压缩
                }
            
                //创建一个方法，用于解压
                public static void unZip(File src,File dest) throws IOException {
                    
                    //创建解压缩流对象
                    ZipInputStream zip = new ZipInputStream(new FileInputStream(src));
            
                    //读取解压后的每一个entry对象
                    ZipEntry entry;
                    while((entry = zip.getNextEntry()) != null){
                    
                        //如果是文件夹，解压目录下创建新的文件夹
                        if(entry.isDirectory()){
                    
                            File file = new File(dest,entry.toString());
                            file.mkdirs();
                        }else{
                    
                            //如果是文件，输出到指定目录
                            FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File(dest, entry.toString())); //输出流
                            int i;
                            while((i = zip.read()) != -1){
                    
                                //写到目的地
                                fos.write(i);
                            }
                            fos.close();      //关闭输出流
                            zip.closeEntry(); //关闭当前entry
                        }
                    }
                    zip.close();
                }
            }

`压缩流`：

*  `ZipOutputStream`
 *   *  压缩单个文件：
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[8d8e0d8a542946af858489a536162608.gif_pic_center]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/21/93ce809ad72548ce9a9b5fe5406cf428.png
[.29.]: https://blog.csdn.net/ebb29bbe?spm=1018.2226.3001.5343
[Link 1]: https://bbs.csdn.net/forums/185241f773fb401b8ca7994dc3d02333?joinKey=cyru4ex9o7wq-mz6v1koj5x-1-add3ae8dc3827dbbd4360c79af92bbbe
[c664fe9835bc4e728f15c7539d868c09.png_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/c664fe9835bc4e728f15c7539d868c09.png#pic_center
[c664fe9835bc4e728f15c7539d868c09.png_pic_center 1]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/21/b2f4c0e4614d46d0b350bd03d0327a48.png
[49166141babf428c800623f11c6d82e4.png_pic_center]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/21/649e80281942417f9393cc08936224b4.png
[20a7f1b58dfb4660b75d7f021c157d57.png_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/20a7f1b58dfb4660b75d7f021c157d57.png#pic_center
[20a7f1b58dfb4660b75d7f021c157d57.png_pic_center 1]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/21/fa7431b168384330b6cdc7803195610b.png