Java 学习记录（8） IO流

一、Java中流的分类有哪些?

• 流从读取类型上来看分为字节流和字符流。
• 从流动方向上看又分为输入流和输出流两类。
• 从流从发生的源头看分为节点流和过滤流。其中节点流：直接操作目标设备对应的流，如文件流，标准输入输出流。过滤流：继承带有关键字Filter的流用于包装操作节点流，方便读写各种类型的数据。

二、字节流InputStream和OutputStream的子类分别有哪些?请举例说明其使用场景。与其对应的字符流分别有哪些?

InputStream和OutputStream是两个抽象类，其子类分布如下：

• FileinputStream 和FileOutputStream。

 对应的字符流为  FileReader 和  FileWriter

FileInputStream的作用在于通过指定文件路径的方式，将一个文件中的内容作为其他流的数据源，从而可以使用流的方式对文件进行读的操作；FileOutputStream的作用在于通过指定文件路径的方式，将一个文件作为其他流的输出目的地，从而可使用流的方式对文件进行写操作。

• 字节数组流 ByteArrayInputStream和ByteArrayOutputStream

对应的字符流为 CharArrayReader CharArrayWriter

字节数组流的作用是在字节数组和流之间搭建桥梁，ByteArrayInputStream的构造方法ByteArrayInputStream(byte[] buf)可以将字节数组构造成字节数组流的数据源，从而可以通过流的方式来读字节数组; ByteArrayOutputStream的作用在于可以将任意多字
节的内容多次写入流中,最后整体转为一个字节数组。

• 管道流PipedInputStream和PipedOutputStream

对应的字符流为 PipedReader  PipedWriter

管道用来把一个程序、线程和代码块的输出连接到另一个程序、线程和代码块的输入。管道输入流作为一个通信管道的接收端，管道输出流则作为发送端。管道流必须输入/输出并用，即在使用管道前,两者必须进行连接。

• 对象流ObjectOutputStream和ObjectInputStream
  能够输入/输出对象的流称为对象流
• 过滤流FilterInputStream和FilterOutputStream

对应的字符流为：FilterReader 和FileterWriter

FilterInputStream和FilterOutputStream是两个抽象类，分别重写了父类InputStream和OutputStream的所有方法,对其他输入/输出流进行特殊处理，此外还提供了同步机制,使得某一时刻只有一个线程可以访问一个输入与输出流。要使用过滤流，首先必须把它连接到某个输人/输出节点流上。通常构造方法的参数中指定所要连接的节点流。

FilterInputStream( InputStream in);
FilterOutputStream( OutputStream out);

　　

• 缓冲流BufferedInputStream和BufferedOutputStream

对应的字符流为：BufferedReader 和 BufferedWriter

这两个类分别是FilterInputStream和FilterOutputStream的子类，实现了带缓冲的过滤流，它提供了缓冲机制，把节点流“捆绑”到缓冲流上，可以提高读写效率。使用于大文件的读写。

• 数据流DatalnputStream和DataOutputStream
  这两个类分别是FilterInputStream 和FilterOutputStream的子类，它们以统一方式读出或写出boolean、int、long、double等基本数据类型。此外，还提供了字符串读写的方法。
• 打印流PrintStream

对应的字符流为PrintWriter

它能在输出时自动完成两项功能:如果输出字符串，则完成字符的编码过程，如果有汉字，能将汉字自动转化为操作系统本身的字符集GBK;另外，如果其输出路径上接有缓冲流，当调用println方法或输出字符串中有换行标志时，则自动调用缓冲流的flush方法。

三、字节流与字符流的转化是怎样的?Java对此提供了哪些支持?

字节流与字符流的转化桥梁在于类InputStreamReader和OutputStreamWriter

• InputStreamReader 用于字节流->字符流
  它读取字节，并使用指定的编码将其解码为字符,它使用的字特集可以由名称指定，也可以被明确指定，或者可以接受平台的默认字符集

构造方法：

InputStreamReader (InputStream in)//创建一个使用默认字符集的InputStreamReader (InputStream in,String charsetName)//自己设定了

　　

• OutputStreamWriter 用于字符流->字节流。
  使用指定的编码将写入的字符编码为字节，它使用的字符集可以由名称指定，也可以被明确指定，或者可以接受平台的默认字符集

构造方法：

 OutputStreamWriter(OutputStream out) 
//OUtputstream 也是一个抽象类，真正做参数的是它的子类。例如：Fileoutputstream
OutputStreamWriter(OutputStream out,String charstname)
                    后面的参数指定字符集。

　　

四、Java中的过滤流(流的装配)有什么作用?请举例说明常用的过滤流。

过滤流的具体作用请看（二）中关于过滤流的介绍。
常见的过滤流即为：BufferedInputStream 和BufferedOutputStream， 缓存作用，用于装配文件磁盘、网络设备、终端等读写开销大的节点流，提高读写性能。

五、什么是对象的序列化和反序列化?Java对此提供了哪些支持?

序列化： 对象的串行化（Serialization）将实现了Seriallizable接口的对象转换成一个字节序列。与之对应的反序列化就是把字节序列完全恢复为原来的对象。
支持： ObjectInputStream类和ObjectOutputStream类。

六、 Java的File类表示什么?有什么作用?

File 类表示的其实是文件和目录的具体路径，即FilePath。可以通过File类来对文件或者目录的创建和后续的读写操作。
具体请看下面的编程题：

七、Java对文件的读写分别提供了哪些支持?

读文件：FileInputStream FileReader
写：FileOutputStream FileWriter
提供对文件的随机访问支持：RandomAccessFile
具体请看编程题中的3和4。

八、编程题

一、完成下面的代码，要求建立一个缓冲区，将字节输入流中的内容转化为字符串。

代码如下（示例）：

//完成下面的代码，要求建立一个缓冲区，将字节输入流中的内容转化为字符串。
import java.io.*;

public class test3 {
    public static void main(String[]args){
        File file =new File("E:\name1.txt");
        try (FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream(file)) {
            System.out.println(loadStream(fileInputStream));
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    public static String loadStream(InputStream in) throws IOException {
        StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer();
        InputStreamReader inputStreamReader = new InputStreamReader(in);
        char[]chars =new char[1024];
        int len;
        while((len=inputStreamReader.read(chars))!=-1){
            stringBuffer.append(String.valueOf(chars));
        }
        return String.valueOf(stringBuffer);
    }
}
}
/*
将数据读入字符数组中，然后利用StringBuffer类做中转站，将字符数组加入，最后就是把这个StringBuffer类转换为String返回
*/

　　

二、编写程序，将一个字符串转为字节数组输入流，将这个流中所有小写字母换成大写字母并写入字节数组输出流中，再将数组输出流转为字符串。

代码如下（示例）：

 2 /*
* 编写程序，将一个字符串转为字节数组输入流，
* 将这个流中所有小写字母换成大写字母并写入字节数组输出流中，
* 再将数组输出流转为字符串*/

import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.util.Scanner;
public class test4 {
    public static void main(String[]args){
        String str1;
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        str1=scanner.nextLine();
        byte[]bytes=new byte[1024];
        bytes=str1.getBytes();
        try{
            ByteArrayInputStream byteArrayInputStream = new ByteArrayInputStream(bytes);
            ByteArrayOutputStream byteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream();
            int len;
            while((len=byteArrayInputStream.read())!=-1){
                if(len>='a'&&len<='z'){
                    len=len+'A'-'a';
                }
                byteArrayOutputStream.write(len);
            }
            byteArrayInputStream.close();
            String string =byteArrayOutputStream.toString();
            System.out.println(string);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

/*
利用字节数组输入流来读数据，每一次读取一个，并且同时做出转化，将小写转化为大写。再写入字节数组输出流，最后利用`toString`方法来转化为字符串，进行return
*/

三、完成下面方法中的代码，方法中的参数为一个文本文件的名称，要求将文件中的内容转为字符串。

代码如下（示例）：

 2 /*
*完成下面方法中的代码，方法中的参数为一个文本文件的名称，
* 要求将文件中的内容转为字符串。
* */

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
public class test5 {
    public static void main(String[]args){
        String  string="E:\name1.txt";
        System.out.println(loadFile(string));
    }
    public static String loadFile(String filename){
        byte[] bytes = new byte[1024];
        int len;
        StringBuffer S = new StringBuffer();
        try {
            File file = new File(filename);
            FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream(file);
            while((len=fileInputStream.read(bytes))!=-1){
                String str1 = new String(bytes,0,len); //一次读取一个字符数组的内容，我们要做的就是把这一部分字符数组里的内容
                S.append(str1);
            }
            fileInputStream.close();
        }catch(FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return String.valueOf(S);
    }
}
/*
利用文件输入输出流，
每一次读取一个字符数组的内容，并利用`toString`方法转化为字符串，再利用`StringBuffer`类的`append`方法进行拼接。直到读到文件末尾。
最后就是把StringBuffer类转换为String。

*/

四、完成下面方法中的代码，将字符串contents中的内容写入文件filename中。

static public boolean saveFile(String filename, String contents) {}
代码如下（示例）：

 2 /*
* 完成下面方法中的代码，将字符串contents中的内容写入文件filename中。
* */
import java.io.*;
import java.util.Scanner;
public class test6 {
    public static void main(String[]args) throws FileNotFoundException {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        String contents=scanner.nextLine();
        //这是要写入的字符串
        String filename ="E:\coding\JavaLearningCode\java输入输出流的编写\test6.txt";
       System.out.println(saveFile(filename,contents));
    }
    public static boolean saveFile(String filename, String contents) throws FileNotFoundException {
       try (FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream(filename)) {
           byte[] bytes=contents.getBytes();
           fileOutputStream.write(bytes);
       } catch (IOException e) {
           e.printStackTrace();
       }
        return true;
    }
}
/*
先把字符串转化为字符数组，再利用字节输出流的写文件方法写入即可。

*/

五、socket 套接字有一个方法getInputStream(),其含义是得到从网络上传过来的数据流。现要求编写一段程序，将接收的数据存入文件。

代码如下（示例）：

 2 
import java.io.*;
import java.net.Socket;

/*
socket 套接字有一个方法getInputStream()
其含义是得到从网络上传过来的数据流。现要求编写
一段程序，将接收的数据存入文件。
 */
public class test7 {
    public static void main(String[]args) throws IOException {
        Socket socket=new Socket("127.0.0.1",4700);
        BufferedReader sin =new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
        File file = new File("E:\coding\JavaLearningCode\java输入输出流的编写\test7.txt");
        FileOutputStream out = new FileOutputStream(file);
        BufferWriter bw=new BufferWriter(new OutputStreamWriter(out)); 
        String readline = sin.readLine();
        bw.write(readline);
        sin.close();
        bw.close();
        socket.close();
    }
}
/*
利用字符输输入流和字符输出流来实现，
构建字符输入流对象 sin和字符输出流对象 bw。其中用到了OutputStreamWriter和InputStreamReader 做中转。
最后完成了读入和写。
*/

六、编写程序实现文件查找功能。提供两个参数，第一个参数为查找的起始路径，第二个参数为要查找的文件名称。如果找到，则给出文件的完整路径，否则提示文件不存在。

代码如下（示例）：

2 import java.io.File;
public class test8 {
    public static void main(String args[]){
       String str1="E:\test1";
       String str2="1.txt";
       FindFile(String str1,String str2)
    }
    public static void FindFile(String str1,String str2){
        File file1 =new File(str1);
        File[] files=file1.listFiles();
        for(File file2:files){
            if(file2.isFile()){
                String string1 = file2.getAbsolutePath();
                int firstindex=string1.lastIndexOf('\');
                String substring=string1.substring(firstindex+1);
                if(substring.equals(str2)){
                    System.out.println(string1);
                    return;
                }
            }else if(file2.isDirectory()){
                String string = file2.getAbsolutePath();
                FindFile(string,str2);
            }
        }
    }
}
/*
先对起始路径构建Filec对象，并且利用`listFiles()`方法来得到所有的子目录，或者文件，下一步就是判断，是文件？是，则利用字符串拼接和比对`equals()`方法来判断文件名是否相同。
否则，对于目录，我们继续向下递归。
*/

七、利用串行化技术和Socket通信，将一个客户端构造的对象送到服务端，并输出该对象的属性值。

--------第一个User类-----------------


import java.io.Serializable;
public class User implements Serializable {

    private static final long serialVersionUID = 1L;
    String Name;
    String Password;
    User()//默认构造函数
    {
        Name="null";
        Password="00000";
    }
    User(String name,String password)//带参数的构造函数
    {
        Name=name;
        Password=password;
    }
    void setName(String name) {Name=name;}
    void setPassword(String password) {Password=password;}
    String getName() {return Name;}
    String getPassword() {return Password;}
}

----------------下面是第二个类，客户端-------
package 作业题9;

import java.io.*;
import java.net.Socket;

public class TalkClient {
    public static void main(String[] args) throws IOException{
        Socket socket = null;
        try {
            socket = new Socket("127.0.0.1", 4700);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        User u1 = new User();
        u1.setName("Tommy");
        u1.setPassword("1234567"); //赋值
        //把对象串行化为可输出的形式，输入到Socket的输出流里面
        ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream());
        out.writeObject(u1);//以串行化方式写入这个对象
        System.out.println("successful!");
        out.flush();
        out.close();//超级重要，要是没有close来正常退出，服务器端就会被意外中止，导致出错。
    }
}


-------------------------------下面是服务器端---------
55 
import java.io.*;
import java.net.*;

public class MultiTalkServer {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, IOException {
        ServerSocket server;
        Socket socket = null;
        try {
            server = new ServerSocket(4700);
            socket = server.accept();
            ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(socket.getInputStream());
            System.out.println("连接成功！");
            User u2 = (User) in.readObject();//接受一个被串行化的对象，赋值给u2
            System.out.println("Name: "+ u2.getName() + "  Password: " + u2.getPassword());
            in.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}