• IO流体系


    IO流:

    输入流:InputStream
    输出流:OutputStream
    流按流向分为:输入流(内存)、输出流(硬盘)

    输入流和输出流相对于内存设备而言

    将外设备中的数据读取到内存中:输入
    将内存中的数据写入到外设备中:输出

    字节流:
    字符流:

      为了处理文字数据方便而出现的对象。其实这些对象的内部使用的还是字节流(因为文字最终也是字节数据)只不过,通过字节流读取了相对应的字节数,没有对这些字节直接操作。

    而是去查了指定的(本机默认的)编码表,获取到了对应的文字。

      简单说:字符流就是 : 字节流+编码表。

    -----------------------

    缓冲区:

      提高效率的,提高谁的效率?提高流的操作数据的效率。所以创建缓冲区之前必须先有流。


      缓冲区的基本思想:其实就是定义容器将数据进行临时存储。
      对于缓冲区对象,其实就是将这个容器进行了封装,并提供了更多高效的操作方法。

      缓冲区可以提高流的操作效率。

    IO原理其实是使用了一种设计思想完成。设计模式:装饰设计模式。
    对一组对象的功能进行增强时,就可以使用该模式进行问题的解决。

    Demo:装饰模式
    ------------------------------------------------------------------------
    public class PersonDemo {
      public static void main(String[] args) {
        Person p = new Person();
        //p.eat();
        NewPerson newPerson = new NewPerson(p);
        newPerson.eat();
      }
    
    }
    
    class Person{
      void eat(){
        System.out.println("吃饭!");
      }
    }
    
    
    // 这个类的出现时为了增强Person而出现的
    class NewPerson{
      private Person p;
    
      public NewPerson(Person p) {
        this.p = p;
    
           }
    
      public void eat(){
        System.out.println("开胃酒!");
        p.eat();
        System.out.println("甜点!");
      }
    }
    

      

    装饰和继承都能实现一样的特点:进行功能拓展增强。
    ===============================================================================
    Writer
      |--TextWriter
      |--MediaWriter

    现在要对该体系中的对象进行功能的增强。增强的最常见手段就是缓冲区。
    先将数据写到缓冲区中,再将缓冲区中的数据一次性写到目的地。

    按照之前学习过的基本的思想,那就是对对象中的写方法进行覆盖。
    产生已有的对象子类,复写write方法。不往目的地写,而是往缓冲区写。

    所以这个体系会变成这样。
    Writer
      |--TextWriter write:往目的地
        |--BufferTextWriter write:往缓冲区写
      |--MediaWriter
        |--BufferMediaWriter

    想要写一些其他数据。就会想到子类。DataWriter,为了提高其效率,还要创建该类的子类。BufferDataWriter
    Writer
      |--TextWriter write:往目的地
        |--BufferTextWriter write:往缓冲区写
      |--MediaWriter
        |--BufferMediaWriter
      |--DataWriter
        |--BufferDataWriter

    发现这个体系相当的麻烦。每产生一个子类都要有一个高效的子类。而且这写高效的子类使用的功能原理都一样,都是缓冲区原理。无论数据是什么。
    都是通过缓冲区临时存储提高效率的。那么,对于这个体系就可以进行优化,因为没有必要让每一个对象都具备相同功能的子类。

    哪个对象想要进行效率的提高,只要让缓冲区对其操作即可。也就是说,单独将缓冲区进行封装变成对象。

    //它的出现为了提高对象的效率。所以必须在创建它的时候先有需要被提高效率的对象

    class BufferWriter
    {
      [];
      BufferedWriter(Writer w)
      {
    
      }
      /*
      BufferWriter(TextWriter w)
      {
    
      }
      BufferedWriter(MediaWriter w)
      {
    
      }
      */
    }
    

      


    BufferWriter的出现增强了Writer中的write方法。但是增强过后,BufferWriter对外提供的还是write方法。只不过是高效的。
    所以写的实质没有变,那么BufferWriter也是Writer中的一员。所以体系就会变成这样。
    Writer
      |--TextWriter
      |--MediaWriter
      |--BufferWriter
      |--DataWriter


    BufferWriter出现避免了继承体系关系的臃肿,比继承更为灵活。
    如果是为了增强功能,这样方式解决起来更为方便。
    所以就把这种优化,总结出来,起个名字:装饰设计模式。

    装饰比继承灵活。
    特点:装饰类和被装饰类都必须所属同一个接口或者父类。

    装饰类和被装饰类肯定所属于同一个体系。


    既然明确了BufferedReader由来。
    我们也可以独立完成缓冲区的建立

    缓存区要结合流才可以使用。在流的基础上对流的功能进行了增强


    原理:
    1,使用流的read方法从源中读取一批数据存储到缓冲区的数组中。
    2,通过计数器记录住存储的元素个数。
    3,通过数组的角标来获取数组中的元素(从缓冲区中取数据).
    4,指针会不断的自增,当增到数组长度,会归0.计数器会自减,当减到0时,就在从源拿一批数据进缓冲区。

    readLine():使用了读取缓冲区的read()方法,将读取到的字符进行缓冲并判断换行标记。将标记前的缓存数据变成字符串返回。

    内容补足:
    MyBufferedReader
    LineNumberReader :可以定义行号。

    -----------------------------------------------------------------------------------------------
    字符流:
    FileReader
    FileWriter

    BufferedReader
    BufferedWriter

    字节流的两个顶层父类:
    InputStream OutputStream。

    字符流的两个顶层父类:
    1、Reader 2、Writer

    这些体系的子类都以父类名作为后缀。
    而且子类名的前缀就是该对象的功能。

    记住:如果要操作文字数据,建议优先考虑字符流,而且要将数据从内存写到硬盘上,要使用字符流中的输出流
    硬盘的数据基本体现是文件。希望找到一个可以操作文件的Writer。

    //需求:读取一个文本文件。将读取到的字符串打印到控制台

    找到FileReader

    Demo1
    -----------------------------------------------------------------------------------------------
    /*
    * 需求:将C盘的一个文本文件复制到D盘
    * 思路:
    * 1、需要读取数据。
    * 2、将读到的源数据写入到目的地
    * 3、既然是操作文本数据,使用字符流
    */

    public class CopyText_2 {
      private static final int BUFFER_SIZE = 1024;
    
      public static void main(String[] args){
      //1、读取一个已有的文本文件,使用字符读取和文件相关联
      FileReader fr =null;
      FileWriter fw = null;
      try {
        fr = new FileReader("IO流.txt");
        fw = new FileWriter("copytext_2.txt");
        //创建一个临时容器,用于缓存读取到的字符。
        char[] buf = new char[BUFFER_SIZE];
        // 定一个变量记录读取到的字符数,(其实就是往数组里装的字符个数)
    
        int len =0;
        while((len=fr.read(buf))!=-1){
          fw.write(buf, 0, len);
        }
      } catch (Exception e) {
        throw new RuntimeException("读写失败!");
      }finally{
        if(fw!=null)
          try {
            fw.close();
          } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
          }
          if(fr!=null)
            try {
              fr.close();
            } catch (IOException e) {
              e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    

      


    操作文件的字节流对象。
    FileOutputStream
    FileInputStream
    BufferedOutputStream
    BufferedInputStream


    字符流和字节流之间的转换动作。

    -----------------------------------------------------------------------------------------------

    转换流:

    InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream("a.txt"));
    InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream("a.txt"),"gbk");
    FileReader fr = new FileReader("a.txt");


    FileWriter fw = new FileWriter("b.txt");

    OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("b.txt"));
    OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("b.txt"),"gbk");

    转换流:字节流+编码表。
    转换流的子类:FileReader,FileWriter:字节流+本地默认码表(GBK)。

    如果操作文本文件使用的本地默认编码表完成编码。可以使用FileReader,或者FileWriter。因为这样写简便。
    如果对操作的文本文件需要使用指定编码表进行编/解码操作,这时必须使用转换流来完成。

     

    -----------------------------------------------------------------------------------------------


    IO流的操作规律总结:

    1,明确体系:
      数据源:InputStream ,Reader
      数据汇:OutputStream,Writer

    2,明确数据:因为数据分两种:字节,字符。
      数据源:是否是纯文本数据呢?
        是:Reader
        否:InputStream

      数据汇:
        是:Writer
        否:OutputStream

    到这里就可以明确具体要使用哪一个体系了。
    剩下的就是要明确使用这个体系中的哪个对象。

    3,明确设备:
      数据源:
        键盘:System.in
        硬盘:FileXXX
        内存:数组。
        网络:socket socket.getInputStream();

      数据汇:
        控制台:System.out
        硬盘:FileXXX
        内存:数组
        网络:socket socket.getOutputStream();

    4,明确额外功能:
       1,需要转换?是,使用转换流。InputStreamReader OutputStreamWriter
       2,需要高效?是,使用缓冲区。Buffered
       3,需要其他?

    -----------------------------------------------------------------------------------------------

    1,复制一个文本文件。

    1,明确体系:
      源:InputStream ,Reader
      目的:OutputStream ,Writer
    2,明确数据:
      源:是纯文本吗?是 Reader
      目的;是纯文本吗?是 Writer
    3,明确设备:
      源:硬盘上的一个文件。 FileReader
      目的:硬盘上的一个文件。FileWriter
      FileReader fr = new FileReader("a.txt");
      FileWriter fw = new FileWriter("b.txt");
    4,需要额外功能吗?
      需要,高效,使用buffer
      BufferedReader bufr = new BufferedReader(new FileReader("a.txt"));
      BufferedWriter bufw = new BufferedWriter(new FileWriter("b.txt"));


    2,读取键盘录入,将数据存储到一个文件中。
      1,明确体系:
        源:InputStream ,Reader
        目的:OutputStream ,Writer
      2,明确数据:
        源:是纯文本吗?是 Reader
        目的;是纯文本吗?是 Writer
      3,明确设备:
        源:键盘,System.in
        目的:硬盘,FileWriter
        InputStream in = System.in;
        FileWriter fw = new FileWriter("a.txt");
      4,需要额外功能吗?
        需要,因为源明确的体系时Reader。可是源的设备是System.in。
        所以为了方便于操作文本数据,将源转成字符流。需要转换流。InputStreamReader
        InputStreamReader isr = new InputStreamReader(System.in);
        FileWriter fw = new FileWriter("a.txt");
        需要高效不?需要。Buffer
        BufferedReader bufr = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        BufferedWriter bufw = new BufferedWriter(new FileWriter("a.txt"));

    3,读取一个文本文件,将数据展现在控制台上。
      1,明确体系:
        源:InputStream ,Reader
        目的:OutputStream ,Writer
      2,明确数据:
        源:是纯文本吗?是 Reader
        目的;是纯文本吗?是 Writer
    3,明确设备:
      源:硬盘文件,FileReader。
      目的:控制台:System.out。
      FileReader fr = new FileReader("a.txt");
      OutputStream out = System.out;
    4,需要额外功能?
      因为源是文本数据,确定是Writer体系。所以为了方便操作字符数据,
      需要使用字符流,但是目的又是一个字节输出流。
      需要一个转换流,OutputStreamWriter
      FileReader fr = new FileReader("a.txt");
      OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(System.out);

      需要高效吗?需要。
      BufferedReader bufr = new BufferedReader(new FileReader("a.txt"));
      BufferedWriter bufw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(System.out));


    4,读取键盘录入,将数据展现在控制台上。
      1,明确体系:
        源:InputStream ,Reader
        目的:OutputStream ,Writer
      2,明确数据:
        源:是纯文本吗?是 Reader
        目的;是纯文本吗?是 Writer
      3,明确设备:
        源:键盘:System.in
        目的:控制台:System.out
        InputStream in = System.in;
        OutputStream out = System.out;
      4,需要额外功能吗?
        因为处理的数据是文本数据,同时确定是字符流体系。
        为方便操作字符数据的可以将源和目的都转成字符流。使用转换流。
        为了提高效率,使用Buffer
        BufferedReader bufr =new BufferedReader(new InputStreamReader(Systme.in));
        BufferedWriter bufw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(System.out));


    5,读取一个文本文件,将文件按照指定的编码表UTF-8进行存储,保存到另一个文件中。
      1,明确体系:
        源:InputStream ,Reader
        目的:OutputStream ,Writer
      2,明确数据:
        源:是纯文本吗?是 Reader
        目的;是纯文本吗?是 Writer

      3,明确设备:
        源:硬盘:FileReader.
        目的:硬盘:FileWriter

        FileReader fr = new FileReader("a.txt");
        FileWriter fw = new FileWriter("b.txt");
    4,额外功能:
        注意:目的中虽然是一个文件,但是需要指定编码表。
        而直接 操作文本文件的FileWriter本身内置的是本地默认码表。无法明确具体指定码表。
        这时就需要转换功能。OutputStreamWriter,而这个转换流需要接受一个字节输出流,而且
        对应的目的是一个文件。这时就使用字节输出流中的操作文件的流对象。FileOutputStream.
        FileReader fr = new FileReader("a.txt");
        OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("b.txt"),"UTF-8");

        需要高效吗?
        BufferedReader bufr = new BufferedReader(new FileReader("a.txt"));
        BufferedWriter bufw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("b.txt"),"UTF-8"));

    什么时候使用转换流呢?
      1、源或者目的对应的设备是字节流,但是操作的却是文本数据,可以使用转换作为桥梁。
    提高对文本操作的便捷。
      2、一旦操作文本涉及到具体的指定编码表时,必须使用转换流。

    目前为止,10个流对象重点掌握。
    字符流:
    FileReader
    FileWriter

    BufferedReader
    BufferedWriter

    InputStreamReader
    OutputStreamWrier
    字节流:

    FileInputStream
    FileOutputStream

    BufferedInputStream 缓冲流
    BufferedOutputStream


    -----------------------------------------------------------------------------------------------
    File类:
    用于将文件和文件夹封装成对象。

    1,创建。
    boolean createNewFile():如果该文件不存在,会创建,如果已存在,则不创建。不会像输出流一样会覆盖。
    boolean mkdir();
    boolean mkdirs();
    2,删除。
    boolean delete();
    void deleteOnExit();

    3,获取:
    String getAbsolutePath();
    String getPath();
    String getParent();
    String getName();
    long length();
    long lastModified();


    4,判断:
    boolean exists();
    boolean isFile();
    boolean isDirectory();



    -----------------------------------------------------------------------------------------------


    IO中的其他功能流对象:

    1,打印流:
    PrintStream:字节打印流。
      特点:
        1,构造函数接收File对象,字符串路径,字节输出流。意味着打印目的可以有很多。
        2,该对象具备特有的方法 打印方法 print println,可以打印任何类型的数据。
        3,特有的print方法可以保持任意类型数据表现形式的原样性,将数据输出到目的地。
          对于OutputStream父类中的write,是将数据的最低字节写出去。

    PrintWriter:字符打印流。
      特点:
        1,当操作的数据是字符时,可以选择PrintWriter,比PrintStream要方便。
        2,它的构造函数可以接收 File对象,字符串路径,字节输出流,字符输出流。
        3,构造函数中,如果参数是输出流,那么可以通过指定另一个参数true完成自动刷新,该true对println方法有效。

    什么时候用?
    当需要保证数据表现的原样性时,就可以使用打印流的打印方法来完成,这样更为方便。
    保证原样性的原理:其实就是将数据变成字符串,在进行写入操作。

    SequenceInputStream:
      特点:
        1,将多个字节读取流和并成一个读取流,将多个源合并成一个源,操作起来方便。
        2,需要的枚举接口可以通过Collections.enumeration(collection);


    ObjectInputStream 和 ObjectOutputStream

    对象的序列化和反序列化。

    writeObject readObject

    Serializable标记接口

    关键字:transient

    RandomAccessFile:
      特点:
      1,即可读取,又可以写入。
      2,内部维护了一个大型的byte数组,通过对数组的操作完成读取和写入。
      3,通过getFilePointer方法获取指针的位置,还可以通过seek方法设置指针的位置。
      4,该对象的内容应该封装了字节输入流和字节输出流。
      5,该对象只能操作文件。

      通过seek方法操作指针,可以从这个数组中的任意位置上进行读和写
      可以完成对数据的修改。
      但是要注意:数据必须有规律。


    管道流:需要和多线程技术相结合的流对象。
    PipedOutputStream
    PipedInputStream


    用操作基本数据类型值的对象。
    DataInputStream
    DataOutputStream

    设备是内存的流对象。
    ByteArrayInputStream ByteArrayOutputStream
    CharArrayReader CharArrayWriter
    -----------------------------------------------------------------------------------------------

    IO流体系:

    字符流:
    Reader
      |--BufferedReader:
        |--LineNumberReader
      |--CharArrayReader
      |--StringReader
      |--InputStreamReaer
        |--FileReader

    Writer
      |--BufferedWriter
      |--CharArrayWriter
      |--StringWriter
      |--OutputStreamWriter
        |--FileWriter
      |--PrintWriter

    字节流:

    InputStream

    |--FileInputStream:
    |--FilterInputStream
      |--BufferedInputStream
      |--DataInputStream
    |--ByteArrayInputStream
    |--ObjectInputStream
    |--SequenceInputStream
    |--PipedInputStream

    OutputStream

      |--FileOutputStream
      |--FilterOutputStream
        |--BufferedOutputStream
        |--DataOutputStream
      |--ByteArrayOutputStream
      |--ObjectOutputStream
      |--PipedOutputStream
      |--PrintStream

    RandomAccessFile:  

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