Java 基础 (IO流原理及流的分类)

Java IO 原理

1. I/O是Input/Output的缩写，I/O技术是非常实用的技术，用于如读/写文件，网络通讯等。 处理设备之间的数据传输。
2. Java程序中，对于数据的输入/输出操作以“流(stream)”的方式进行。
3. java.io包下提供了各种“流”类和接口，用以获取不同种类的数据，并通过标准的方法输入或输出数据。

● 输入input:读取外部数据（磁盘、光盘等存储设备的数据）到程序(内存）中。

● 输出output:将程序(内存)数据输出到磁盘、光盘等存储设备中。

流的分类

1. 按操作数据单位不同分为:字节流(8 bit)，字符流(16 bit)
2. 按数据流的流向不同分为:输入流,输出流
3. 按流的角色的不同分为:节点流，处理流
   
   

字符流例子

FileReaderWriterTest.java

package com.klvchen.java;

/*

# 流的体系结构
抽象基类                  节点流（或文件流)        缓冲流(处理流的一种)
InputStream             FileiInputstream      BufferedInputStream
Outputstream            FiLeoutputstream      BufferedoutputStream
Reader                  FileReader            Bufferedreader
writer                  Filewriter            Bufferedwriter

 */

import org.junit.Test;

import java.io.*;

public class FileReaderWriterTest {

    public static void main(String[] args) {
        File file = new File("hello.txt"); //相较于当前工程
        System.out.println(file.getAbsolutePath());

        File file1 = new File("day09\hello.txt"); //相较于当前工程
        System.out.println(file1.getAbsolutePath());


    }

    /*
    将day09下的hello.txt文件内容读入程序中，并输出到控制台
    说明点:
    1. read()的理解:返回读入的一个字符。如果达到文件末尾，返回-1
    2．异常的处理:为了保证流资源一定可以执行关闭操作。需要使用try-catch-finally处理
    3．读入的文件一定要存在，否则就会报FiLeNotFoundException。|

     */
    @Test
    public void testFileReader() {
        FileReader fr = null;
        try {
            //1. 实例化 File 类的对象，指明要操作的文件
            File file = new File("hello.txt"); //相较于当前 Module
            //2. 提供具体的流
            fr = new FileReader(file);

            //3.数据的读入
            //read():返回读入的一个字符。如果达到文件末尾，返回-1
            //方式一:
            //int data = fr.read();
            //while (data != -1) {
            //    System.out.println((char) data);
            //    data = fr.read();
            //}

            //方式二:
            int data;
            while ((data = fr.read()) != -1) {
                System.out.println((char) data);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            //4.流的关闭
            //try {
            //    if ( fr != null)
            //        fr.close();
            //} catch (IOException e) {
            //    e.printStackTrace();
            //}
            //或
            if (fr != null) {
                try {
                    fr.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

    //对read()操作升级:使用read的重载方法
    @Test
    public void testFileReader1(){
        FileReader fr = null;
        try {
            //1.File类的实例化
            File file = new File("hello.txt");

            //2.FileReader流的实例化
            fr = new FileReader(file);

            //3.读入的操作
            //read(char[] cbuf):返回每次读入cbuf数组中的字符的个数。
            char[] cbuf = new char[5];
            int len;
            while ((len = fr.read(cbuf)) != -1) {
                //方式一:
                //错误的写法
                //for (int i = 0; i < cbuf.length; i++) {
                //    System.out.print(cbuf[i]);
                //}
                //正确的写法
                //for (int i = 0; i < len; i++) {
                //    System.out.print(cbuf[i]);
                //}

                //方式二:
                //错误的写法,对应着方式一的错误的写法
                //String str = new String(cbuf);
                //System.out.print(str);
                //正确的写法
                String str = new String(cbuf, 0, len);
                System.out.print(str);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //4.资源的关闭
            if (fr != null) {
                try {
                    fr.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

    /*
    从内存中写出数据到硬盘的文件里。
    说明:
    1．输出操作，对应的 File可以不存在的。并不会报异常
    2.
       File对应的硬盘中的文件如果不存在，在输出的过程中，会自动创建此文件。
       File对应的硬盘中的文件如果存在:
            如果流使用的构造器是: FileWriter(file,false)/FileWriter(file):对原有文件的覆盖
            如果流使用的构造器是: FileWriter(file,true):不会对原有文件覆盖，而是在原有文件基础上追加内容。

     */

    @Test
    public void testFileWrite() {
        FileWriter fw = null;
        try {
            //1.提供File类的对象，指明写出到的文件
            File file = new File("hello1.txt");

            //2.提供FileWriter的对象，用于数据的写出
            fw = new FileWriter(file);

            //3.写出操作
            fw.write("I have a dream!
");
            fw.write("you need to have a dream!");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //4.流资源的关闭
            try {
                if (fw != null)
                    fw.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    @Test
    public void testFileReaderFileWrite() {
        FileWriter fw = null;
        FileReader fr = null;
        try {
            //1.创建File类的对象，指明读入和写出的文件
            File srcFile = new File("hello.txt");
            File destFile = new File("hello2.txt");

            //不能使用字符流来处理图片等字节数据
            //File srcFile = new File("1.png");
            //File destFile = new File("2.png");

            //2.创建输入和输出的对像
            fr = new FileReader(srcFile);
            fw = new FileWriter(destFile);

            //3.数据的读入和写入操作
            char[] cbuf = new char[5];
            int len; //记录每次读入到 cbuf 数组中的字符的个数
            while ((len = fr.read(cbuf)) != -1) {
                //每次写出len个字符
                fw.write(cbuf, 0 , len);
            }

        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //4.关闭流资源
            try {
                if (fw != null)
                    fw.close();

            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            try {
                if (fr != null)
                    fr.close();

            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }


}

字节流例子

FileInputOutputStreamTest.java

package com.klvchen.java;

import org.junit.Test;

import java.io.*;

/*
对于文本文件(.txt, .java, .c, .cpp)，使用字符流处理
对于非文本文件(.jpg, .mp3 , .mp4, .avi, .doc, .ppt,...)，使用字节流处理

 */
public class FileInputOutputStreamTest {
    //使用字节流 FileInputStream 处理文本文件,可能出现乱码。
    @Test
    public void testFileInputStream() {
        FileInputStream fis = null;
        try {
            //1.造文件
            File file = new File("hello.txt");

            //2.造流
            fis = new FileInputStream(file);

            //3.读数据
            byte[] buffer = new byte[5];
            int len; //记录每次读取的字节的个数
            while ((len = fis.read(buffer)) != -1) {
                String str = new String(buffer, 0, len);
                System.out.print(str);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //4.关闭流
            try {
                if (fis != null)
                    fis.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }

        }
    }

    /*
    实现对图片的复制操作
     */
    @Test
    public void testFileInputOutputStream()  {
        FileInputStream fis = null;
        FileOutputStream fos = null;
        try {
            //
            File srcFile = new File("1.png");
            File destFile = new File("3.png");

            //
            fis = new FileInputStream(srcFile);
            fos = new FileOutputStream(destFile);


            //
            byte[] buffer = new byte[5];
            int len;
            while ((len = fis.read(buffer)) != -1) {
                fos.write(buffer, 0 ,len);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                if (fos != null)
                    fos.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            try {
                if (fis != null)
                    fis.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    //指定路径下文件的复制
    public void copyFile(String srcPath, String destPath) {
        FileInputStream fis = null;
        FileOutputStream fos = null;
        try {
            //
            File srcFile = new File(srcPath);
            File destFile = new File(destPath);

            //
            fis = new FileInputStream(srcFile);
            fos = new FileOutputStream(destFile);


            //
            byte[] buffer = new byte[1024];
            int len;
            while ((len = fis.read(buffer)) != -1) {
                fos.write(buffer, 0 ,len);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                if (fos != null)
                    fos.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            try {
                if (fis != null)
                    fis.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    @Test
    public void testCopyFile() {
        long start = System.currentTimeMillis();

        //String srcPath = "H:\download\1.mp4";
        //String destPaht = "H:\download\2.mp4";

        String srcPath = "hello.txt";
        String destPaht = "hello3.txt";

        copyFile(srcPath, destPaht);

        long end = System.currentTimeMillis();

        System.out.println("复制操作花费的时间为: " + (end - start)); //7006
    }


}