Java语言程序设计——篇十三（1）

news2024/9/21 4:41:15

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输入输出

主要内容
Java I/O概述
- 二进制I/O流
- - 主要内容
  - - 1️⃣java.io.File类
    - - File类常用方法
    - 2️⃣二进制I/O与文本I/O
    - 3️⃣InputStream类和OutputStream类
    - 4️⃣常用二进制I/O流
    - - 文件字节流的应用
      - 数据I/O流
      - PrintStream类
      - 标准I/O流
      - 综合实例

主要内容

1️⃣二进制I/O流
2️⃣ 文本I/O流
3️⃣ 对象序列化：对象I/O流
4️⃣ NIO 和NIO.2：new I/O
5️⃣Files类操作：读写和操作目录和文件。

Java I/O概述

目前Java支持文件I/O和流式I/O。流式I/O分为输入流和输出流。
按照处理数据的类型分，数据流又可分为:
二进制流,也称为字节流。单位：字节
文本流，也称为字符流。单位：字符

二进制I/O流

主要内容

①java.io.File类应用
②二进制I/O与文本I/O
③InputStream类和OutputStream类
④常用二进制I/O流
⑤标准输入/输出流

1️⃣java.io.File类

java.io.File类用来表示物理磁盘上的实际文件或目录，但它不表示文件中数据。
绝对文件名是由驱动器字母、完整的路径以及文件名组成，如D:\study\Hello.txt是Windows系统下的一个绝对文件名。
相对文件名是相对于当前工作目录的。例如，Hello.txt是一个相对文件名。如果当前工作目录是D:\study，绝对文件名是D:\study\Hello.txt。

File类常用方法

  public boolean exists()
  public long length()
  public boolean createNewFile()
  public boolean renameTo(File newName)
  public boolean delete()
  public long lastModified()

2️⃣二进制I/O与文本I/O

文件通常可以分为文本文件和二进制文件。
使用文本I/O将字符串“123”写入文件，那么每个字符的二进制编码都会写入到文件。

使用二进制I/O向文件写入一个数据，就是将内存中的值复制到文件中。例如，一个byte类型的数值123在内存中表示为0111 1011，将它写入文件也是0111 1011。

3️⃣InputStream类和OutputStream类

InputStream类是二进制输入流的根类，它有多个子类。

public int read()
public int read(byte[] b)
public void close()

OutputStream类是二进制输出流的根类，它有多个子类。

  public void write(int b)
  public void write(byte[] b)
  public void close()

4️⃣常用二进制I/O流

FileInputStream类和FileOutputStream类用来实现文件的输入输出处理。
FileInputStream类和FileOutputStream类都实现了java.lang.AutoClosable接口，因此可以在try-with-resources语句中使用，当流使用完自动将它们关闭。

文件字节流的应用

问题描述：
编写程序，用FileOutputStream对象向output.dat文件中写入10个10到99的随机整数。
编写另一个程序，然后使用FileInputStream对象从output.dat文件中读出这10个数并输出。
第一个程序：写入文件

import java.io.FileOutputStream;  
import java.io.IOException;  
import java.util.Random;  
  
public class WriteRandomNumbers {  
    public static void main(String[] args) {  
        Random random = new Random();  
        FileOutputStream fos = null;  
  
        try {  
            fos = new FileOutputStream("output.dat");  
            for (int i = 0; i < 10; i++) {  
                int number = random.nextInt(90) + 10; // 生成10到99之间的随机数  
                fos.write(number); // 直接写入int类型会有问题，因为write方法接收byte类型  
                // 使用DataOutputStream可以更方便地写入int等类型  
                // 但为了简单演示，这里仅写入低字节（不推荐）  
                // 更好的做法是使用DataOutputStream  
                fos.write('\n'); // 写入换行符，仅作分隔使用，实际文件不会以文本形式展示换行  
            }  
        } catch (IOException e) {  
            e.printStackTrace();  
        } finally {  
            if (fos != null) {  
                try {  
                    fos.close();  
                } catch (IOException e) {  
                    e.printStackTrace();  
                }  
            }  
        }  
    }  
}  
  
// 注意：上述代码中的fos.write(number);部分直接将整数的低字节写入文件，这会导致数据丢失。  
// 正确的做法是使用DataOutputStream来写入int等复杂类型。

第二个程序：读取文件

import java.io.FileInputStream;  
import java.io.IOException;  
  
public class ReadRandomNumbers {  
    public static void main(String[] args) {  
        FileInputStream fis = null;  
  
        try {  
            fis = new FileInputStream("output.dat");  
            int ch;  
  
            while ((ch = fis.read()) != -1) {  
                // 由于只写入了低字节，这里打印的将是乱码，或者是不完整的整数  
                System.out.print(ch + " ");  
            }  
  
            // 注意：这里的输出并不是原始的整数，因为写入的方式不正确  
        } catch (IOException e) {  
            e.printStackTrace();  
        } finally {  
            if (fis != null) {  
                try {  
                    fis.close();  
                } catch (IOException e) {  
                    e.printStackTrace();  
                }  
            }  
        }  
    }  
}  
  
// 注意：上面的代码不能正确还原出写入的整数，因为它只读取了低字节。  
// 如果要正确读取，需要使用DataInputStream，并且写入时也应该使用DataOutputStream。

BufferedInputStream为缓冲输入流，BufferedOutputStream为缓冲输出流，这两个类用来对流实现缓冲功能。
使用缓冲流可以减少读写数据的次数，加快输入输出的速度。

数据I/O流

DataInputStream和DataOutputStream类分别是数据输入流和数据输出流。使用这两个类可以实现基本数据类型的输入输出。

  byte readByte
  int readInt()
  char readChar()
  boolean readBoolean()
  double readDouble()
  String readLine() 。
  String readUTF()

   void writeByte(int v)
   void writeInt(int v)
   void writeChar(int v)
   void writeBoolean(boolean v)
   void writeDouble(double v)
   void writeUTF(String s)

下面语句为文件input.dat创建了缓冲输入流，然后将其包装成数据输入流。

 DataInputStream inFile = new DataInputStream(
         new BufferedInputStream(
            new FileInputStream("input.dat")));

下面语句为文件input.dat创建了缓冲输出流，然后将其包装成数据输出流。

 DataOutputStream outFile = new DataOutputStream(
        new BufferedOutputStream(
          new FileOutputStream("output.dat")));

PrintStream类

PrintStream类为打印各种类型的数据提供了方便。该类定义了多个print()和println ()方法，可以打印输出各种类型的数据，这些方法都是把数据转换成字符串，然后输出。如果输出到文件中则可以用记事本浏览。
System.out对象就是PrintStream类的一个实例，用于向控制台输出数据。

标准I/O流

Java系统事先定义了两个对象System.in和System.out，分别与系统的标准输入和标准输出相联系，另外还定义了标准错误输出流System.err。

System.in 是InputStream类的实例
System.out 是PrintStream类的实例
System.err 是PrintStream类的实例

综合实例

问题描述
尝试用PrintStream类的对象，将打印到控制台的话打印到一个文件中

1 File file = new File("F:\\a.txt"); 
2 PrintStream printStream = new PrintStream(file); 
5 printStream.println("hello world");

1 File file = new File("F:\\a.txt"); 
2 PrintStream printStream = new PrintStream(file); 
3 System.setOut(printStream); 
4 System.out.println("打印到F:\\a.txt中");