IO流【带有缓冲区的字节输入、输出流；字符输入、输出流 转换流】

news2024/10/5 19:10:16

day35

学习注意事项

  1. 按照流的发展历史去学习
  2. 注意流与流之间的继承关系
  3. 举一反三

IO流

继day36

字节流继承图

字节流继承图

字节流

应用场景：操作二进制数据（音频、视频、图片）

abstract class InputStream – 字节输入流的基类（抽象类）

abstract class OutputStream – 字节输出流的基类（抽象类）

class FileInputStream extends InputStream – 文件字节输入流

class FileOutputStream extends OutputStream – 文件字节输出流

class FilterInputStream extends InputStream – 过滤器字节输入流

class FilterOutputStream extends OutputStream – 过滤器字节输出流

class BufferedInputStream extends FilterInputStream – 带缓冲区的字节输入流

class BufferedOutputStream extends FilterOutputStream – 带缓冲区的字节输出流

默认缓冲区大小：8192字节

3.带缓冲区的字节输出流

利用 带缓冲区的字节输出流 向文件写入数据

1)不处理异常的方式

2)文件存在的情况

3)文件不存在的情况

经验：所有的输出流，文件不存在的情况都会创建文件

public class Test01 {
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		
		//1.创建流对象
		BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("io.txt"));
		
		//2.写入数据
		bos.write("123abc".getBytes());
		
		//3.关闭资源
		bos.close();	
	}
}

4)在文件末尾追加内容

经验：在文件末尾追加考虑基础流的构造方法

public class Test02 {
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		
		//1.创建流对象
		BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("io.txt",true));
		
		//2.写入数据
		bos.write("123abc".getBytes());
		
		//3.关闭资源
		bos.close();
	}
}

5)处理异常的方式

写入数据也要抛异常

	public static void main(String[] args){
        
		BufferedOutputStream bos = null;
		try {
			//1.创建流对象
			bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("io.txt",true));
			//2.写入数据
			bos.write("123abc".getBytes());
			
		} catch (FileNotFoundException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		} finally {
			//3.关闭资源
			if(bos != null){
				try {
					bos.close();
				} catch (IOException e) {
					e.printStackTrace();
				}
			}
		}	
	}
深入 带缓冲区的字节输出流

字节输出流对象调用write()【父类的write方法，但子类重写了】
理解： 将数据写入到字节缓冲数组中，提高效率
满了将数据写入到文件中
关闭时才将数据写入到文件中，即不管满没满都写入文件

public class Test04 {
	public static void main(String[] args) throws IOException{
		
//		FileOutputStream fos = new FileOutputStream("io.txt");
//		//写几次，就和硬盘交互几次  -- 6次（内存与硬盘交互的次数）
//		fos.write("1".getBytes());
//		fos.write("2".getBytes());
//		fos.write("3".getBytes());
//		fos.write("a".getBytes());
//		fos.write("b".getBytes());
//		fos.write("c".getBytes());
//		fos.close();
		
//		BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("io.txt"));
//		//将数据写入到字节缓冲数组中 -- 1次（内存与硬盘交互的次数）
//		bos.write("1".getBytes());
//		bos.write("2".getBytes());
//		bos.write("3".getBytes());
//		bos.write("a".getBytes());
//		bos.write("b".getBytes());
//		bos.write("c".getBytes());
//		//关闭时才将数据写入到文件中
//		bos.close();
		
		//默认缓冲区 -- 8192个字节(8*1024)
		//BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("io.txt"));
		
		//自定义缓冲区大小 -- 2048个字节
//		BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("io.txt"), 2048);
	}
}
手撕BufferedOutputStream底层源码
public class FilterOutputStream extends OutputStream {
    
	protected OutputStream out;//0x001
    
    //out - 0x001
    public FilterOutputStream(OutputStream out) {
        this.out = out;
    }
    
    //b - [65]
    public void write(byte[] b) throws IOException {
        this.write(b, 0, b.length);
    }
    
    @SuppressWarnings("try")
    public void close() throws IOException {
        try (OutputStream ostream = out) {
            flush();
        }
    }
}

public class BufferedOutputStream extends FilterOutputStream {
    //缓冲区数组
    protected byte[] buf;//new byte[8192]
    //缓冲区存放数据的个数
    protected int count;//1
    
    //out - 0x001
    public BufferedOutputStream(OutputStream out) {
        this(out, 8192);
    }
    
    //out - 0x001
    //size - 8192
    public BufferedOutputStream(OutputStream out, int size) {
        super(out);
        if (size <= 0) {
            throw new IllegalArgumentException("Buffer size <= 0");
        }
        buf = new byte[size];
    }
    
    //b - [65]
    //off - 0
    //len - 1
    public synchronized void write(byte b[], int off, int len) throws IOException {
        //判断现在需要写出的数据长度是否大于缓冲区数组
        if (len >= buf.length) {//1 >= 8192
            //将缓冲区数组里的数据写入到文件,将缓冲区清空
            flushBuffer();
            //将线程需要写出的数据写入到文件
            out.write(b, off, len);
            return;
        }
        
        //判断现在需要写出的数据长度 超过了缓冲区剩余的存储长度
        if (len > buf.length - count) {//1 > 8192-0
            //将缓冲区数组里的数据写入到文件,将缓冲区清空
            flushBuffer();
        }
        //将数据写入到缓冲区数组里
        System.arraycopy(b, off, buf, count, len);
        //更新缓冲区数组数据个数
        count += len;
    }
    
    private void flushBuffer() throws IOException {
        //count > 0说明缓冲区数组里有数据
        if (count > 0) {
            super.out.write(buf, 0, count);//调用的是FileOutputSteam的write()
            count = 0;//缓冲区清空
        }
    }
    
    public synchronized void flush() throws IOException {
        //将缓冲区数组里的数据写入到文件,将缓冲区清空
        flushBuffer();
        super.out.flush();//调用的是FileOutputSteam的close() -- 关流
    }
}

FileOutputStream fos = new FileOutputStream("io.txt");//0x001
BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(fos);

bos.write("1".getBytes());
bos.write("2".getBytes());
bos.write("3".getBytes());
bos.write("a".getBytes());
bos.write("b".getBytes());
bos.write("c".getBytes());

bos.close();

4.带缓冲区的字节输入流

利用 带有缓冲区的字节输入流 读取文件里的数据

  1. 不处理异常

  2. 文件存在

  3. 文件不存在

经验：所有输入流，当文件不存在都会报错

public class Test05 {
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		
		//1.创建流对象 （默认缓冲区大小：8192字节）
		//BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("io.txt"));
		
		//1.创建流对象 （自定义缓冲区大小：2048字节）
		BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("io.txt"),2048);
		
		//2.读取数据 
		byte[] bs = new byte[1024];
		int len;
		while((len = bis.read(bs)) != -1){
			System.out.println(new String(bs, 0, len));
		}
		
		//3.关闭资源
		bis.close();
	}
}
  1. 处理异常
	public static void main(String[] args) {
		
		BufferedInputStream bis = null;
		try {
			//1.创建流对象 （默认缓冲区大小：8192字节）
			bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("io.txt"));
			
			//2.读取数据 
			byte[] bs = new byte[1024];
			int len;
			while((len = bis.read(bs)) != -1){
				System.out.println(new String(bs, 0, len));
			}
			
		} catch (FileNotFoundException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		} finally {
			//3.关闭资源
			if(bis != null){
				try {
					bis.close();
				} catch (IOException e) {
					e.printStackTrace();
				}
			}
		}
	}

拷贝文件

利用 带有缓冲区的字节输入、输出流

思路：读取源文件，写入目标文件

public class Copy {
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		
		BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("奇男子.mp4"));
		BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("copy.mp4"));
		
		byte[] bs = new byte[1024];
		int len;
		while((len = bis.read(bs)) != -1){
			bos.write(bs, 0, len);
		}
		
		bis.close();
		bos.close();
	}
}

字符流

应用场景：操作纯文本数据

注意：字符流 = 字节流+编译器

编译器：可以识别中文字符和非中文字符，非中文字符获取1个字节（一个字节=一个字符），编译器会根据编码格式获取中文字符对应的字节数（GBK获取两个字节，UTF-8获取三个字节）

abstract class Reader – 字符输入流的基类（抽象类）

abstract class Writer – 字符输出流的基类（抽象类）

class InputStreamReader extends Reader – 字符输入转换流

class OutputStreamWriter extends Writer – 字符输出转换流

特点：将字节流转换为字符流，字符转换流是字节流和字符流的桥梁

class FileReader extends InputStreamReader – 文件字符输入流

class FileWriter extends OutputStreamWriter – 文件字符输出流

利用 字符输出转换流 向文件写入数据

  1. 不处理异常

  2. 文件存在

  3. 文件不存在

经验：所有的输出流，当文件不存在时都会创建文件

public class Test01 {
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		
		//1.创建流对象(将文件字节输出流 转换为 字符输出转换流)
		OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("io.txt"));
		
		//2.写入数据
		//osw.write(97);//写入码值
		
		//char[] cs = {'1','2','3','a','b','c','我','爱','你'};
		//osw.write(cs);//写入字符数组
		//osw.write(cs, 3, 4);//写入字符数组，偏移量，写入长度
		
		//osw.write("123abc我爱你");//字符串
		osw.write("123abc我爱你", 3, 4);//写入字符串，偏移量，写入长度
		
		//3.关闭资源
		osw.close();	
	}
}
  1. 文件末尾追加
    经验：考虑基础流的构造方法
public class Test02 {
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		
		//1.创建流对象(将文件字节输出流 转换为 字符输出转换流)
		OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("io.txt",true));
		
		//2.写入数据
		osw.write("123abc我爱你");
		
		//3.关闭资源
		osw.close();	
	}
}
  1. 处理异常
	public static void main(String[] args) {
		
		OutputStreamWriter osw = null;
		try {
			//1.创建流对象(将文件字节输出流 转换为 字符输出转换流)
			osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("io.txt",true),"UTF-8");
			
			//2.写入数据
			osw.write("123abc我爱你");
			
		} catch (FileNotFoundException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		} finally {
			//3.关闭资源
			if(osw != null){
				try {
					osw.close();
				} catch (IOException e) {
					e.printStackTrace();
				}
			}
		}
	}

利用 字符输入转换流 读取文件里的数据

  1. 不处理异常

  2. 文件存在

  3. 文件不存在

经验：所有的输入流，在文件不存在时都会报错

public class Test04 {
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		
		//1.创建流对象
		InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream("io.txt"));
		
		//2.读取数据
		//read() -- 读取字符，如果读取到文件末尾则返回-1
		int read = isr.read();
		System.out.println((char)read);
		read = isr.read();
		System.out.println((char)read);
		read = isr.read();
		System.out.println((char)read);
		read = isr.read();
		System.out.println((char)read);
		read = isr.read();
		System.out.println((char)read);
		read = isr.read();
		System.out.println((char)read);
		read = isr.read();
		System.out.println((char)read);
		read = isr.read();
		System.out.println((char)read);
		read = isr.read();
		System.out.println((char)read);
		read = isr.read();
		System.out.println(read);
		
		//3.关闭资源
		isr.close();
		
	}
}

减少冗余代码，但还是一个字节一个字节的读取数据

//while循环读取		
	//2.读取数据
    int read;
    while((read = isr.read()) != -1){
        System.out.println((char)read);
    }

加快读取

//指定长度读取
	//2.读取数据
	//isr.read(cs)：读入cs数组长度的字符，将字符数据存入到数组中，并返回读取到的有效字节数，如果读取到文件末尾，则返回-1
	char[] cs = new char[1024];
	int len;
	while((len = isr.read(cs)) != -1){
		System.out.println(new String(cs, 0, len));
	}
  1. 处理异常

注意：使用字符转换流最好加上编码格式！

	public static void main(String[] args){
		
		InputStreamReader isr = null;
		try {
			//1.创建流对象
			isr = new InputStreamReader(new FileInputStream("io.txt"),"UTF-8");
			
			//2.读取数据
			//isr.read(cs)：读入cs数组长度的字符，将字符数据存入到数组中，并返回读取到的有效字节数，如果读取到文件末尾，则返回-1
			char[] cs = new char[1024];
			int len;
			while((len = isr.read(cs)) != -1){
				System.out.println(new String(cs, 0, len));
			}
			
		} catch (FileNotFoundException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		} finally {
			//3.关闭资源
			if(isr != null){
				try {
					isr.close();
				} catch (IOException e) {
					e.printStackTrace();
				}
			}
		}
	}

拷贝文件

利用 字符输入、输出流 转换流

思路：读取源文件，写入目标文件

public class Copy {

	public static void main(String[] args) throws UnsupportedEncodingException, IOException {
		
		InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream("小说.txt"), "GBK");
		OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("copy.txt"), "GBK");
		
		char[] cs = new char[1024];
		int len;
		while((len = isr.read(cs)) != -1){
			osw.write(cs, 0, len);
		}
		
		isr.close();
		osw.close();
	}
}

总结：

1.BufferedInputStream 和 BufferedOutputStream
理解底层
理解缓冲区是如何提高效率

2.InputStreamReader 和 OutputStreamWriter
理解转换流（字节流 -> 字符流）

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