Java语言程序设计——篇十三（2）

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文本I/O流

文本I/O流概述
- Reader类和Writer类
- - Reader
  - Writer
- FileReader和FileWriter类
- - FileReader
  - FileWriter
  - - 实战演练
- BufferedReader和BufferedWriter类
- - BufferedReader
  - BufferedWriter
  - - 实战演练
    - PrintWriter类的应用
- 使用Scanner对象
- - - - 综合演练

文本I/O流概述

文本I/O流以字符为基本单位， 也叫字符I/O流。
抽象类Reader和Writer分别是文本输入流和输出流的根类。

Reader类和Writer类

Reader

Reader类是文本输入流的根类，主要方法有:
int read() 返回值0-65535之间
int read(char[] cbuf)
void close()
Writer
Writer是字符输出流的根类，主要方法有：
void write(int c) 写入c的低16位
void write(char [] cbuf)
void write(String str)
void close()

FileReader和FileWriter类

FileReader

FileReader类构造方法有：

   FileReader(String fileName) 
   FileReader(File file)

FileWriter

FileWriter类构造方法有：

   FileWriter(String fileName) 
   FileWriter(File file) 
   FileWriter(String fileName, boolean append)

实战演练

问题描述：

编写程序，使用FileReader和FileWriter 将文件input.txt 的内容复制到output.txt文件中。
思路：用input.txt创建FileReader，用output.txt创建FileWriter，从文件输入流读取字符，写入文件输出流。

import java.io.FileReader;  
import java.io.FileWriter;  
import java.io.IOException;  
  
public class FileCopyExample {  
    public static void main(String[] args) {  
        // 定义源文件和目标文件的路径  
        String inputFilePath = "input.txt";  
        String outputFilePath = "output.txt";  
  
        // 使用try-with-resources语句自动关闭资源  
        try (FileReader reader = new FileReader(inputFilePath);  
             FileWriter writer = new FileWriter(outputFilePath)) {  
  
            // 创建一个字符数组（缓冲区）来存储从文件读取的字符  
            char[] buffer = new char[1024];  
            int bytesRead;  
  
            // 读取文件到缓冲区，直到没有更多的数据  
            while ((bytesRead = reader.read(buffer)) != -1) {  
                // 将缓冲区中的数据写入输出文件  
                writer.write(buffer, 0, bytesRead);  
            }  
  
            System.out.println("文件复制完成。");  
  
        } catch (IOException e) {  
            // 如果发生I/O错误，打印错误消息  
            e.printStackTrace();  
        }  
    }  
}

程序解释
1、导入必要的类：

FileReader 用于读取字符文件。
FileWriter 用于写入字符文件。
IOException 用于处理可能发生的I/O错误。

2、定义文件路径：

inputFilePath 是源文件input.txt的路径。
outputFilePath 是目标文件output.txt的路径。

3、使用try-with-resources语句：

这个语句自动管理资源（即FileReader和FileWriter对象），并在代码块执行完毕后自动关闭它们。

4、读取和写入：

创建一个字符数组（或称为缓冲区）buffer，用于临时存储从input.txt读取的字符。
使用while循环和read方法从FileReader中读取数据到缓冲区中，直到没有更多的数据（即read方法返回-1）。
在每次循环中，使用write方法将缓冲区中的数据写入到FileWriter中。注意write方法的第三个参数指定了要写入文件的字节数（在这个情况下是bytesRead）。

5、异常处理：

如果在读取或写入过程中发生IOException，则捕获该异常并打印堆栈跟踪。

这个示例展示了如何使用Java IO库中的FileReader和FileWriter类来复制文件内容。注意，由于这个示例使用了字符流，所以它最适合用于处理文本文件。如果你需要处理二进制文件，应该考虑使用FileInputStream和FileOutputStream。

BufferedReader和BufferedWriter类

BufferedReader

BufferedReader类的构造方法如下：

  BufferedReader(Reader in) 
  BufferedReader(Reader in, int sz)
   BufferedReader in = new BufferedReader(
                  new FileReader("input.txt"));
public String readLine()

BufferedWriter

BufferedWriter类的构造方法如下：

  BufferedWriter(Writer out)
  BufferedWriter(Writer out, int sz)
   BufferedWriter br = new BufferedWriter(
                                      new FileWriter("output.txt"));

实战演练

问题描述
编写程序，统计文本文件article.txt中的单词数量。
思路：从article.txt文件中读取一行，解析成单词组成的字符串数组，累加数组的长度即可。
假设单词的分隔符只用空格、逗号和点号3种。

import java.io.BufferedReader;  
import java.io.FileReader;  
import java.io.IOException;  
import java.util.regex.Pattern;  
  
public class WordCount {  
    public static void main(String[] args) {  
        String filePath = "article.txt";  
        int totalWords = 0;  
  
        try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader(filePath))) {  
            String line;  
            while ((line = reader.readLine()) != null) {  
                // 使用正则表达式分割单词，这里假设单词之间由空格、逗号或点号分隔  
                String[] words = line.split("[\\s,.]+"); // \\s 匹配任何空白字符，+表示一个或多个  
  
                // 累加当前行的单词数量  
                totalWords += words.length;  
  
                // 注意：这种简单的计数方式会将连续的分隔符视为空字符串，因此可能需要进一步处理  
                // 但在这个特定情况下，由于我们关注的是单词的总数，所以可以接受这种“额外”的计数  
            }  
  
            System.out.println("Total words in the file: " + totalWords);  
  
        } catch (IOException e) {  
            e.printStackTrace();  
        }  
    }  
}

注意：
我们使用了split("[\\s,.]+")来根据空格、逗号和点号（一个或多个）分割字符串。这里的+确保了即使连续出现多个分隔符，它们也只被视为一个分隔点，从而避免生成空字符串（尽管在这个计数场景下空字符串不会影响最终结果）。
请确保article.txt文件存在于程序的运行目录中，或者提供正确的文件路径。
如果文件很大，或者性能是一个关注点，可能需要考虑更高效的读取和解析策略，比如使用Scanner类或者NIO包中的类来读取文件。

PrintWriter类实现文本打印输出流，构造方法如下：

PrintWriter(Writer out) 
PrintWriter(Writer out, boolean autoFlush)
void println(boolean b)
void println(int i) 
void println(String s) 
void println(Object obj) 
PrintWriter printf(String format, Object…args)

PrintWriter类的应用

问题描述
编写程序，随机产生10个100到200之间的整数，然后使用PrintWriter对象输出到文件number.txt中。

import java.io.FileWriter;  
import java.io.IOException;  
import java.io.PrintWriter;  
import java.util.Random;  
  
public class RandomNumbersToFile {  
    public static void main(String[] args) {  
        // 创建 Random 对象  
        Random random = new Random();  
  
        // 创建 FileWriter 对象，如果文件不存在则创建文件  
        try (FileWriter fileWriter = new FileWriter("number.txt");  
             PrintWriter printWriter = new PrintWriter(fileWriter)) {  
  
            // 循环生成10个随机数  
            for (int i = 0; i < 10; i++) {  
                // 生成 100 到 200 之间的随机整数  
                int randomNumber = random.nextInt(101) + 100; // 因为nextInt(n)生成的是0到n-1之间的随机数  
  
                // 写入随机数到文件  
                printWriter.println(randomNumber);  
            }  
  
            // 注意：由于使用了try-with-resources语句，不需要显式关闭PrintWriter和FileWriter  
        } catch (IOException e) {  
            e.printStackTrace();  
            System.out.println("发生错误，无法写入文件。");  
        }  
  
        System.out.println("随机数已写入到number.txt文件中。");  
    }  
}

这个程序首先创建了一个Random对象用于生成随机数。然后，它使用FileWriter和PrintWriter对象将随机数写入到number.txt文件中。注意，由于FileWriter构造函数在文件不存在时会创建文件，因此不需要事先手动创建number.txt文件。程序中的循环会生成10个随机数，并使用println方法将每个随机数写入文件（每个数占一行）。最后，使用try-with-resources语句来确保PrintWriter和FileWriter在使用后能够被正确关闭，这避免了潜在的资源泄露问题。

使用Scanner对象

使用Scanner类从键盘读取数据，这是在创建Scanner对象时将标准输入设备System.in作为其构造方法的参数。

    Scanner input = new Scanner(System.in);
    int n = input.nextInt();

使用Scanner还可以关联文本文件，从文本文件中读取数据。
Scanner类的常用的构造方法有：

   Scanner(String source)
   Scanner(InputStream source)

Scanner常用方法：

   byte nextByte()
   double nextDouble()
   String nextLine() 
   boolean hasNextDouble()
   void close()

综合演练

问题描述
编写程序，使用Scanner类从程序13.5创建的文本文件number.txt中读出每个整数。
思路：先用number.txt创建FileInputStream对象，再用它创建Scanner对象，用nextInt()方法从中读出整数。

import java.io.File;  
import java.io.FileNotFoundException;  
import java.util.Scanner;  
  
public class ReadNumbersFromFile {  
    public static void main(String[] args) {  
        // 指定文件路径  
        String filePath = "number.txt";  
  
        // 使用File对象指向文件  
        File file = new File(filePath);  
  
        // 创建Scanner对象来读取文件  
        try (Scanner scanner = new Scanner(file)) {  
            // 检查文件是否成功打开  
            if (!scanner.hasNext()) {  
                System.out.println("文件为空或无法读取");  
                return;  
            }  
  
            // 循环读取文件中的整数  
            while (scanner.hasNextInt()) {  
                int number = scanner.nextInt();  
                System.out.println(number); // 打印读取到的整数  
            }  
  
            // 注意：由于使用了try-with-resources语句，Scanner对象会在结束时自动关闭  
        } catch (FileNotFoundException e) {  
            System.out.println("文件未找到：" + filePath);  
            e.printStackTrace();  
        }  
    }  
}