第14章 File类与IO流

主要内容

• File类
• 字节流
• 字符流
• 文件流
• 缓冲流
• 转换流
• 对象流
• 打印流
• Scanner、System与IO流

教学目标

• 使用File类对象表示文件或目录
• 能够辨别相对路径和绝对路径
• 能够说出IO流的分类和功能
• 能够使用FileOutputStream写出数据到文件
• 能够使用FileInputStream读取数据到程序
• 能够理解读取数据read(byte[])方法的原理
• 能够使用文件字节流完成文件的复制
• 能够使用FileWirter写数据到文件
• 能够使用FileReader读数据
• 能够明确字符缓冲流的作用和基本用法
• 能够使用缓冲流的特殊功能
• 能够说出flush和close的区别
• 能够阐述编码表的意义
• 能够使用转换流读取指定编码的文本文件
• 能够使用转换流写入指定编码的文本文件
• 能够使用序列化流写出各种数据类型的数据
• 能够使用反序列化流读取各种数据类型的数据到程序中
• 能够使用序列化流写出对象
• 能够使用反序列化流读取对象到程序中
• 能够说出打印流的特点
• 理解IO流的装饰者设计模式的原理

14.1 java.io.File类

14.1.1 概述

File类是java.io包下代表与平台无关的文件和目录，也就是说如果希望在程序中操作文件和目录都可以通过File类来完成，File类能新建、删除、重命名文件和目录。

在API中File的解释是文件和目录路径名的抽象表示形式，即File类是文件或目录的路径，而不是文件本身，因此File类不能直接访问文件内容本身，如果需要访问文件内容本身，则需要使用输入/输出流。

File类代表磁盘或网络中某个文件或目录的路径名称，如：/atguigu/javase/io/佟刚.jpg

但不能直接通过File对象读取和写入数据，如果要操作数据，需要IO流。File对象好比是到水库的“路线地址”，要“存取”里面的水到你“家里”，需要“管道”。

14.1.2 构造方法

• public File(String pathname) ：通过将给定的路径名字符串转换为抽象路径名来创建新的 File实例。

• public File(String parent, String child) ：从父路径名字符串和子路径名字符串创建新的 File实例。

• public File(File parent, String child) ：从父抽象路径名和子路径名字符串创建新的 File实例。

• 构造举例，代码如下：

package com.atguigu.file;

import java.io.File;

public class FileObjectTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 文件路径名
        String pathname = "D:\\aaa.txt";
        File file1 = new File(pathname);

        // 文件路径名
        String pathname2 = "D:\\aaa\\bbb.txt";
        File file2 = new File(pathname2);

        // 通过父路径和子路径字符串
        String parent = "d:\\aaa";
        String child = "bbb.txt";
        File file3 = new File(parent, child);

        // 通过父级File对象和子路径字符串
        File parentDir = new File("d:\\aaa");
        String childFile = "bbb.txt";
        File file4 = new File(parentDir, childFile);
    }
}

小贴士：

1. 一个File对象代表硬盘或网络中可能存在的一个文件或者目录。
2. 无论该路径下是否存在文件或者目录，都不影响File对象的创建。
3. 如果File对象代表的文件或目录存在，则File对象实例初始化时，就会用硬盘中对应文件或目录的属性信息（例如，时间、类型等）为File对象的属性赋值，否则除了路径和名称，File对象的其他属性将会保留默认值。

14.1.3 常用方法

1、获取文件和目录基本信息的方法

• public String getName() ：返回由此File表示的文件或目录的名称。

• public long length() ：返回由此File表示的文件的长度。

• public String getPath() ：将此File转换为路径名字符串。

• public long lastModified()：返回File对象对应的文件或目录的最后修改时间（毫秒值）

  方法演示，代码如下：

  package com.atguigu.file;
  
  import java.io.File;
  import java.time.Instant;
  import java.time.LocalDateTime;
  import java.time.ZoneId;
  
  public class FileInfoMethod {
      public static void main(String[] args) {
          File f = new File("d:/aaa/bbb.txt");
          System.out.println("文件构造路径:"+f.getPath());
          System.out.println("文件名称:"+f.getName());
          System.out.println("文件长度:"+f.length()+"字节");
          System.out.println("文件最后修改时间：" + LocalDateTime.ofInstant(Instant.ofEpochMilli(f.lastModified()),ZoneId.of("Asia/Shanghai")));
  
          File f2 = new File("d:/aaa");
          System.out.println("目录构造路径:"+f2.getPath());
          System.out.println("目录名称:"+f2.getName());
          System.out.println("目录长度:"+f2.length()+"字节");
          System.out.println("文件最后修改时间：" + LocalDateTime.ofInstant(Instant.ofEpochMilli(f.lastModified()),ZoneId.of("Asia/Shanghai")));
      }
  }
  
  
  输出结果：
  文件构造路径:d:\aaa\bbb.java
  文件名称:bbb.java
  文件长度:636字节
  文件最后修改时间：2019-07-23T22:01:32.065
  
  目录构造路径:d:\aaa
  目录名称:aaa
  目录长度:4096字节
  文件最后修改时间：2019-07-23T22:01:32.065
  

API中说明：length()，表示文件的长度。如果File对象表示目录，则返回值未指定。

2、各种路径问题

• public String getPath() ：将此File转换为路径名字符串。
• public String getAbsolutePath() ：返回此File的绝对路径名字符串。
• String getCanonicalPath()：返回此File对象所对应的规范路径名。

File类可以使用文件路径字符串来创建File实例，该文件路径字符串既可以是绝对路径，也可以是相对路径。

默认情况下，系统总是依据用户的工作路径来解释相对路径，这个路径由系统属性“user.dir”指定，通常也就是运行Java虚拟机时所作的路径。

• 绝对路径：从盘符开始的路径，这是一个完整的路径。
• 相对路径：相对于项目目录的路径，这是一个便捷的路径，开发中经常使用。
• 规范路径：所谓规范路径名，即对路径中的“…”等进行解析后的路径名

package com.atguigu.file;

import org.junit.Test;

import java.io.File;
import java.io.IOException;

public class FilePath {
    @Test
    public void test1() throws IOException{
        File f1 = new File("d:\\atguigu\\javase\\HelloIO.java"); //绝对路径
        System.out.println("文件/目录的名称：" + f1.getName());
        System.out.println("文件/目录的构造路径名：" + f1.getPath());
        System.out.println("文件/目录的绝对路径名：" + f1.getAbsolutePath());
        System.out.println("文件/目录的规范路径名：" + f1.getCanonicalPath());
        System.out.println("文件/目录的父目录名：" + f1.getParent());
    }
    @Test
    public void test02()throws IOException{
        File f2 = new File("/HelloIO.java");//绝对路径，从根路径开始
        System.out.println("文件/目录的名称：" + f2.getName());
        System.out.println("文件/目录的构造路径名：" + f2.getPath());
        System.out.println("文件/目录的绝对路径名：" + f2.getAbsolutePath());
        System.out.println("文件/目录的规范路径名：" + f2.getCanonicalPath());
        System.out.println("文件/目录的父目录名：" + f2.getParent());
    }

    @Test
    public void test03() throws IOException {
        File f3 = new File("HelloIO.java");//相对路径
        System.out.println("user.dir =" + System.getProperty("user.dir"));
        System.out.println("文件/目录的名称：" + f3.getName());
        System.out.println("文件/目录的构造路径名：" + f3.getPath());
        System.out.println("文件/目录的绝对路径名：" + f3.getAbsolutePath());
        System.out.println("文件/目录的规范路径名：" + f3.getCanonicalPath());
        System.out.println("文件/目录的父目录名：" + f3.getParent());
    }
    @Test
    public void test04() throws IOException{
        File f4 = new File("../../HelloIO.java");//相对路径
        System.out.println("user.dir =" + System.getProperty("user.dir"));
        System.out.println("文件/目录的名称：" + f4.getName());
        System.out.println("文件/目录的构造路径名：" + f4.getPath());
        System.out.println("文件/目录的绝对路径名：" + f4.getAbsolutePath());
        System.out.println("文件/目录的规范路径名：" + f4.getCanonicalPath());
        System.out.println("文件/目录的父目录名：" + f4.getParent());
    }

    public static void main(String[] args)throws IOException {
        File f5 = new File("HelloIO.java");//相对路径
        System.out.println("user.dir =" + System.getProperty("user.dir"));
        System.out.println("文件/目录的名称：" + f5.getName());
        System.out.println("文件/目录的构造路径名：" + f5.getPath());
        System.out.println("文件/目录的绝对路径名：" + f5.getAbsolutePath());
        System.out.println("文件/目录的规范路径名：" + f5.getCanonicalPath());
        System.out.println("文件/目录的父目录名：" + f5.getParent());
    }
}

• window的路径分隔符使用“\”，而Java程序中的“\”表示转义字符，所以在Windows中表示路径，需要用“\”。或者直接使用“/”也可以，Java程序支持将“/”当成平台无关的路径分隔符。或者直接使用File.separator常量值表示。

• 把构造File对象指定的文件或目录的路径名，称为构造路径，它可以是绝对路径，也可以是相对路径

• 当构造路径是绝对路径时，那么getPath和getAbsolutePath结果一样

• 当构造路径是相对路径时，那么getAbsolutePath的路径 = user.dir的路径 + 构造路径

• 当路径中不包含"…“和”/开头"等形式的路径，那么规范路径和绝对路径一样，否则会将…等进行解析。路径中如果出现“…”表示上一级目录，路径名如果以“/”开头，表示从“根目录”下开始导航。

3、判断功能的方法

• public boolean exists() ：此File表示的文件或目录是否实际存在。
• public boolean isDirectory() ：此File表示的是否为目录。
• public boolean isFile() ：此File表示的是否为文件。

方法演示，代码如下：

package com.atguigu.file;

import java.io.File;

public class FileIs {
    public static void main(String[] args) {
        File f = new File("d:\\aaa\\bbb.java");
        File f2 = new File("d:\\aaa");
        // 判断是否存在
        System.out.println("d:\\aaa\\bbb.java 是否存在:"+f.exists());
        System.out.println("d:\\aaa 是否存在:"+f2.exists());
        // 判断是文件还是目录
        System.out.println("d:\\aaa 文件?:"+f2.isFile());
        System.out.println("d:\\aaa 目录?:"+f2.isDirectory());
    }
}

输出结果：
d:\aaa\bbb.java 是否存在:true
d:\aaa 是否存在:true
d:\aaa 文件?:false
d:\aaa 目录?:true

如果文件或目录不存在，那么exists()、isFile()和isDirectory()都是返回true

4、创建删除功能的方法

• public boolean createNewFile() ：当且仅当具有该名称的文件尚不存在时，创建一个新的空文件。
• public boolean delete() ：删除由此File表示的文件或目录。 只能删除空目录。
• public boolean mkdir() ：创建由此File表示的目录。
• public boolean mkdirs() ：创建由此File表示的目录，包括任何必需但不存在的父目录。

方法演示，代码如下：

package com.atguigu.file;

import java.io.File;
import java.io.IOException;

public class FileCreateDelete {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 文件的创建
        File f = new File("aaa.txt");
        System.out.println("aaa.txt是否存在:"+f.exists()); 
        System.out.println("aaa.txt是否创建:"+f.createNewFile()); 
        System.out.println("aaa.txt是否存在:"+f.exists()); 

        // 目录的创建
        File f2= new File("newDir");
        System.out.println("newDir是否存在:"+f2.exists());
        System.out.println("newDir是否创建:"+f2.mkdir());
        System.out.println("newDir是否存在:"+f2.exists());

        // 创建一级目录
        File f3= new File("newDira\\newDirb");
        System.out.println("newDira\\newDirb创建：" + f3.mkdir());
        File f4= new File("newDir\\newDirb");
        System.out.println("newDir\\newDirb创建：" + f4.mkdir());
        // 创建多级目录
        File f5= new File("newDira\\newDirb");
        System.out.println("newDira\\newDirb创建：" + f5.mkdirs());

        // 文件的删除
        System.out.println("aaa.txt删除：" + f.delete());

        // 目录的删除
        System.out.println("newDir删除：" + f2.delete());
        System.out.println("newDir\\newDirb删除：" + f4.delete());
    }
}

运行结果：
aaa.txt是否存在:false
aaa.txt是否创建:true
aaa.txt是否存在:true
newDir是否存在:false
newDir是否创建:true
newDir是否存在:true
newDira\newDirb创建：false
newDir\newDirb创建：true
newDira\newDirb创建：true
aaa.txt删除：true
newDir删除：false
newDir\newDirb删除：true

API中说明：delete方法，如果此File表示目录，则目录必须为空才能删除。

5、列出目录的下一级

• public String[] list() ：返回一个String数组，表示该File目录中的所有子文件或目录。

• public File[] listFiles() ：返回一个File数组，表示该File目录中的所有的子文件或目录。

• public File[] listFiles(FileFilter filter)：返回所有满足指定过滤器的文件和目录。如果给定 filter 为 null，则接受所有路径名。否则，当且仅当在路径名上调用过滤器的 FileFilter.accept(File pathname)方法返回 true 时，该路径名才满足过滤器。如果当前File对象不表示一个目录，或者发生 I/O 错误，则返回 null。

• public String[] list(FilenameFilter filter)：返回返回所有满足指定过滤器的文件和目录。如果给定 filter 为 null，则接受所有路径名。否则，当且仅当在路径名上调用过滤器的 FilenameFilter .accept(File dir, String name)方法返回 true 时，该路径名才满足过滤器。如果当前File对象不表示一个目录，或者发生 I/O 错误，则返回 null。

• public File[] listFiles(FilenameFilter filter)：返回返回所有满足指定过滤器的文件和目录。如果给定 filter 为 null，则接受所有路径名。否则，当且仅当在路径名上调用过滤器的 FilenameFilter .accept(File dir, String name)方法返回 true 时，该路径名才满足过滤器。如果当前File对象不表示一个目录，或者发生 I/O 错误，则返回 null。

package com.atguigu.file;

import org.junit.Test;

import java.io.File;
import java.io.FileFilter;
import java.io.FilenameFilter;

public class DirListFiles {
    @Test
    public void test01() {
        File dir = new File("d:/atguigu");
        String[] subs = dir.list();
        for (String sub : subs) {
            System.out.println(sub);
        }
    }

    @Test
    public void test02() {
        File dir = new File("d:/atguigu");
        listSubFiles(dir);
    }

    public void listSubFiles(File dir) {
        if (dir != null && dir.isDirectory()) {
            File[] listFiles = dir.listFiles();
            if (listFiles != null) {
                for (File sub : listFiles) {
                    listSubFiles(sub);//递归调用
                }
            }
        }
        System.out.println(dir);
    }

    @Test
    public void test03() {
        File dir = new File("D:/atguigu");
        listByFilenameFilter(dir);
    }

    public void listByFilenameFilter(File file) {
        if (file != null && file.isDirectory()) {
            File[] listFiles = file.listFiles(new FilenameFilter() {
                @Override
                public boolean accept(File dir, String name) {
                    return name.endsWith(".java") || new File(dir,name).isDirectory();
                }
            });
            if (listFiles != null) {
                for (File sub : listFiles) {
                    if(sub != null && sub.isFile()){
                        System.out.println(sub);
                    }
                    listByFilenameFilter(sub);//递归调用
                }
            }
        }
    }

    @Test
    public void test04() {
        File dir = new File("D:/atguigu");
        listByFileFilter(dir);
    }

    public void listByFileFilter(File file) {
        if (file != null && file.isDirectory()) {
            File[] listFiles = file.listFiles(new FileFilter() {
                @Override
                public boolean accept(File pathname) {
                    return pathname.getName().endsWith(".java") || pathname.isDirectory();
                }
            });
            if (listFiles != null) {
                for (File sub : listFiles) {
                    if(sub != null && sub.isFile()){
                        System.out.println(sub);
                    }
                    listByFileFilter(sub);//递归调用
                }
            }
        }
    }
}

14.2 IO概述

1、什么是IO

生活中，你肯定经历过这样的场景。当你编辑一个文本文件，忘记了ctrl+s ，可能文件就白白编辑了。当你电脑上插入一个U盘，可以把一个视频，拷贝到你的电脑硬盘里。那么数据都是在哪些设备上的呢？键盘、内存、硬盘、外接设备等等。

我们把这种数据的传输，可以看做是一种数据的流动，按照流动的方向，以内存为基准，分为输入input 和输出output ，即流向内存是输入流，流出内存的输出流。

Java中I/O操作主要是指使用java.io包下的内容，进行输入、输出操作。输入也叫做读取数据，输出也叫做作写出数据。

2、IO的分类

根据数据的流向分为：输入流和输出流。

• 输入流 ：把数据从其他设备上读取到内存中的流。
  • 以InputStream,Reader结尾
• 输出流 ：把数据从内存 中写出到其他设备上的流。
  • 以OutputStream、Writer结尾

根据数据的类型分为：字节流和字符流。

• 字节流 ：以字节为单位，读写数据的流。
  • 以InputStream和OutputStream结尾
• 字符流 ：以字符为单位，读写数据的流。
  • 以Reader和Writer结尾

根据IO流的角色不同分为：节点流和处理流。

• 节点流：可以从或向一个特定的地方（节点）读写数据。如FileReader.

• 处理流：是对一个已存在的流进行连接和封装，通过所封装的流的功能调用实现数据读写。如BufferedReader.处理流的构造方法总是要带一个其他的流对象做参数。一个流对象经过其他流的多次包装，称为流的链接。

这种设计是装饰模式（Decorator Pattern）也称为包装模式（Wrapper Pattern），其使用一种对客户端透明的方式来动态地扩展对象的功能，它是通过继承扩展功能的替代方案之一。在现实生活中你也有很多装饰者的例子，例如：人需要各种各样的衣着，不管你穿着怎样，但是，对于你个人本质来说是不变的，充其量只是在外面加上了一些装饰，有，“遮羞的”、“保暖的”、“好看的”、“防雨的”…

常用的节点流：

• 文 件 FileInputStream FileOutputStrean FileReader FileWriter 文件进行处理的节点流。
• 字符串 StringReader StringWriter 对字符串进行处理的节点流。
• 数 组 ByteArrayInputStream ByteArrayOutputStream CharArrayReader CharArrayWriter 对数组进行处理的节点流（对应的不再是文件，而是内存中的一个数组）。
• 管 道 PipedInputStream、PipedOutputStream、PipedReader、PipedWriter对管道进行处理的节点流。

常用处理流：

• 缓冲流：BufferedInputStream、BufferedOutputStream、BufferedReader、BufferedWriter—增加缓冲功能，避免频繁读写硬盘。

• 转换流：InputStreamReader、OutputStreamReader—实现字节流和字符流之间的转换。

• 数据流：DataInputStream、DataOutputStream -提供读写Java基础数据类型功能

• 对象流：ObjectInputStream、ObjectOutputStream–提供直接读写Java对象功能

3、4大顶级抽象父类们

	输入流	输出流
字节流	字节输入流InputStream	字节输出流OutputStream
字符流	字符输入流Reader	字符输出流Writer

14.3 字节流

14.3.1 一切皆为字节

一切文件数据(文本、图片、视频等)在存储时，都是以二进制数字的形式保存，都一个一个的字节，那么传输时一样如此。所以，字节流可以传输任意文件数据。在操作流的时候，我们要时刻明确，无论使用什么样的流对象，底层传输的始终为二进制数据。

14.3.2 字节输出流【OutputStream】

java.io.OutputStream 抽象类是表示字节输出流的所有类的超类，将指定的字节信息写出到目的地。它定义了字节输出流的基本共性功能方法。

• public void write(int b) ：将指定的字节输出流。虽然参数为int类型四个字节，但是只会保留一个字节的信息写出。
• public void write(byte[] b)：将 b.length字节从指定的字节数组写入此输出流。
• public void write(byte[] b, int off, int len) ：从指定的字节数组写入 len字节，从偏移量 off开始输出到此输出流。
• public void flush() ：刷新此输出流并强制任何缓冲的输出字节被写出。
• public void close() ：关闭此输出流并释放与此流相关联的任何系统资源。

小贴士：close方法，当完成流的操作时，必须调用此方法，释放系统资源。

14.3.3 FileOutputStream类

OutputStream有很多子类，我们从最简单的一个子类开始。java.io.FileOutputStream 类是文件输出流，用于将数据写出到文件。

• public FileOutputStream(File file)：创建文件输出流以写入由指定的 File对象表示的文件。
• public FileOutputStream(String name)： 创建文件输出流以指定的名称写入文件。

当你创建一个流对象时，必须传入一个文件路径。如果该文件不存在，会创建该文件。如果有这个文件，会清空这个文件的数据。如果传入的是一个目录，则会报IOException异常。

1、写出字节数据

package com.atguigu.fileio;

import org.junit.Test;

import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;

public class FOSWrite {
    @Test
    public void test01() throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos.txt");
        // 写出数据
        fos.write(97); // 写出第1个字节
        fos.write(98); // 写出第2个字节
        fos.write(99); // 写出第3个字节
        // 关闭资源
        fos.close();
      /*  输出结果：abc*/
    }

    @Test
    public void test02()throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos.txt");
        // 字符串转换为字节数组
        byte[] b = "尚硅谷".getBytes();
        // 写出字节数组数据
        fos.write(b);
        // 关闭资源
        fos.close();
    }

    @Test
    public void test03()throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos.txt");
        // 字符串转换为字节数组
        byte[] b = "abcde".getBytes();
        // 写出从索引2开始，2个字节。索引2是c，两个字节，也就是cd。
        fos.write(b,2,2);
        // 关闭资源
        fos.close();
    }
}

2、数据追加续写

经过以上的演示，每次程序运行，创建输出流对象，都会清空目标文件中的数据。如何保留目标文件中数据，还能继续添加新数据呢？

• public FileOutputStream(File file, boolean append)： 创建文件输出流以写入由指定的 File对象表示的文件。
• public FileOutputStream(String name, boolean append)： 创建文件输出流以指定的名称写入文件。

这两个构造方法，参数中都需要传入一个boolean类型的值，true 表示追加数据，false 表示清空原有数据。这样创建的输出流对象，就可以指定是否追加续写了，代码使用演示：

package com.atguigu.fileio;

import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;

public class FOSWriteAppend {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos.txt",true);
        // 字符串转换为字节数组
        byte[] b = "abcde".getBytes();
        fos.write(b);
        // 关闭资源
        fos.close();
    }
}
//这段程序如果多运行几次，每次都会在原来文件末尾追加abcde

3、写出换行

• 回车符\r和换行符\n ：
  • 回车符：回到一行的开头（return）。
  • 换行符：下一行（newline）。
• 系统中的换行：
  • Windows系统里，每行结尾是 回车+换行 ，即\r\n；
  • Unix系统里，每行结尾只有 换行 ，即\n；
  • Mac系统里，每行结尾是 回车 ，即\r。从 Mac OS X开始与Linux统一。

代码使用演示：

package com.atguigu.fileio;

import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;

public class FOSWriteNewLine {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos.txt");
        // 定义字节数组
        byte[] words = {97,98,99,100,101};
        // 遍历数组
        for (int i = 0; i < words.length; i++) {
            // 写出一个字节
            fos.write(words[i]);
            // 写出一个换行, 换行符号转成数组写出
            fos.write("\r\n".getBytes());
        }
        // 关闭资源
        fos.close();
    }
}

/*
输出结果：
        a
        b
        c
        d
        e*/

14.3.4 字节输入流【InputStream】

java.io.InputStream 抽象类是表示字节输入流的所有类的超类，可以读取字节信息到内存中。它定义了字节输入流的基本共性功能方法。

• public int read()： 从输入流读取一个字节。返回读取的字节值。虽然读取了一个字节，但是会自动提升为int类型。如果已经到达流末尾，没有数据可读，则返回-1。
• public int read(byte[] b)： 从输入流中读取一些字节数，并将它们存储到字节数组 b中 。每次最多读取b.length个字节。返回实际读取的字节个数。如果已经到达流末尾，没有数据可读，则返回-1。
• public int read(byte[] b,int off,int len)：从输入流中读取一些字节数，并将它们存储到字节数组 b中，从b[off]开始存储，每次最多读取len个字节 。返回实际读取的字节个数。如果已经到达流末尾，没有数据可读，则返回-1。
• public void close() ：关闭此输入流并释放与此流相关联的任何系统资源。

小贴士：close方法，当完成流的操作时，必须调用此方法，释放系统资源。

14.3.5 FileInputStream类

java.io.FileInputStream 类是文件输入流，从文件中读取字节。

• FileInputStream(File file)： 通过打开与实际文件的连接来创建一个 FileInputStream ，该文件由文件系统中的 File对象 file命名。
• FileInputStream(String name)： 通过打开与实际文件的连接来创建一个 FileInputStream ，该文件由文件系统中的路径名 name命名。

当你创建一个流对象时，必须传入一个文件路径。如果文件不存在，会抛出FileNotFoundException 。如果传入的是一个目录，则会报IOException异常。

package com.atguigu.fileio;

import org.junit.Test;

import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;

public class FISRead {
    @Test
    public void test() throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象
        FileInputStream fis = new FileInputStream("read.txt");
        // 读取数据，返回一个字节
        int read = fis.read();
        System.out.println((char) read);
        read = fis.read();
        System.out.println((char) read);
        read = fis.read();
        System.out.println((char) read);
        read = fis.read();
        System.out.println((char) read);
        read = fis.read();
        System.out.println((char) read);
        // 读取到末尾,返回-1
        read = fis.read();
        System.out.println( read);
        // 关闭资源
        fis.close();
        /*
        文件内容：abcde
        输出结果：
        a
        b
        c
        d
        e
        -1
         */
    }

    @Test
    public void test02()throws IOException{
        // 使用文件名称创建流对象
        FileInputStream fis = new FileInputStream("read.txt");
        // 定义变量，保存数据
        int b;
        // 循环读取
        while ((b = fis.read())!=-1) {
            System.out.println((char)b);
        }
        // 关闭资源
        fis.close();
    }

    @Test
    public void test03()throws IOException{
        // 使用文件名称创建流对象.
        FileInputStream fis = new FileInputStream("read.txt"); // 文件中为abcde
        // 定义变量，作为有效个数
        int len;
        // 定义字节数组，作为装字节数据的容器
        byte[] b = new byte[2];
        // 循环读取
        while (( len= fis.read(b))!=-1) {
            // 每次读取后,把数组变成字符串打印
            System.out.println(new String(b));
        }
        // 关闭资源
        fis.close();
        /*
        输出结果：
        ab
        cd
        ed
        最后错误数据`d`，是由于最后一次读取时，只读取一个字节`e`，数组中，上次读取的数据没有被完全替换，所以要通过`len` ，获取有效的字节
         */
    }

    @Test
    public void test04()throws IOException{
        // 使用文件名称创建流对象.
        FileInputStream fis = new FileInputStream("read.txt"); // 文件中为abcde
        // 定义变量，作为有效个数
        int len;
        // 定义字节数组，作为装字节数据的容器
        byte[] b = new byte[2];
        // 循环读取
        while (( len= fis.read(b))!=-1) {
            // 每次读取后,把数组的有效字节部分，变成字符串打印
            System.out.println(new String(b,0,len));//  len 每次读取的有效字节个数
        }
        // 关闭资源
        fis.close();
        /*
        输出结果：
        ab
        cd
        e
         */
    }
}

14.3.6 复制文件

复制图片文件，代码使用演示：

package com.atguigu.fileio;

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;

public class FileCopy {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 1.创建流对象
        // 1.1 指定数据源
        FileInputStream fis = new FileInputStream("D:\\test.jpg");
        // 1.2 指定目的地
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("test_copy.jpg");

        // 2.读写数据
        // 2.1 定义数组
        byte[] b = new byte[1024];
        // 2.2 定义长度
        int len;
        // 2.3 循环读取
        while ((len = fis.read(b))!=-1) {
            // 2.4 写出数据
            fos.write(b, 0 , len);
        }

        // 3.关闭资源
        fos.close();
        fis.close();
    }
}

14.4 字符流

当使用字节流读取文本文件时，可能会有一个小问题。就是遇到中文字符时，可能不会显示完整的字符，那是因为一个中文字符可能占用多个字节存储。所以Java提供一些字符流类，以字符为单位读写数据，专门用于处理文本文件。

小贴士：字符流，只能操作文本文件，不能操作图片，视频等非文本文件。当我们单纯读或者写文本文件时 使用字符流 其他情况使用字节流。

14.4.1 字符输入流【Reader】

java.io.Reader抽象类是表示用于读取字符流的所有类的超类，可以读取字符信息到内存中。它定义了字符输入流的基本共性功能方法。

• public int read()： 从输入流读取一个字符。 虽然读取了一个字符，但是会自动提升为int类型。返回该字符的Unicode编码值。如果已经到达流末尾了，则返回-1。
• public int read(char[] cbuf)： 从输入流中读取一些字符，并将它们存储到字符数组 cbuf中 。每次最多读取cbuf.length个字符。返回实际读取的字符个数。如果已经到达流末尾，没有数据可读，则返回-1。
• public int read(char[] cbuf,int off,int len)：从输入流中读取一些字符，并将它们存储到字符数组 cbuf中，从cbuf[off]开始的位置存储。每次最多读取len个字符。返回实际读取的字符个数。如果已经到达流末尾，没有数据可读，则返回-1。
• public void close() ：关闭此流并释放与此流相关联的任何系统资源。

小贴士：close方法，当完成流的操作时，必须调用此方法，释放系统资源。

14.4.2 FileReader类

java.io.FileReader 类是读取字符文件的便利类。构造时使用系统默认的字符编码和默认字节缓冲区。

• FileReader(File file)： 创建一个新的 FileReader ，给定要读取的File对象。
• FileReader(String fileName)： 创建一个新的 FileReader ，给定要读取的文件的名称。

当你创建一个流对象时，必须传入一个文件路径。类似于FileInputStream 。如果该文件不存在，则报FileNotFoundException。如果传入的是一个目录，则会报IOException异常。

package com.atguigu.fileio;

import org.junit.Test;

import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;

public class FRRead {
    @Test
    public void test01() throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象
        FileReader fr = new FileReader("read.txt");
        // 定义变量，保存数据
        int b;
        // 循环读取
        while ((b = fr.read())!=-1) {
            System.out.println((char)b);
        }
        // 关闭资源
        fr.close();
/*输出结果：
        尚
        硅
        谷*/
    }

    @Test
    public void test02()throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象
        FileReader fr = new FileReader("read.txt");
        // 定义变量，保存有效字符个数
        int len;
        // 定义字符数组，作为装字符数据的容器
        char[] cbuf = new char[2];
        // 循环读取
        while ((len = fr.read(cbuf))!=-1) {
            System.out.println(new String(cbuf));
        }
        // 关闭资源
        fr.close();
        /*
        输出结果：
        尚硅
        谷硅
        最后错误数据硅，是因为最后一次流中只有一个字符“谷”，读取一个字符没有覆盖char[]数组cbuf的所有元素
         */
    }

    @Test
    public void test03() throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象
        FileReader fr = new FileReader("read.txt");
        // 定义变量，保存有效字符个数
        int len;
        // 定义字符数组，作为装字符数据的容器
        char[] cbuf = new char[2];
        // 循环读取
        while ((len = fr.read(cbuf)) != -1) {
            System.out.println(new String(cbuf, 0, len));
        }
        // 关闭资源
        fr.close();
        /*
        输出结果：
        尚硅
        谷
         */
    }

}

14.4.3 字符输出流【Writer】

java.io.Writer 抽象类是表示用于写出字符流的所有类的超类，将指定的字符信息写出到目的地。它定义了字节输出流的基本共性功能方法。

• public void write(int c) 写入单个字符。
• public void write(char[] cbuf) 写入字符数组。
• public void write(char[] cbuf, int off, int len) 写入字符数组的某一部分,off数组的开始索引,len写的字符个数。
• public void write(String str) 写入字符串。
• public void write(String str, int off, int len) 写入字符串的某一部分,off字符串的开始索引,len写的字符个数。
• public void flush() 刷新该流的缓冲。
• public void close() 关闭此流，但要先刷新它。

14.4.4 FileWriter类

java.io.FileWriter 类是写出字符到文件的便利类。构造时使用系统默认的字符编码和默认字节缓冲区。

• FileWriter(File file)： 创建一个新的 FileWriter，给定要读取的File对象。
• FileWriter(String fileName)： 创建一个新的 FileWriter，给定要读取的文件的名称。

当你创建一个流对象时，必须传入一个文件路径，类似于FileOutputStream。如果文件不存在，则会自动创建。如果文件已经存在，则会清空文件内容，写入新的内容。

1、写出字符数据

package com.atguigu.fileio;

import org.junit.Test;

import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;

public class FWWrite {
    @Test
    public void test01()throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象
        FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt");
        // 写出数据
        fw.write(97); // 写出第1个字符
        fw.write('b'); // 写出第2个字符
        fw.write('C'); // 写出第3个字符
        fw.write(30000); // 写出第4个字符，中文编码表中30000对应一个汉字。

      	/*
        【注意】FileWriter与FileOutputStream不同。
      	 如果不关闭,数据只是保存到缓冲区，并未保存到文件。
        */
        // fw.close();
    }

    @Test
    public void test02()throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象
        FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt");
        // 字符串转换为字节数组
        char[] chars = "尚硅谷".toCharArray();

        // 写出字符数组
        fw.write(chars); // 尚硅谷

        // 写出从索引1开始，2个字符。
        fw.write(chars,1,2); // 硅谷

        // 关闭资源
        fw.close();
    }

    @Test
    public void test03()throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象
        FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt");
        // 字符串
        String msg = "尚硅谷";

        // 写出字符数组
        fw.write(msg); //尚硅谷

        // 写出从索引1开始，2个字符。
        fw.write(msg,1,2);	// 硅谷

        // 关闭资源
        fw.close();
    }
}

2、续写

• public FileWriter(File file,boolean append)： 创建文件输出流以写入由指定的 File对象表示的文件。
• public FileWriter(String fileName,boolean append)： 创建文件输出流以指定的名称写入文件。

这两个构造方法，参数中都需要传入一个boolean类型的值，true 表示追加数据，false 表示清空原有数据。这样创建的输出流对象，就可以指定是否追加续写了，代码使用演示：

操作类似于FileOutputStream。

package com.atguigu.fileio;

import org.junit.Test;

import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;

public class FWWriteAppend {
    @Test
    public void test01()throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象，可以续写数据
        FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt",true);
        // 写出字符串
        fw.write("尚硅谷真棒");
        // 关闭资源
        fw.close();
    }
}

3、换行

package com.atguigu.fileio;

import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;

public class FWWriteNewLine {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象，可以续写数据
        FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt");
        // 写出字符串
        fw.write("尚");
        // 写出换行
        fw.write("\r\n");
        // 写出字符串
        fw.write("硅谷");
        // 关闭资源
        fw.close();
    }
}

4、关闭和刷新

【注意】FileWriter与FileOutputStream不同。因为内置缓冲区的原因，如果不关闭输出流，无法写出字符到文件中。但是关闭的流对象，是无法继续写出数据的。如果我们既想写出数据，又想继续使用流，就需要flush 方法了。

• flush ：刷新缓冲区，流对象可以继续使用。
• close :先刷新缓冲区，然后通知系统释放资源。流对象不可以再被使用了。

代码使用演示：

package com.atguigu.fileio;

import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;

public class FWWriteFlush {
    public static void main(String[] args)throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象
        FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt");
        // 写出数据，通过flush
        fw.write('刷'); // 写出第1个字符
        fw.flush();
        fw.write('新'); // 继续写出第2个字符，写出成功
        fw.flush();

        // 写出数据，通过close
        fw.write('关'); // 写出第1个字符
        fw.close();
        fw.write('闭'); // 继续写出第2个字符,【报错】java.io.IOException: Stream closed
        fw.close();
    }
}

小贴士：即便是flush方法写出了数据，操作的最后还是要调用close方法，释放系统资源。

14.5 缓冲流

缓冲流,也叫高效流，按照数据类型分类：

• 字节缓冲流：BufferedInputStream，BufferedOutputStream
• 字符缓冲流：BufferedReader，BufferedWriter

缓冲流的基本原理，是在创建流对象时，会创建一个内置的默认大小的缓冲区数组，通过缓冲区读写，减少系统IO次数，从而提高读写的效率。

14.5.1 构造方法

• public BufferedInputStream(InputStream in) ：创建一个 新的缓冲输入流。
• public BufferedOutputStream(OutputStream out)： 创建一个新的缓冲输出流。

构造举例，代码如下：

// 创建字节缓冲输入流
BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("bis.txt"));
// 创建字节缓冲输出流
BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("bos.txt"));

• public BufferedReader(Reader in) ：创建一个 新的缓冲输入流。
• public BufferedWriter(Writer out)： 创建一个新的缓冲输出流。

构造举例，代码如下：

// 创建字符缓冲输入流
BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("br.txt"));
// 创建字符缓冲输出流
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("bw.txt"));

14.5.2 效率测试

查询API，缓冲流读写方法与基本的流是一致的，我们通过复制大文件（375MB），测试它的效率。

package com.atguigu.buffer;

import org.junit.Test;

import java.io.*;

public class BufferedIO {
    @Test
    public void testNoBuffer() throws IOException {
        // 记录开始时间
        long start = System.currentTimeMillis();
        // 创建流对象
        FileInputStream fis = new FileInputStream("jdk8.exe");
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("copy.exe");
        // 读写数据
        byte[] data = new byte[1024];
        int len;
        while ((len = fis.read(data)) != -1) {
            fos.write(data,0,len);
        }

        fos.close();
        fis.close();

        // 记录结束时间
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("普通流复制时间:"+(end - start)+" 毫秒");
    }

    @Test
    public void testUseBuffer() throws IOException {
        // 记录开始时间
        long start = System.currentTimeMillis();
        // 创建流对象
        BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("jdk8.exe"));
        BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("copy.exe"));
        // 读写数据
        int len;
        byte[] data = new byte[1024];
        while ((len = bis.read(data)) != -1) {
            bos.write(data, 0 , len);
        }

        bos.close();
        bis.close();
        // 记录结束时间
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("缓冲流使用数组复制时间:"+(end - start)+" 毫秒");
    }
}

14.5.3 字符缓冲流特有方法

字符缓冲流的基本方法与普通字符流调用方式一致，不再阐述，我们来看它们具备的特有方法。

• BufferedReader：public String readLine(): 读一行文字。
• BufferedWriter：public void newLine(): 写一行行分隔符,由系统属性定义符号。

package com.atguigu.buffer;

import org.junit.Test;

import java.io.*;

public class BufferedIOLine {
    @Test
    public void testReadLine()throws IOException {
        // 创建流对象
        BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("in.txt"));
        // 定义字符串,保存读取的一行文字
        String line;
        // 循环读取,读取到最后返回null
        while ((line = br.readLine())!=null) {
            System.out.println(line);
        }
        // 释放资源
        br.close();
    }

    @Test
    public void testNewLine()throws IOException{
        // 创建流对象
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("out.txt"));
        // 写出数据
        bw.write("尚");
        // 写出换行
        bw.newLine();
        bw.write("硅");
        bw.newLine();
        bw.write("谷");
        bw.newLine();
        // 释放资源
        bw.close();
    }
}

14.5.4 流的关闭顺序

package com.atguigu.buffer;

import org.junit.Test;

import java.io.BufferedWriter;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;

public class IOClose {
    @Test
    public void test01() throws IOException {
        FileWriter fw = new FileWriter("d:/1.txt");
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(fw);

        bw.write("hello");

        fw.close();
        bw.close();//java.io.IOException: Stream closed
        /*
        缓冲流BufferedWriter，把数据先写到缓冲区，
        默认情况下是当缓冲区满，或调用close，或调用flush这些情况才会把缓冲区的数据输出。

        bw.close()时，需要把数据从缓冲区的数据输出。

        数据的流向： 写到bw（缓冲区）-->fw ->"d:/1.txt"
        此时，我先把fw关闭了，bw的数据无法输出了
         */
    }

    @Test
    public void test02() throws IOException {
        FileWriter fw = new FileWriter("d:/1.txt");
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(fw);

        bw.write("hello");

        bw.close();
        fw.close();
        /*
        原则：
        先关外面的，再关里面的。

        例如：
        FileWriter fw = new FileWriter("d:/1.txt"); //里面        穿内衣
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(fw); //外面        穿外套

        关闭
        bw.close();  //先关外面的                                先脱外套
        fw.close(); //再关里面的                                 再脱内衣
         */
    }
}

14.6 转换流

14.6.1 字符编码和字符集

1、编码与解码

计算机中储存的信息都是用二进制数表示的，而我们在屏幕上看到的数字、英文、标点符号、汉字等字符是二进制数转换之后的结果。按照某种规则，将字符存储到计算机中，称为编码 。反之，将存储在计算机中的二进制数按照某种规则解析显示出来，称为解码 。比如说，按照A规则存储，同样按照A规则解析，那么就能显示正确的文本符号。反之，按照A规则存储，再按照B规则解析，就会导致乱码现象。

编码:字符(人能看懂的)–字节(人看不懂的)

解码:字节(人看不懂的)–>字符(人能看懂的)

• 字符编码Character Encoding : 就是一套自然语言的字符与二进制数之间的对应规则。

  编码表:生活中文字和计算机中二进制的对应规则

2、字符集

• 字符集 Charset：也叫编码表。是一个系统支持的所有字符的集合，包括各国家文字、标点符号、图形符号、数字等。

计算机要准确的存储和识别各种字符集符号，需要进行字符编码，一套字符集必然至少有一套字符编码。常见字符集有ASCII字符集、GBK字符集、Unicode字符集等。

可见，当指定了编码，它所对应的字符集自然就指定了，所以编码才是我们最终要关心的。

• ASCII字符集 ：
  • ASCII（American Standard Code for Information Interchange，美国信息交换标准代码）是基于拉丁字母的一套电脑编码系统，用于显示现代英语，主要包括控制字符（回车键、退格、换行键等）和可显示字符（英文大小写字符、阿拉伯数字和西文符号）。
  • 基本的ASCII字符集，使用7位（bits）表示一个字符，共128字符。
  • ASCII的扩展字符集使用8位（bits）表示一个字符，共256字符，方便支持欧洲常用字符。
• ISO-8859-1字符集：
  • 拉丁码表，别名Latin-1，用于显示欧洲使用的语言，包括荷兰、丹麦、德语、意大利语、西班牙语等。
  • ISO-8859-1使用单字节编码，兼容ASCII编码。
• GBxxx字符集：
  • GB就是国标的意思，是为了显示中文而设计的一套字符集。
  • GB2312：简体中文码表。一个小于127的字符的意义与原来相同。但两个大于127的字符连在一起时，就表示一个汉字，这样大约可以组合了包含7000多个简体汉字，此外数学符号、罗马希腊的字母、日文的假名们都编进去了，连在ASCII里本来就有的数字、标点、字母都统统重新编了两个字节长的编码，这就是常说的"全角"字符，而原来在127号以下的那些就叫"半角"字符了。
  • GBK：最常用的中文码表。是在GB2312标准基础上的扩展规范，使用了双字节编码方案，共收录了21003个汉字，完全兼容GB2312标准，同时支持繁体汉字以及日韩汉字等。
  • GB18030：最新的中文码表。收录汉字70244个，采用多字节编码，每个字可以由1个、2个或4个字节组成。支持中国国内少数民族的文字，同时支持繁体汉字以及日韩汉字等。
• Unicode字符集 ：
  • Unicode编码系统为表达任意语言的任意字符而设计，是业界的一种标准，也称为统一码、标准万国码。
  • 它最多使用4个字节的数字来表达每个字母、符号，或者文字。有三种编码方案，UTF-8、UTF-16和UTF-32。最为常用的UTF-8编码。
  • UTF-8编码，可以用来表示Unicode标准中任何字符，它是电子邮件、网页及其他存储或传送文字的应用中，优先采用的编码。互联网工程工作小组（IETF）要求所有互联网协议都必须支持UTF-8编码。所以，我们开发Web应用，也要使用UTF-8编码。它使用一至四个字节为每个字符编码，编码规则：
    1. 128个US-ASCII字符，只需一个字节编码。
    2. 拉丁文等字符，需要二个字节编码。
    3. 大部分常用字（含中文），使用三个字节编码。
    4. 其他极少使用的Unicode辅助字符，使用四字节编码。

14.6.2 编码引出的问题

使用FileReader 读取项目中的文本文件。由于项目设置了UTF-8编码，当读取Windows系统中创建的文本文件时，由于Windows系统的默认是GBK编码，就会出现乱码。

package com.atguigu.transfer;

import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;

public class Problem {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        FileReader fileReader = new FileReader("E:\\File_GBK.txt");
        int read;
        while ((read = fileReader.read()) != -1) {
            System.out.print((char)read);
        }
        fileReader.close();
    }
}

输出结果：
���

那么如何读取GBK编码的文件呢？

14.6.3 InputStreamReader类

转换流java.io.InputStreamReader，是Reader的子类，是从字节流到字符流的桥梁。它读取字节，并使用指定的字符集将其解码为字符。它的字符集可以由名称指定，也可以接受平台的默认字符集。

• InputStreamReader(InputStream in): 创建一个使用默认字符集的字符流。
• InputStreamReader(InputStream in, String charsetName): 创建一个指定字符集的字符流。

构造举例，代码如下：

InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream("in.txt"));
InputStreamReader isr2 = new InputStreamReader(new FileInputStream("in.txt") , "GBK");

示例代码：

package com.atguigu.transfer;

import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;

public class InputStreamReaderDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 定义文件路径,文件为gbk编码
        String fileName = "E:\\file_gbk.txt";
        // 创建流对象,默认UTF8编码
        InputStreamReader isr1 = new InputStreamReader(new FileInputStream(fileName));
        // 定义变量,保存字符
        int charData;
        // 使用默认编码字符流读取,乱码
        while ((charData = isr1.read()) != -1) {
            System.out.print((char)charData); // ��Һ�
        }
        isr1.close();

        // 创建流对象,指定GBK编码
        InputStreamReader isr2 = new InputStreamReader(new FileInputStream(fileName) , "GBK");
        // 使用指定编码字符流读取,正常解析
        while ((charData = isr2.read()) != -1) {
            System.out.print((char)charData);// 大家好
        }
        isr2.close();
    }
}

14.6.4 OutputStreamWriter类

转换流java.io.OutputStreamWriter ，是Writer的子类，是从字符流到字节流的桥梁。使用指定的字符集将字符编码为字节。它的字符集可以由名称指定，也可以接受平台的默认字符集。

• OutputStreamWriter(OutputStream in): 创建一个使用默认字符集的字符流。
• OutputStreamWriter(OutputStream in, String charsetName): 创建一个指定字符集的字符流。

构造举例，代码如下：

OutputStreamWriter isr = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("out.txt"));
OutputStreamWriter isr2 = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("out.txt") , "GBK");

示例代码：

package com.atguigu.transfer;

import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStreamWriter;

public class OutputStreamWriterDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 定义文件路径
        String FileName = "E:\\out_utf8.txt";
        // 创建流对象,默认UTF8编码
        OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(FileName));
        // 写出数据
        osw.write("你好"); // 保存为6个字节
        osw.close();

        // 定义文件路径
        String FileName2 = "E:\\out_gbk.txt";
        // 创建流对象,指定GBK编码
        OutputStreamWriter osw2 = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(FileName2),"GBK");
        // 写出数据
        osw2.write("你好");// 保存为4个字节
        osw2.close();
    }
}

14.6.5 转换流理解图解

转换流是字节与字符间的桥梁！

14.7 数据流与对象流

前面学习的IO流，在程序代码中，要么将数据直接按照字节处理，要么按照字符处理。那么，如果读写Java其他数据类型的数据，怎么办呢？

String name = “巫师”;
int age = 300;
char gender = ‘男’;
int energy = 5000;
double price = 75.5;
boolean relive = true;

Student stu = new Student("张三",23,89);

Java提供了数据流和对象流来处理这些类型的数据：

• DataOutputStream：数据输出流允许应用程序以适当方式将基本 Java 数据类型写入输出流中。然后，应用程序可以使用数据输入流（DataInputStream）将数据读入。
• DataInputStream：数据输入流允许应用程序以与机器无关方式从底层输入流中读取基本 Java 数据类型。
• ObjectOutputStream：将 Java 基本数据类型和对象写入字节输出流中。稍后可以使用 ObjectInputStream 将数据读入。通过在流中使用文件可以实现Java各种基本数据类型的数据以及对象的持久存储。如果流是网络套接字流，则可以在另一台主机上或另一个进程中接收这些数据或重构对象。
• ObjectInputStream：ObjectInputStream 对以前使用 ObjectOutputStream 写入的基本数据和对象进行反序列化。

因为DataOutputStream和DataInputStream只支持Java基本数据类型和字符串的读写，而不支持Java对象的对象。而ObjectOutputStream和ObjectInputStream既支持Java基本数据类型的数据读写，又支持Java对象的读写，所以下面直接介绍对象流ObjectOutputStream和ObjectInputStream即可。

• public ObjectOutputStream(OutputStream out) ： 创建一个指定OutputStream的ObjectOutputStream。
• public ObjectInputStream(InputStream in) ： 创建一个指定InputStream的ObjectInputStream。

构造举例，代码如下：

FileOutputStream fos = new FileOutputStream("game.dat");
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(fos);

FileInputStream fis = new FileInputStream("game.dat");
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(fis);

14.7.1 使用对象流读写各种类型的数据

ObjectOutpuStream也从OutputStream父类中继承基本方法：

• public void write(int b) ：将指定的字节输出流。虽然参数为int类型四个字节，但是只会保留一个字节的信息写出。
• public void write(byte[] b)：将 b.length字节从指定的字节数组写入此输出流。
• public void write(byte[] b, int off, int len) ：从指定的字节数组写入 len字节，从偏移量 off开始输出到此输出流。
• public void flush() ：刷新此输出流并强制任何缓冲的输出字节被写出。
• public void close() ：关闭此输出流并释放与此流相关联的任何系统资源。

还支持将各种Java数据类型的数据写入输出流中：

• public void writeBoolean(boolean val)：写入一个 boolean 值。
• public void writeByte(int val)：写入一个8位字节。
• public void writeShort(int val)：写入一个16位的 short 值。
• public void writeChar(int val)：写入一个16位的 char 值。
• public void writeInt(int val)：写入一个32位的 int 值。
• public void writeLong(long val)：写入一个64位的 long 值。
• public void writeFloat(float val)：写入一个32位的 float 值。
• public void writeDouble(double val)：写入一个64位的 double 值。
• public void writeUTF(String str)：将表示长度信息的两个字节写入输出流，后跟字符串 s 中每个字符的 UTF-8 修改版表示形式。如果 s 为 null，则抛出 NullPointerException。根据字符的值，将字符串 s 中每个字符转换成一个字节、两个字节或三个字节的字节组。注意，将 String 作为基本数据写入流中与将它作为 Object 写入流中明显不同。

ObjectInputStream除了从InputStream父类中继承基本方法之外，

• public int read()： 从输入流读取一个字节。返回读取的字节值。虽然读取了一个字节，但是会自动提升为int类型。如果已经到达流末尾，没有数据可读，则返回-1。
• public int read(byte[] b)： 从输入流中读取一些字节数，并将它们存储到字节数组 b中 。每次最多读取b.length个字节。返回实际读取的字节个数。如果已经到达流末尾，没有数据可读，则返回-1。
• public int read(byte[] b,int off,int len)：从输入流中读取一些字节数，并将它们存储到字节数组 b中，从b[off]开始存储，每次最多读取len个字节 。返回实际读取的字节个数。如果已经到达流末尾，没有数据可读，则返回-1。
• public void close() ：关闭此输入流并释放与此流相关联的任何系统资源。

还支持从输入流中读取各种Java数据类型的数据：

• public boolean readBoolean()：读取一个 boolean 值。
• public byte readByte()：读取一个 8 位的字节。
• public short readShort()：读取一个 16 位的 short 值。
• public char readChar()：读取一个 16 位的 char 值。
• public int readInt()：读取一个 32 位的 int 值。
• public long readLong()：读取一个 64 位的 long 值。
• public float readFloat()：读取一个 32 位的 float 值。
• public double readDouble()：读取一个 64 位的 double 值。
• public String readUTF()：读取 UTF-8 修改版格式的 String。

注意：读的顺序和方法与写的顺序和方法要一一对应。

示例代码：

package com.atguigu.object;

import org.junit.Test;

import java.io.*;

public class ReadWriteDataOfAnyType {
    @Test
    public void save() throws IOException {
        String name = "巫师";
        int age = 300;
        char gender = '男';
        int energy = 5000;
        double price = 75.5;
        boolean relive = true;

        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("game.dat"));
        oos.writeUTF(name);
        oos.writeInt(age);
        oos.writeChar(gender);
        oos.writeInt(energy);
        oos.writeDouble(price);
        oos.writeBoolean(relive);
        oos.close();
    }
    @Test
    public void reload()throws IOException{
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("game.dat"));
        String name = ois.readUTF();
        int age = ois.readInt();
        char gender = ois.readChar();
        int energy = ois.readInt();
        double price = ois.readDouble();
        boolean relive = ois.readBoolean();

        System.out.println(name+"," + age + "," + gender + "," + energy + "," + price + "," + relive);

        ois.close();
    }
}

14.7.2 序列化与反序列化概念

Java 提供了一种对象序列化的机制。用一个字节序列可以表示一个对象，该字节序列包含该对象的类型和对象中存储的属性等信息。字节序列写出到文件之后，相当于文件中持久保存了一个对象的信息。

反之，该字节序列还可以从文件中读取回来，重构对象，对它进行反序列化。对象的数据、对象的类型和对象中存储的数据信息，都可以用来在内存中创建对象。看图理解序列化：

ObjectOutputStream流中支持序列化的方法是：

• public final void writeObject (Object obj) : 将指定的对象写出。

ObjectInputStream流中支持反序列化的方法是：

• public final Object readObject () : 读取一个对象。

14.7.3 Serializable序列化接口与transient关键字

某个类的对象需要序列化输出时，该类必须实现java.io.Serializable 接口，Serializable 是一个标记接口，不实现此接口的类将不会使任何状态序列化或反序列化，会抛出NotSerializableException 。

• 如果对象的某个属性也是引用数据类型，那么如果该属性也要序列化的话，也要实现Serializable 接口

• 该类的所有属性必须是可序列化的。如果有一个属性不需要可序列化的，则该属性必须注明是瞬态的，使用transient 关键字修饰。

• 静态变量的值不会序列化。因为静态变量的值不属于某个对象。

package com.atguigu.object;

import java.io.Serializable;

public class Employee implements Serializable {
    public static String company; //static修饰的类变量，不会被序列化
    public String name;
    public String address;
    public transient int age; // transient瞬态修饰成员,不会被序列化

    public Employee(String name, String address, int age) {
        this.name = name;
        this.address = address;
        this.age = age;
    }

    public static String getCompany() {
        return company;
    }

    public static void setCompany(String company) {
        Employee.company = company;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getAddress() {
        return address;
    }

    public void setAddress(String address) {
        this.address = address;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Employee{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", address='" + address + '\'' +
                ", age=" + age +
                ", company=" + company +
                '}';
    }
}

package com.atguigu.object;

import org.junit.Test;

import java.io.*;

public class ReadWriteObject {
    @Test
    public void save() throws IOException {
        Employee.setCompany("尚硅谷");
        Employee e = new Employee("张三", "宏福苑", 23);
        // 创建序列化流对象
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("employee.dat"));
        // 写出对象
        oos.writeObject(e);
        // 释放资源
        oos.close();
        System.out.println("Serialized data is saved"); // 姓名，地址被序列化，年龄没有被序列化。
    }

    @Test
    public void reload() throws IOException, ClassNotFoundException {
        // 创建反序列化流
        FileInputStream fis = new FileInputStream("employee.dat");
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(fis);
        // 读取一个对象
        Employee e = (Employee) ois.readObject();
        // 释放资源
        ois.close();
        fis.close();

        System.out.println(e);
    }
    
        @Test
    public void writeString()throws IOException{
        ObjectOutputStream oos1 = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("str1.dat"));
        oos1.writeUTF("atguigu");
        oos1.writeInt(1);
        oos1.close();

        ObjectOutputStream oos2 = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("str2.dat"));
        oos2.writeObject("atguigu");
        oos2.writeObject(1);
        oos2.close();
    }
}

14.7.4 反序列化失败问题

首先，对于JVM可以反序列化对象，它必须是能够找到class文件的类。如果找不到该类的class文件，则抛出一个 ClassNotFoundException 异常。

其次，当JVM反序列化对象时，能找到class文件，但是class文件在序列化对象之后发生了修改，那么反序列化操作也会失败，抛出一个InvalidClassException异常。发生这个异常的原因如下：

• 该类的序列版本号与从流中读取的类描述符的版本号不匹配
• 该类包含未知数据类型

Serializable 接口给需要序列化的类，提供了一个序列版本号。serialVersionUID 该版本号的目的在于验证序列化的对象和对应类是否版本匹配。如果没有声明serialVersionUID，则每次编译都会产生新的serialVersionUID序列化版本ID值，这样如果在序列化完成之后修改了类导致类重新编译，则原来的数据将无法反序列化。所以通常我们都会在实现Serializable接口时，声明一个serialVersionUID，并为其指定一个值。serialVersionUID必须是static和final修饰的long类型的数据，它的值由程序员随意指定即可。

如果声明了serialVersionUID，即使在序列化完成之后修改了类导致类重新编译，则原来的数据也能正常反序列化，只是新增的字段值是默认值而已。

package com.atguigu.object;

import java.io.Serializable;

public class Employee implements Serializable {
    private static final long serialVersionUID = 1L; //增加serialVersionUID
    public static String company; //static修饰的类变量，不会被序列化
    public String name;
    public String address;
    public transient int age; // transient瞬态修饰成员,不会被序列化

    public Employee(String name, String address, int age) {
        this.name = name;
        this.address = address;
        this.age = age;
    }

    public static String getCompany() {
        return company;
    }

    public static void setCompany(String company) {
        Employee.company = company;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getAddress() {
        return address;
    }

    public void setAddress(String address) {
        this.address = address;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Employee{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", address='" + address + '\'' +
                ", age=" + age +
                ", company=" + company +
                '}';
    }
}

14.7.5 序列化多个对象

如果有多个对象需要序列化，则可以将对象放到集合中，再序列化集合对象即可。

package com.atguigu.object;

import org.junit.Test;

import java.io.*;
import java.util.ArrayList;

public class ReadWriteCollection {
    @Test
    public void save() throws IOException {
        ArrayList<Employee> list = new ArrayList<>();
        list.add(new Employee("张三", "宏福苑", 23));
        list.add(new Employee("李四", "白庙", 24));
        list.add(new Employee("王五", "平西府", 25));
        // 创建序列化流对象
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("employees.dat"));
        // 写出对象
        oos.writeObject(list);
        // 释放资源
        oos.close();
    }

    @Test
    public void reload() throws IOException, ClassNotFoundException {
        // 创建反序列化流
        FileInputStream fis = new FileInputStream("employees.dat");
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(fis);
        // 读取一个对象
        ArrayList<Employee> list = (ArrayList<Employee>) ois.readObject();
        // 释放资源
        ois.close();
        fis.close();

        System.out.println(list);
    }
}

14.8 重新认识System.out和Scanner

14.8.1 PrintStream类

我们每天都在用的System.out对象是PrintStream类型的。它也是IO流对象。

PrintStream 为其他输出流添加了功能，使它们能够方便地打印各种数据值表示形式。它还提供其他两项功能。与其他输出流不同，PrintStream 永远不会抛出 IOException；另外，PrintStream 可以设置自动刷新。

• PrintStream(File file) ：创建具有指定文件且不带自动行刷新的新打印流。
• PrintStream(File file, String csn)：创建具有指定文件名称和字符集且不带自动行刷新的新打印流。
• PrintStream(OutputStream out) ：创建新的打印流。
• PrintStream(OutputStream out, boolean autoFlush)：创建新的打印流。 autoFlush如果为 true，则每当写入 byte 数组、调用其中一个 println 方法或写入换行符或字节 (‘\n’) 时都会刷新输出缓冲区。
• PrintStream(OutputStream out, boolean autoFlush, String encoding) ：创建新的打印流。
• PrintStream(String fileName)：创建具有指定文件名称且不带自动行刷新的新打印流。
• PrintStream(String fileName, String csn) ：创建具有指定文件名称和字符集且不带自动行刷新的新打印流。

package com.atguigu.systemio;

import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.PrintStream;

public class TestPrintStream {
    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
        PrintStream ps = new PrintStream("io.txt");
        ps.println("hello");
        ps.println(1);
        ps.println(1.5);
        ps.close();
    }
}

14.8.2 Scanner类

构造方法

• Scanner(File source) ：构造一个新的 Scanner，它生成的值是从指定文件扫描的。
• Scanner(File source, String charsetName) ：构造一个新的 Scanner，它生成的值是从指定文件扫描的。
• Scanner(InputStream source) ：构造一个新的 Scanner，它生成的值是从指定的输入流扫描的。
• Scanner(InputStream source, String charsetName) ：构造一个新的 Scanner，它生成的值是从指定的输入流扫描的。

常用方法：

• boolean hasNextXxx()： 如果通过使用nextXxx()方法，此扫描器输入信息中的下一个标记可以解释为默认基数中的一个 Xxx 值，则返回 true。
• Xxx nextXxx()： 将输入信息的下一个标记扫描为一个Xxx

package com.atguigu.systemio;

import org.junit.Test;

import java.io.*;
import java.util.Scanner;

public class TestScanner {

    @Test
    public void test01() throws IOException {
        Scanner input = new Scanner(System.in);
        PrintStream ps = new PrintStream("1.txt");
        while(true){
            System.out.print("请输入一个单词：");
            String str = input.nextLine();
            if("stop".equals(str)){
                break;
            }
            ps.println(str);
        }
        input.close();
        ps.close();
    }
    
    @Test
    public void test2() throws IOException {
        Scanner input = new Scanner(new FileInputStream("1.txt"));
        while(input.hasNextLine()){
            String str = input.nextLine();
            System.out.println(str);
        }
        input.close();
    }
}

14.8.3 System类的三个IO流对象

System类中有三个常量对象：

• System.out
• System.in
• System.err

查看System类中这三个常量对象的声明：

public final static InputStream in = null;
public final static PrintStream out = null;
public final static PrintStream err = null;

奇怪的是，

• 这三个常量对象有final声明，但是却初始化为null。final声明的常量一旦赋值就不能修改，那么null不会空指针异常吗？
• 这三个常量对象为什么要小写？final声明的常量按照命名规范不是应该大写吗？
• 这三个常量的对象有set方法？final声明的常量不是不能修改值吗？set方法是如何修改它们的值的？

final声明的常量，表示在Java的语法体系中它们的值是不能修改的，而这三个常量对象的值是由C/C++等系统函数进行初始化和修改值的，所以它们故意没有用大写，也有set方法。

    public static void setOut(PrintStream out) {
        checkIO();
        setOut0(out);
    }
    public static void setErr(PrintStream err) {
        checkIO();
        setErr0(err);
    }
    public static void setIn(InputStream in) {
        checkIO();
        setIn0(in);
    }
    private static void checkIO() {
        SecurityManager sm = getSecurityManager();
        if (sm != null) {
            sm.checkPermission(new RuntimePermission("setIO"));
        }
    }
    private static native void setIn0(InputStream in);
    private static native void setOut0(PrintStream out);
    private static native void setErr0(PrintStream err);

14.9 JDK1.7之后引入新try…catch

14.9.1 IO流关闭和异常处理

package com.atguigu.io;

import org.junit.Test;

import java.io.BufferedWriter;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;

/*
    JDK1.7新增的语法，称为try...catch...with...resource，专门为关闭资源和处理相应异常的新try...catch形式
    语法格式：
    try(
        资源对象的创建和声明
       ){
        可能发生异常的业务逻辑代码
    }catch(异常类型1  参数名){
        处理异常的代码
    }catch(异常类型2 参数名){
        处理异常的代码
    }

     这个形式的try...catch，可以保证在try()中声明的资源，无论是否发生异常，无论是否处理异常，都会自动关闭。
    这里有一个要求，在try()中的资源对象的类型必须实现java.lang.AutoClosable接口
     */
public class TestIOClose {
    @Test
    public void test05()  {
        try(
            FileWriter fw = new FileWriter("d:/1.txt");
            BufferedWriter bw = new BufferedWriter(fw);
        ){
            bw.write("hello");
        }catch(IOException e){
            e.printStackTrace();
        }
    }
    @Test
    public void test03()  {
        FileWriter fw = null;//提取出来的目的是，为了在finally中仍然可以使用fw,bw
        BufferedWriter bw = null;
        try {
            fw = new FileWriter("d:/1.txt");
            bw = new BufferedWriter(fw);

            bw.write("hello");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally{
            try {
                if(bw!=null) {
                    bw.close();
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }finally{
                try {
                    if(fw != null){
                        fw.close();
                    }
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

    @Test
    public void test04()  {
        FileWriter fw = null;
        BufferedWriter bw = null;
        try {
            fw = new FileWriter("d:/1.txt");
            bw = new BufferedWriter(fw);

            bw.write("hello");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally{
            try {
                bw.close();  //如果这句代码关闭时发生异常了，下面fw.close()不执行，关闭可能不彻底
                fw.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

14.9.2 JDK1.7之后引入新try…catch

语法格式：

try(需要关闭的资源对象的声明){
    业务逻辑代码
}catch(异常类型 e){
    处理异常代码
}catch(异常类型 e){
    处理异常代码
}
....

它没有finally，也不需要程序员去关闭资源对象，无论是否发生异常，都会关闭资源对象。

需要指出的是，为了保证try语句可以正常关闭资源，这些资源实现类必须实现AutoCloseable或Closeable接口，实现这两个接口就必须实现close方法。Closeable是AutoCloseable的子接口。Java7几乎把所有的“资源类”（包括文件IO的各种类、JDBC编程的Connection、Statement等接口…）进行了改写，改写后资源类都是实现了AutoCloseable或Closeable接口，并实现了close方法。

示例代码：

	@Test
	public void test03() {
		//从d:/1.txt(GBK)文件中，读取内容，写到项目根目录下1.txt(UTF-8)文件中
		try(
			FileInputStream fis = new FileInputStream("d:/1.txt");
			InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis,"GBK");
			BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
			
			FileOutputStream fos = new FileOutputStream("1.txt");
			OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(fos,"UTF-8");
			BufferedWriter bw = new BufferedWriter(osw);
		){
			String str;
			while((str = br.readLine()) != null){
				bw.write(str);
				bw.newLine();
			}
		} catch (FileNotFoundException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}