• IO流 之 节点流与处理流


    1. 流的分类
    按数据流的方向不同输入流,输出流
    按处理数据单位不同字节流,字符流
    (1) 字节流:数据流中最小的数据单元是字节
    (2)字符流:数据流中最小的数据单元是字符Java中的字符是Unicode编码,一个字符占用两个字节。
    功能不同节点流,处理流
    (1)程序用于直接操作目标设备所对应的类叫节点流。
    (2)程序通过一个间接流类去调用节点流类,以达到更加灵活方便地读写各种类型的数据,这个间接流类就是处理流。
    2. 节点流
    2.1 节点流的类型


    (1)File 文件流。对文件进行读、写操作 :FileReader、FileWriter、FileInputStream、FileOutputStream。、
    (2)Memory
    1)从/向内存数组读写数据: CharArrayReader与 CharArrayWriter、ByteArrayInputStream与ByteArrayOutputStream。
    2)从/向内存字符串读写数据 StringReader、StringWriter、StringBufferInputStream。
    (3)Pipe管道流。 实现管道的输入和输出(进程间通信): PipedReader与PipedWriter、PipedInputStream与PipedOutputStream。
    2.2 节点流执行的图示


    3. 处理流
    3.1 处理流的类型


    - (1)Buffering缓冲流:在读入或写出时,对数据进行缓存,以减少I/O的次数:BufferedReader与BufferedWriter、BufferedInputStream与BufferedOutputStream。
    - (2)Filtering 滤流:在数据进行读或写时进行过滤:FilterReader与FilterWriter、FilterInputStream与FilterOutputStream。
    - (3)Converting between Bytes and Characters 转换流:按照一定的编码/解码标准将字节流转换为字符流,或进行反向转换(Stream到Reader):InputStreamReader、OutputStreamWriter。
    - (4)Object Serialization 对象流 :ObjectInputStream、ObjectOutputStream。
    - (5)DataConversion数据流: 按基本数据类型读、写(处理的数据是Java的基本类型(如布尔型,字节,整数和浮点数)):DataInputStream、DataOutputStream 。
    - (6)Counting计数流: 在读入数据时对行记数 :LineNumberReader、LineNumberInputStream。
    - (7)Peeking Ahead预读流: 通过缓存机制,进行预读 :PushbackReader、PushbackInputStream。
    - (8)Printing打印流: 包含方便的打印方法 :PrintWriter、PrintStream。

    3.2 处理流执行的图示


    3.3 缓冲流
    【1】对I/O进行缓冲是一种常见的性能优化,缓冲流为I/O流增加了内存缓冲区,增加缓冲区的两个目的:
    (1)允许Java的I/O一次不只操作一个字符,这样提高䇖整个系统的性能;
    (2)由于有缓冲区,使得在流上执行skip、mark和reset方法都成为可能。

    【2】缓冲流:它是要“套接”在相应的节点流之上,对读写的数据提供了缓冲的功能,
    提高了读写的效率,同时增加了一些新的方法。例如:BufferedReader中的readLine方法,
    BufferedWriter中的newLine方法。

    【3】J2SDK提供了4种缓存流,常用的构造方法为:

    //字符输入流
    BufferedReader(Reader in)//创建一个32字节的缓冲区
    BufferedReader(Reader in, int size)//size为自定义缓存区的大小
    
    //字符输出流
    BufferedWriter(Writer out)
    BufferedWriter(Writer out, int size)
    
    //字节输入流
    BufferedInputStream(InputStream in)
    BufferedInputStream(InputStream in, int size)
    
    //字节输出流
    BufferedOutputStream(OutputStream in)
    BufferedOutputStream(OutputStream in, int size)


    【4】其他
    (1)缓冲输入流BufferedInputSTream除了支持read和skip方法意外,还支持其父类的mark和reset方法;
    (2)BufferedReader提供了一种新的ReadLine方法用于读取一行字符串(以 或 分隔);
    (3)BufferedWriter提供了一种新的newLine方法用于写入一个行分隔符;
    (4)对于输出的缓冲流,BufferedWriter和BufferedOutputStream,写出的数据会先在内存中缓存,
    使用flush方法将会使内存的数据立刻写出。

    示例1:

    import java.io.*;
    public class TestBufferStream1 {
      public static void main(String[] args) {
        try {
          FileInputStream fis = new FileInputStream(
              "d:\JavaProject\demo13\ProcessingStream\TestBufferStream1.java");
          BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(fis);
          int c = 0;
          System.out.println((char)bis.read());
          System.out.println((char)bis.read());
          bis.mark(100);/*在当前输入流的当前位置上做一个标志,允许最多再读入100个字节*/
          for(int i=0;i<=10 && (c=bis.read())!=-1;i++){
            System.out.print((char)c+" ");
          }
          System.out.println(); 
          bis.reset();/*把输入指针返回到以前所做的标志处*/
          for(int i=0;i<=10 && (c=bis.read())!=-1;i++){
            System.out.print((char)c+" ");
          }
          bis.close();
        } catch (IOException e) {e.printStackTrace();}
      }
    }


    示例2:

    import java.io.*;
    public class TestBufferStream2
    {
        public static void main(String[] args)
        {
        try{
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("D:\JavaProject\demo13\BufferStream\dat2.txt"));
        BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("D:\JavaProject\demo13\BufferStream\dat2.txt"));
        String s = null;
        for(int i=0;i<10;i++)
        {
            s = String.valueOf(Math.random());//产生一个小于1的正的随机数,并转换成字符串形式
            bw.write(s);//把字符串s写入到dat2.txt文件中
            bw.newLine();//写入一个行分隔符
        }
        bw.flush();//使用flush方法将会使内存的数据立刻写出
    
        while((s=br.readLine()) != null)
        {
            System.out.println(s);
        }
        bw.close();
        br.close();
        }
        catch(IOException e)
        {
            e.printStackTrace();
        }
    
        }
    }

    3.4 转换流
    转换流有两种:
    (1)InputStreamReader:将字节流转换为字符流;
    (2)OutputStreamWriter:将字符流转换为字节流。
    什么时候使用转换流?由以下分析: 流对象很多,就要明确使用哪个流对象。

    通过三点来完成: 
        1、明确数据的来源和数据到达的目的地。
                     来源:输入流 [InputStream,Reader]。 
                     目的:输出流 [OutputStream,Writer]。 
        2、操作的数据是否是纯文本。  
                     是:字符流,使用Reader与Writer; 
                     否:字节流,使用InputStream与OutputStream。 
        3、明确要使用哪个具体的对象。 通过设备来进行区分: 
                     源设备:内存用数组,硬盘就加file,键盘用System.in; 
                     目的设备:内存用数组,硬盘就加file,键盘用System.out4、明确是否还需要其他额外功能:例如 
                    (1)是否需要较高的效率,即是否需要使用缓冲区,是就加上Buffered;
                    (2)是否需要转换,是,就使用转换流,InputStreamReader 和 OutputStreamWriter。

    用一个例子简单的说明: 将键盘录入的数据保存到一个文件中,输入“over”时表示录入结束。 详细分析:

    源:从InputStream,Reader中选择; 因为是键盘录入的是纯文本,所以使用Reader。 
    设备:键盘,所以用System.in; 发现System.in是字节流的操作,与Reader(字符流)矛盾,
    这时就要用到转换流 InputStreamReader 。为了提高操作效率,使用缓冲技术,选择BufferedReader。 
    
    目的:从 OutputStream,Writer中选择。 因为是文本文件,所以选择Writer。 
    设备:硬盘上,一个文件,选择FileWriter。 为了提高操作效率,使用缓冲技术,选择BufferedWriter。 

    示例1:

    import java.io.*; 
        class ReadinFile 
            { 
                public static void main(String[] args)throws IOException //这里为了方便阅读,先不做异常处理。 
                { 
                    BufferedReader bufr=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)); 
                    BufferedWriter bufw=new BufferedWriter(new FileWriter("readin.txt")); 
                    String line=null; 
                    while((line=bufr.readLine())!=null) 
                    { 
                        if("over".equals(line)) break; 
                        bufw.write(line); 
                        bufw.newLine(); 
                    } 
                    bufw.close(); 
                    bufr.close(); 
                } 
            }


    示例2:

    import java.io.*;
    public class TestTransForm 
    {
        public static void main(String[] args) throws IOException //这里为了方便阅读,先不做异常处理。 
        {
            InputStreamReader isr = new InputStreamReader(System.in);
            BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
            OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(
                                     new FileOutputStream("D:\JavaProject\demo13\TransStream\TransForm.txt",true));
            BufferedWriter bw = new BufferedWriter(osw);
            String str = null;
            str = br.readLine();
            while(str != null)
            {
                if(str.equalsIgnoreCase("exit")) break;
                bw.write(str);
                bw.newLine();
                str = br.readLine();
            }
            br.close();
            bw.close();
        }
    }


    注意:
    (1)构造方法:public FileOutputStream(String name,boolean append) throws FileNotFoundException
    如果append为True,输出字节流就写入文件的末尾,而不是开头(覆盖原来的内容);
    如果append为False,输出字节流就写入文件的开头,即覆盖原来的内容从文件开始处写内容。
    (2)构造方法:public FileOutputStream(String name) throws FileNotFoundException
    每次覆盖原文件的内容,从文件开始处写内容。
    3.5 数据流——数据的存储和数据恢复
    数据流:DataInputStream和DataOutputStream
    (0)DataInputStream和DataOutputStream是面向字节的,因此要使用InputStream和OutputStream。
    (1)DataInputStream和DataOutputStream分别继承InputStream和OutputStream,
    它们属于处理流,需要分别“套接”在InputStream和OutputStream类型的节点流上。
    (2)DataInputStream和DataOutputStream提供了可以存取与机器无关的Java原始类数据(如:int,double等)的方法。
    (3)DataInputStream和DataOutputStream的构造方法:

         DataInputStream(InputStream in)
         DataOutputStream(OutputStream out

    示例1:

    import java.io.*;
    public class TestDataStream
    {
        public static void main(String[] args) throws IOException
        {
            FileOutputStream fout = new FileOutputStream("D:/JavaProject/demo13_IO/DataStream/demo.txt",true);
            BufferedOutputStream bout = new BufferedOutputStream(fout);
            DataOutputStream dout = new DataOutputStream(bout);
            /*DataOutputStream,BufferedOutputStream,FileOutputStream这里使用了流栈。*/
    
            dout.writeInt(110);
            dout.writeUTF("hello,中国");
            dout.writeFloat(3.14f);
            dout.writeChar(97);/*97对应的是'a'*/
            dout.close();/*如果正在使用一个流栈,程序关闭最上面的一个流也就自动的关闭了栈中的所有底层流。*/
    
            FileInputStream fin = new FileInputStream("D:/JavaProject/demo13_IO/DataStream/demo.txt");
            BufferedInputStream bin = new BufferedInputStream(fin);
            DataInputStream din = new DataInputStream(bin);
    
            int i = din.readInt();
            String str = din.readUTF();
            float f = din.readFloat();
            char c = din.readChar();
            fin.close();/*如果正在使用一个流栈,程序关闭最上面的一个流也就自动的关闭了栈中的所有底层流。*/
            System.out.println("int:"+i+"
    String:"+str+"
    float:"+f+"
    char:"+c);
        }
    
    }

    编译,运行:

    D:JavaProjectdemo13_IODataStream>javac TestDataStream.java
    
    D:JavaProjectdemo13_IODataStream>java TestDataStream
    int:110
    String:hello,中国
    float:3.14
    char:a

    注意:
    int i = din.readInt();
    String str = din.readUTF();
    float f = din.readFloat();
    char c = din.readChar();
    /*此段代码的顺序不能乱,要保证先写入的先读出来的原则,否则会出现错误。
    * 因此,我们在写代码的时候,我们必须:
    * 要么为文件中的数据采用固定的格式;
    * 要么将额外的信息保存到文件中,以便能够对其进行解析以确定数据的寻访位置。
    */
    ---------------------
    作者:Joohong
    来源:CSDN
    原文:https://blog.csdn.net/jingzi123456789/article/details/72123937
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