【Java IO流】字節(jié)流和字符流的實例講解

發(fā)布時間：2020-09-22 03:46:29 來源：腳本之家閱讀：174 作者：云開的立夏欄目：編程語言

字節(jié)流和字符流

對于文件必然有讀和寫的操作，讀和寫就對應(yīng)了輸入和輸出流，流又分成字節(jié)和字符流。

1.從對文件的操作來講，有讀和寫的操作——也就是輸入和輸出。

2.從流的流向來講，有輸入和輸出之分。

3.從流的內(nèi)容來講，有字節(jié)和字符之分。

這篇文章先后講解IO流中的字節(jié)流和字符流的輸入和輸出操作。

一、字節(jié)流

1）輸入和輸出流

首先，字節(jié)流要進行讀和寫，也就是輸入和輸出，所以它有兩個抽象的父類InputStream、OutputStream。

InputStream抽象了應(yīng)用程序讀取數(shù)據(jù)的方式，即輸入流。
OutputStream抽象了應(yīng)用程序?qū)懗鰯?shù)據(jù)的方式，即輸出流。

2）讀寫結(jié)束

在字節(jié)流中當(dāng)讀寫結(jié)束，達到文件結(jié)尾時，稱為EOF = End或者讀到-1就讀到結(jié)尾。

3）輸入流基本方法

首先我們要清楚輸入流是什么。比如通過我們的鍵盤在文本文件上輸入內(nèi)容，這個過程鍵盤充當(dāng)?shù)木褪禽斎肓?，而不是輸出流。因為鍵盤的功能是將內(nèi)容輸入到系統(tǒng)，系統(tǒng)再寫入到文件上。以下是輸入流的基本方法read()：

 int b = in.read(); //讀取一個字節(jié)無符號填充到int低八位。-1是EOF。
 in.read(byte[] buf); //讀取數(shù)據(jù)填充到字節(jié)數(shù)組buf中。返回的是讀到的字節(jié)個數(shù)。
 in.read(byte[] buf,int start, int size)//讀取數(shù)據(jù)到字節(jié)數(shù)組buf從buf的start位置開始存放size長度分數(shù)據(jù)

其中in是InputStream抽象類的實例，可以發(fā)現(xiàn)這個方法和RandomAccessFile類中的read()方法差不多，因為兩者都是通過字節(jié)來讀取的。

4）輸出流基本方法

輸出流是進行寫的操作,其基本操作方法是write()，可以將此方法與輸入read()方法一一去對應(yīng)，更好理解。

out.write(int b)//寫出一個byte到流，b的低8位
out.write(byte[] buf)//將buf字節(jié)數(shù)組都寫到流
out.write(byte[] buf, int start,int size) //字節(jié)數(shù)組buf從start位置開始寫size長度的字節(jié)到流

了解了InputStream、OutputStream的基本操作方法后，再來看看它們兩個的“孩子”FileInputStream和FileOutputStream。

這兩個子類具體實現(xiàn)了在文件上讀取和寫入數(shù)據(jù)的操作，日程編程中更多的是使用這兩個類。

二、FileInputStream和FileOutputStream類的使用

-----------------FileInputStream類的使用

1.使用read()方法讀取文件

/**
  * 讀取指定文件內(nèi)容,按照16進制輸出到控制臺
  * 并且每輸出10個byte換行
  * @throws FileNotFoundException 
  */
 public static void printHex(String fileName) throws IOException{
  //把文件作為字節(jié)流進行讀操作
  FileInputStream in=new FileInputStream(fileName);
  int b;
  int count=0;//計數(shù)讀到的個數(shù)
  while((b=in.read())!=-1){
   if(b<=0xf){
    //單位數(shù)前面補0
    System.out.println("0");
   }
   System.out.print(Integer.toHexString(b& 0xff)+" ");
   if(++count%10==0){
    System.out.println();
   }
  }
  in.close();//一定要關(guān)閉流
 }

運行結(jié)果（隨便一個文件來測試的）：

【Java IO流】字節(jié)流和字符流的實例講解

注意：

FileInputStream()構(gòu)造函數(shù)可以通過文件名（String）也可以通過File對象。上面的案例是使用文件名來構(gòu)造的。

(b=in.read())!=-1 通過讀到-1來判斷是否讀到文件結(jié)尾。

in.close() 使用完IO流的對象一定要關(guān)閉流，養(yǎng)成好習(xí)慣很重要。

2.使用read(byte[] buf,int start, int size)方法讀取文件

上述方法只能一個一個字節(jié)讀取，對于較大的文件效率太低，推薦使用這個方法來一次性讀取文件。

public static void printHexByBytes(String fileName) throws IOException{
  FileInputStream in=new FileInputStream(fileName);
  byte[] buf=new byte[20*1024];//開辟一個20k大小的字節(jié)數(shù)組
  /*
   * 從in中批量讀取字節(jié)，放入到buf這個字節(jié)數(shù)組中
   * 從第0個位置開始放，最多放buf.length個
   * 返回的是讀到的字節(jié)個數(shù)
   */
  //一次性讀完的情況
  int count=in.read(buf, 0, buf.length);
  int j=1;
  for(int i=0;i<count;i++){
   if((buf[i]&0xff)<=0xf){
    //單位數(shù)前面補0
    System.out.print("0");
   }
   System.out.print(Integer.toHexString(buf[i]&0xff)+ " ");
   if(j++%10==0){
    System.out.println();
   }
  }
    in.close();
 }
}

read(byte[] buf,int start, int size)返回的是讀到的字節(jié)個數(shù)，即buf字節(jié)數(shù)組的有效長度，所以輸出buf數(shù)組時用的長度是count而不是buf.length，因為我們不知道文件大小和數(shù)組大小的關(guān)系，上述方法適用于文件大小不超過數(shù)組大小的情況下，一次性把文件內(nèi)容讀取到數(shù)組里，這里就有一個問題了，如果文件大小超過數(shù)組大小，那又該如何讀取才能把文件全部讀完呢？？

我們知道讀到-1就是讀到文件末，所以還是利用while循環(huán)重復(fù)讀取直到讀到-1結(jié)束循環(huán)，把上述代碼修改后如下：

public static void printHexByBytes(String fileName) throws IOException{
  FileInputStream in=new FileInputStream(fileName);
  byte[] buf=new byte[20*1024];//開辟一個20k大小的字節(jié)數(shù)組
  /*
   * 從in中批量讀取字節(jié)，放入到buf這個字節(jié)數(shù)組中
   * 從第0個位置開始放，最多放buf.length個
   * 返回的是讀到的字節(jié)個數(shù)
   */
  int j=1;
  //一個字節(jié)數(shù)組讀不完的情況，用while循環(huán)重復(fù)利用此數(shù)組直到讀到文件末=-1
  int b=0;
  while((b=in.read(buf, 0, buf.length))!=-1){
   for(int i=0;i<b;i++){
    if((buf[i]&0xff)<=0xf){
     //單位數(shù)前面補0
     System.out.print("0");
    }
    System.out.print(Integer.toHexString(buf[i]&0xff)+ " ");
    if(j++%10==0){
     System.out.println();
    }
   }
  }
  in.close();
 }
}

好了，我們用一個大于數(shù)組的文件來測試一下結(jié)果（太長，只截圖末尾）：

【Java IO流】字節(jié)流和字符流的實例講解

大家可以比較兩者的不同，第二種優(yōu)化后更適合日常的使用，因為無論文件大小我們都可以一次性直接讀完。

-----------------FileOutputStream類的使用

FileOutputStream類和FileInputStream類的使用相類似，它實現(xiàn)了向文件中寫出btye數(shù)據(jù)的方法。里面的一些細節(jié)跟FileInputStream差不多的我就不提了，大家自己可以理解的。

1.構(gòu)造方法

FileOutputStream類構(gòu)造時根據(jù)不同的情況可以使用不同的方法構(gòu)造，如：

//如果該文件不存在，則直接創(chuàng)建，如果存在，刪除后創(chuàng)建
  FileOutputStream out = new FileOutputStream("demo/new1.txt");//以路徑名稱構(gòu)造

//如果該文件不存在，則直接創(chuàng)建，如果存在，在文件后追加內(nèi)容
   FileOutputStream out = new FileOutputStream("demo/new1.txt",true);
更多內(nèi)容可以查詢API。

2.使用write()方法寫入文件

write()方法和read()相似，只能操作一個字節(jié)，即只能寫入一個字節(jié)。例如：

out.wirte(‘A');//寫出了‘A'的低八位
int a=10;//wirte只能寫八位，那么寫一個int需要寫4次，每次八位
out.write(a>>>24);
out.write(a>>>16);
out.write(a>>>8);
out.wirte(a);

每次只寫一個字節(jié)，顯然是不效率的，OutputStream當(dāng)然跟InputStream一樣可以直接對byte數(shù)組操作。

3.使用write(byte[] buf,int start, int size)方法寫入文件

意義：把byte[]數(shù)組從start位置到size位置結(jié)束長度的字節(jié)寫入到文件中。

語法格式和read相同，不多說明

三、FileInputStream和FileOutputStream結(jié)合案例

了解了InputStream和OutputStream的使用方法，這次結(jié)合兩者來寫一個復(fù)制文件的方法。

public static void copyFile(File srcFile,File destFile)throws IOException{
  if(!srcFile.exists()){
   throw new IllegalArgumentException("文件："+srcFile+"不存在");
  }
  if(!srcFile.isFile()){
   throw new IllegalArgumentException(srcFile+"不是一個文件");
  }
  FileInputStream in =new FileInputStream(srcFile);
  FileOutputStream out =new FileOutputStream(destFile);
  
  byte[] buf=new byte[8*1024];
  int b;
  while((b=in.read(buf, 0, buf.length))!=-1){
   out.write(buf, 0, b);
   out.flush();//最好加上
  }
  in.close();
  out.close();
 }

測試文件案例：

try {
  IOUtil.copyFile(new File("C:\\Users\\acer\\workspace\\encode\\new4\\test1"), new File("C:\\Users\\acer\\workspace\\encode\\new4\\test2"));
 } catch (IOException e) {
  // TODO Auto-generated catch block
  e.printStackTrace();
 }
 }

運行結(jié)果：

【Java IO流】字節(jié)流和字符流的實例講解

復(fù)制成功！

四、DataInputStream和DataOutputStream的使用

DataInputStream、DataOutputStream 是對“流”功能的擴展，可以更加方便地讀取int，long。字符等類型的數(shù)據(jù)。

對于DataOutputStream而言，它多了一些方法，如

writeInt()/wirteDouble()/writeUTF()

這些方法其本質(zhì)都是通過write()方法來完成的，這些方法都是經(jīng)過包裝，方便我們的使用而來的。

1.構(gòu)造方法

以DataOutputStream為例，構(gòu)造方法內(nèi)的對象是OutputStream類型的對象，我們可以通過構(gòu)造FileOutputStream對象來使用。

String file="demo/data.txt";
   DataOutputStream dos= new DataOutputStream(new FileOutputStream(file));

2.write方法使用

dos.writeInt(10);
  dos.writeInt(-10);
  dos.writeLong(10l);
  dos.writeDouble(10.0);
  //采用utf-8編碼寫出
  dos.writeUTF("中國");
  //采用utf-16be（java編碼格式）寫出
  dos.writeChars("中國");

3.read方法使用

以上述的寫方法對立，看下面例子用來讀出剛剛寫的文件

String file="demo/data.txt";
  IOUtil.printHex(file);
  DataInputStream dis=new DataInputStream(new FileInputStream(file));
  int i=dis.readInt();
  System.out.println(i);
  i=dis.readInt();
  System.out.println(i);
  long l=dis.readLong();
  System.out.println(l);
  double d=dis.readDouble();
  System.out.println(d);
  String s= dis.readUTF();
  System.out.println(s);
  dis.close();

運行結(jié)果：

【Java IO流】字節(jié)流和字符流的實例講解

總結(jié)：DataInputStream和DataOutputStream其實是對FileInputStream和FileOutputStream進行了包裝，通過嵌套方便我們使用FileInputStream和FileOutputStream的讀寫操作，它們還有很多其他方法，大家可以查詢API。

注意：進行讀操作的時候如果類型不匹配會出錯！

五、字節(jié)流的緩沖流BufferredInputStresam&BufferredOutputStresam

這兩個流類為IO提供了帶緩沖區(qū)的操作，一般打開文件進行寫入或讀取操作時，都會加上緩沖，這種流模式提高了IO的性能。

從應(yīng)用程序中把輸入放入文件，相當(dāng)于將一缸水倒入另一個缸中：

FileOutputStream---->write()方法相當(dāng)于一滴一滴地把水“轉(zhuǎn)移”過去

DataOutputStream---->write()XXX方法會方便一些，相當(dāng)于一瓢一瓢地把水“轉(zhuǎn)移”過去

BufferedOutputStream---->write方法更方便，相當(dāng)于一瓢一瓢水先放入一個桶中（緩沖區(qū)），再從桶中倒入到一個缸中。提高了性能，推薦使用！

上述提到過用FileInputStream和FileOutputStream結(jié)合寫的一個拷貝文件的案例，這次通過字節(jié)的緩沖流對上述案例進行修改，觀察兩者的區(qū)別和優(yōu)劣。

主函數(shù)測試：

try {
  long start=System.currentTimeMillis();
  //IOUtil.copyFile(new File("C:\\Users\\acer\\Desktop\\學(xué)習(xí)路徑.docx"), new File("C:\\Users\\acer\\Desktop\\復(fù)制文本.docx"));
  long end=System.currentTimeMillis();
  System.out.println(end-start);
 } catch (IOException e) {
  // TODO Auto-generated catch block
  e.printStackTrace();
 }

（1）單字節(jié)進行文件的拷貝，利用帶緩沖的字節(jié)流

/*
  * 單字節(jié)進行文件的拷貝，利用帶緩沖的字節(jié)流
  */
 public static void copyFileByBuffer(File srcFile,File destFile)throws IOException{
  if(!srcFile.exists()){
   throw new IllegalArgumentException("文件："+srcFile+"不存在");
  }
  if(!srcFile.isFile()){
   throw new IllegalArgumentException(srcFile+"不是一個文件");
  }
  BufferedInputStream bis=new BufferedInputStream(new FileInputStream(srcFile));
  BufferedOutputStream bos=new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(destFile));
  int c;
  while((c=bis.read())!=-1){
   bos.write(c);
   bos.flush();//刷新緩沖區(qū)
  }
  bis.close();
  bos.close();
 }

運行結(jié)果（效率）：【Java IO流】字節(jié)流和字符流的實例講解

（2）單字節(jié)不帶緩沖進行文件拷貝

/*
  * 單字節(jié)不帶緩沖進行文件拷貝
  */
 public static void copyFileByByte(File srcFile,File destFile)throws IOException{
  if(!srcFile.exists()){
   throw new IllegalArgumentException("文件："+srcFile+"不存在");
  }
  if(!srcFile.isFile()){
   throw new IllegalArgumentException(srcFile+"不是一個文件");
  }
  FileInputStream in=new FileInputStream(srcFile);
  FileOutputStream out=new FileOutputStream(destFile);
  int c;
  while((c=in.read())!=-1){
   out.write(c);
   out.flush();//不帶緩沖，可加可不加
  }
  in.close();
  out.close();
 }

運行結(jié)果（效率）：【Java IO流】字節(jié)流和字符流的實例講解

（3）批量字節(jié)進行文件的拷貝，不帶緩沖的字節(jié)流（就是上面第三點最初的案例的代碼）

/*
  * 字節(jié)批量拷貝文件，不帶緩沖
  */
 public static void copyFile(File srcFile,File destFile)throws IOException{
  if(!srcFile.exists()){
   throw new IllegalArgumentException("文件："+srcFile+"不存在");
  }
  if(!srcFile.isFile()){
   throw new IllegalArgumentException(srcFile+"不是一個文件");
  }
  FileInputStream in =new FileInputStream(srcFile);
  FileOutputStream out =new FileOutputStream(destFile);
  
  byte[] buf=new byte[8*1024];
  int b;
  while((b=in.read(buf, 0, buf.length))!=-1){
   out.write(buf, 0, b);
   out.flush();//最好加上
  }
  in.close();
  out.close();
 }

運行結(jié)果（效率）：【Java IO流】字節(jié)流和字符流的實例講解

（4）批量字節(jié)進行文件的拷貝，帶緩沖的字節(jié)流（效率最高，推薦使用?。。?/p>

/*
  * 多字節(jié)進行文件的拷貝，利用帶緩沖的字節(jié)流
  */
 public static void copyFileByBuffers(File srcFile,File destFile)throws IOException{
  if(!srcFile.exists()){
   throw new IllegalArgumentException("文件："+srcFile+"不存在");
  }
  if(!srcFile.isFile()){
   throw new IllegalArgumentException(srcFile+"不是一個文件");
  }
  BufferedInputStream bis=new BufferedInputStream(new FileInputStream(srcFile));
  BufferedOutputStream bos=new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(destFile));
  byte[] buf=new byte[20*1024];
  int c;
  while((c=bis.read(buf, 0, buf.length))!=-1){
   bos.write(buf, 0, c);
   bos.flush();//刷新緩沖區(qū)
  }
  bis.close();
  bos.close();
 }

運行結(jié)果（效率）：【Java IO流】字節(jié)流和字符流的實例講解

注意：

批量讀取或?qū)懭胱止?jié)，帶字節(jié)緩沖流的效率最高，推薦使用此方法。

當(dāng)使用字節(jié)緩沖流時，寫入操作完畢后必須刷新緩沖區(qū)，flush()。

不使用字節(jié)緩沖流時，flush()可以不加，但是最好加上去。

六、字符流

首先我們需要了解以下概念。

1）需要了解編碼問題---->轉(zhuǎn)移至《計算機中的編碼問題》

2）認識文本和文本文件

java的文本（char）是16位無符號整數(shù)，是字符的unicode編碼（雙字節(jié)編碼）

文件是byte byte byte...的數(shù)據(jù)序列

文本文件是文本（char）序列按照某種編碼方案（utf-8,utf-16be,gbk）序列化byte的存儲

3）字符流（Reader Writer）

字符的處理，一次處理一個字符；

字符的底層依然是基本的字節(jié)序列；

4）字符流的基本實現(xiàn)

InputStreamReader：完成byte流解析成char流，按照編碼解析。

OutputStreamWriter：提供char流到byte流，按照編碼處理。

-------------------------Reader和Writer的基本使用-------------------------------

String file1="C:\\Users\\acer\\workspace\\encode\\new4\\test1";
  String file2="C:\\Users\\acer\\workspace\\encode\\new4\\test2";
  InputStreamReader isr=new InputStreamReader(new FileInputStream(file1));
  OutputStreamWriter osw=new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(file2));
//  int c;
//  while((c=isr.read())!=-1){
//   System.out.print((char)c);
//  }
  char[] buffer=new char[8*1024];
  int c;
  //批量讀取，放入buffer這個字符數(shù)組，從第0個位置到數(shù)組長度
  //返回的是讀到的字符個數(shù)
  while((c=isr.read(buffer,0,buffer.length))!=-1){
   String s=new String(buffer,0,c);//將char類型數(shù)組轉(zhuǎn)化為String字符串
   System.out.println(s);
   osw.write(buffer,0,c);
   osw.flush();
   //osw.write(s);
   //osw.flush();
  }
  isr.close();
  osw.close();

注意：

字符流操作的是文本文件，不能操作其他類型的文件??！

默認按照GBK編碼來解析（項目默認編碼），操作文本文件的時候，要寫文件本身的編碼格式（在構(gòu)造函數(shù)時在后面加上編碼格式）！！

字符流和字節(jié)流的區(qū)別主要是操作的對象不同，還有字符流是以字符為單位來讀取和寫入文件的，而字節(jié)流是以字節(jié)或者字節(jié)數(shù)組來進行操作的??！

在使用字符流的時候要額外注意文件的編碼格式，一不小心就會造成亂碼！

七、字符流的文件讀寫流FileWriter和FileReader

跟字節(jié)流的FileInputStream和FileOutputStream類相類似，字符流也有相應(yīng)的文件讀寫流FileWriter和FileReader類，這兩個類主要是對文本文件進行讀寫操作。

FileReader/FileWriter：可以直接寫文件名的路徑。

與InputStreamReader相比壞處：無法指定讀取和寫出的編碼，容易出現(xiàn)亂碼。

 FileReader fr = new FileReader("C:\\Users\\acer\\workspace\\encode\\new4\\test1"); //輸入流
 FileWriter fw = new FileWriter(C:\\Users\\acer\\workspace\\encode\\new4\\test2");//輸出流

char[] buffer=new char[8*1024];
  int c;
  while((c=fr.read(buffer, 0, buffer.length))!=-1){
   fw.write(buffer, 0, c);
   fw.flush();
  }
  fr.close();
  fw.close();

注意：FileReader和FileWriter不能增加編碼參數(shù)，所以當(dāng)項目和讀取文件編碼不同時，就會產(chǎn)生亂碼。這種情況下，只能回歸InputStreamReader和OutputStreamWriter。

八、字符流的過濾器BufferedReader&BufferedWriter

字符流的過濾器有BufferedReader和BufferedWriter/PrintWriter

除了基本的讀寫功能外，它們還有一些特殊的功能。

BufferedReader----->readLine 一次讀一行，并不識別換行
BufferedWriter----->write 一次寫一行，需要換行
PrintWriter經(jīng)常和BufferedReader一起使用，換行寫入比BufferedWriter更方便

定義方式：

BufferedReader br ＝new BufferedReader(new InputStreamReader(new FileInputStream(目錄的地址)))
BufferedWriter br ＝new BufferedWriter(new InputStreamWriter(new FileOutputStream(目錄的地址)))
PrintWriter pw=new PrintWriter(目錄/Writer/OutputStream/File);

使用方法：

//對文件進行讀寫操作
  String file1="C:\\Users\\acer\\workspace\\encode\\new4\\test1";
  String file2="C:\\Users\\acer\\workspace\\encode\\new4\\test2";
  BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(
    new FileInputStream(file1)));
  BufferedWriter bw=new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(
    new FileOutputStream(file2)));
String line;
  while((line=br.readLine())!=null){
   System.out.println(line);//一次讀一行，并不能識別換行
   bw.write(line);
   //單獨寫出換行操作
   bw.newLine();
   bw.flush();
}
    br.close();
  bw.close();
}

在這里我們可以使用PrintWriter來代替BufferedWriter做寫操作，PrintWriter相比BufferedWriter有很多優(yōu)勢：

構(gòu)造函數(shù)方便簡潔，使用靈活

構(gòu)造時可以選擇是否自動flush

利用println()方法可以實現(xiàn)自動換行，搭配BufferedReader使用更方便

使用方法：

String file1="C:\\Users\\acer\\workspace\\encode\\new4\\test1";
  String file2="C:\\Users\\acer\\workspace\\encode\\new4\\test2";
  BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(
    new FileInputStream(file1)));
PrintWriter pw=new PrintWriter(file2);
//PrintWriter pw=new PrintWriter(outputStream, autoFlush);//可以指定是否自動flush
String line;
  while((line=br.readLine())!=null){
   System.out.println(line);//一次讀一行，并不能識別換行
   pw.println(line);//自動換行
   pw.flush();//指定自動flush后不需要寫
  }
  br.close();
  pw.close();
}

注意：

可以使用BufferedReader的readLine()方法一次讀入一行，為字符串形式，用null判斷是否讀到結(jié)尾。

使用BufferedWriter的write()方法寫入文件，每次寫入后需要調(diào)用flush()方法清空緩沖區(qū)；PrintWriter在構(gòu)造時可以指定自動flush，不需要再調(diào)用flush方法。

在寫入時需要注意寫入的數(shù)據(jù)中會丟失換行，可以在每次寫入后調(diào)用BufferedReader的newLine()方法或改用PrintWriter的println()方法補充換行。

通常將PrintWriter配合BufferedWriter使用。（PrintWriter的構(gòu)造方法，及使用方式更為簡單）。

以上這篇【Java IO流】字節(jié)流和字符流的實例講解就是小編分享給大家的全部內(nèi)容了，希望能給大家一個參考，也希望大家多多支持億速云。

向AI問一下細節(jié)

【Java IO流】字節(jié)流和字符流的實例講解

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