Java中I/O輸入輸出實(shí)例分析

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前言

在變量、數(shù)組和對(duì)象中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)是暫時(shí)存在的，程序結(jié)束后它們就會(huì)丟失。為了能夠永久地保存創(chuàng)建的數(shù)據(jù)，需要將其保存在磁盤文件中，這樣就可以在其他程序中使用它們。Java的I/O技術(shù)可以將數(shù)據(jù)保存到文本文件、二進(jìn)制文件甚至是ZIP壓縮文件中，已達(dá)到永久性保存數(shù)據(jù)的要求。掌握I/O處理技術(shù)能夠提高對(duì)數(shù)據(jù)的處理能力。

一、流概述

流是一組有序的數(shù)據(jù)序列，根據(jù)操作的類型，可分為輸入流和輸出流兩種。I/O（Input/Output，輸入/輸出）流提供了一條通道程序，可以使用這條通道把源中的字節(jié)序列送到目的地。雖然I/O流通常與磁盤文件存取有關(guān)，但是程序的源和目的地也可以是鍵盤、鼠標(biāo)、內(nèi)存或顯示器窗口等。
Java由數(shù)據(jù)流處理輸入/輸出模式，程序從指向源的輸入流中讀取源中的數(shù)據(jù)，源可以是文件、網(wǎng)絡(luò)、壓縮包或其他數(shù)據(jù)源。
輸出流的指向是數(shù)據(jù)要到達(dá)的目的地，程序通過向輸出流中寫入數(shù)據(jù)把信息傳遞到目的地。

二、輸入/輸出流

Java語言定義了許多類專門負(fù)責(zé)各種方式的輸入/輸出，這類類都被放在java.io包中。其中，所有輸入流類都是抽象類InputStream(字節(jié)輸入流)或抽象類Reader(字符輸入流)的子類；而所有輸出流都是抽象類OutputStream(字節(jié)輸出流)或抽象類Writer(字符輸出流)的子類。

1、輸入流

InputStream類是字節(jié)輸入流的抽象類，是所有字節(jié)輸入流的父類。InputStream類的具體層次結(jié)構(gòu)如下所示。
該類中所有方法遇到錯(cuò)誤時(shí)都會(huì)引發(fā)IOException異常。下面是對(duì)該類中的一些方法的簡要說明。

read()方法：從輸入流中讀取數(shù)據(jù)的下一個(gè)字節(jié)。返回0-255范圍內(nèi)的int字節(jié)值。如果因?yàn)橐呀?jīng)到達(dá)流末尾而沒有可用的字節(jié)，則返回值為-1。
read(byte[] b)：從輸入流中讀入一定長度的字節(jié)，并以整數(shù)的形式返回字節(jié)數(shù)。
mark(int readlimit)方法：在輸入流的當(dāng)前位置放置一個(gè)標(biāo)記，readlimit參數(shù)告知此輸入流在標(biāo)記位置失效之前允許讀取的字節(jié)數(shù)。
reset()方法：將輸入指針返回到當(dāng)前所做的標(biāo)記處。
skip(long n)方法：跳過輸入流上的n個(gè)字節(jié)并返回實(shí)際跳過的字節(jié)數(shù)。
markSupported()方法：如果當(dāng)前流支持mark()/reset()操作就返回true。
close方法：關(guān)閉此輸入流并釋放與該流關(guān)聯(lián)的所有系統(tǒng)資源。

Java中的字符是Unicode編碼，是雙字節(jié)的。InputStream是用來處理字節(jié)的，并不適合處理字符文本。Java為字符文本的輸入專門提供了一套單獨(dú)的類Reader，但Reader類并不是InputStream類的替換者，只是處理字符串時(shí)簡化了編程。Reader類是字符輸入流的抽象類，所有字符輸入流的實(shí)現(xiàn)都是它的子類。

Reader類中的方法與InputStream類中的方法類似，讀者在需要時(shí)可查看JDK文檔。

2、輸出流

OutputStream類是字節(jié)輸出流的抽象類，此抽象類是表示輸出字節(jié)流的所有類的超類。
OutputStream類中的所有方法均返回void，在遇到錯(cuò)誤時(shí)會(huì)引發(fā)IoException異常。下面對(duì)OutputStream類中的方法作簡單的介紹。

write(int b)方法：將指定的字節(jié)寫入此輸出流。
write(byte[] b)方法：將b個(gè)字節(jié)從指定的byte數(shù)組寫入此輸出流。
write(byte[] b,int off, int len)方法：將指定byte數(shù)組中從偏移量off開始的len個(gè)字節(jié)寫入此輸出流。
flush()方法：徹底完成輸出并清空緩存區(qū)。
close()方法：關(guān)閉輸出流。

三、File類

File類是java.io包中唯一代表磁盤文件本身的對(duì)象。File類定義了一些與平臺(tái)無關(guān)的方法來操作文件，可以通過調(diào)用File類中的方法，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)建、刪除、重命名文件等操作。File類的對(duì)象主要用來獲取文件本身的一些信息，如文件所在的目錄、文件的長度、文件讀寫權(quán)限等。數(shù)據(jù)流可以將數(shù)據(jù)寫入到文件中，文件也是數(shù)據(jù)流最常用的數(shù)據(jù)媒體。

1、文件的創(chuàng)建與刪除

可以使用File類創(chuàng)建一個(gè)文件對(duì)象。通常使用以下3種構(gòu)造方法來創(chuàng)建文件對(duì)象。

1、File(String pathname)

該構(gòu)造方法通過將給定路徑名字符串轉(zhuǎn)換為抽象路徑名來創(chuàng)建一個(gè)新File實(shí)例。

語法如下：

new File(String pathname);

其中，pathname指定路徑名稱（包含文件名）。例如：

File file = new File(“d:/1.txt”);

2、File(String parent,String child)

該構(gòu)造方法根據(jù)定義的父路徑和子路徑字符串（包含文件名）創(chuàng)建一個(gè)新的File對(duì)象。

語法如下：

new File(String parent,String child);

3、File(File f,String child)

該構(gòu)造方法根據(jù)Parent抽象路徑名和child路徑名字符串創(chuàng)建一個(gè)新的File實(shí)例。

語法如下：

new File(File f,String child);

2、獲取文件信息

File類提供了很多方法用于獲取一些文件本身的信息。如下表

方法| 返回值 | 說明
-------- | -----
getName() | String| 獲取文件的名稱
canReda()| boolean |判斷文件是否為可讀的
canWrite()| boolean | 判斷文件是否可被寫入
exits()|boolean | 判斷文件是否存在
length()|long | 獲取文件的長度（以字節(jié)為單位）
getAbsolutePath() | String | 獲取文件的絕對(duì)路徑
getParent() | String | 獲取文件的父路徑
isFile() | boolean | 判斷文件是否存在
isDirectory() | boolean | 判斷文件是否為一個(gè)目錄
isHidden() | boolean | 判斷文件是否為隱藏文件
lastModified() | long | 獲取文件最后修改時(shí)間

四、文件輸入/輸出流

程序運(yùn)行期間，大部分?jǐn)?shù)據(jù)都在內(nèi)存中進(jìn)行操作，當(dāng)程序結(jié)束或關(guān)閉時(shí)，這些數(shù)據(jù)將消失。如果需要將數(shù)據(jù)永久保存，可使用文件輸入/輸出流與指定的文件建立連接，將需要的數(shù)據(jù)永久保存到文件中。

1、FillInputStream與FileOutputStream類

FileInputStream類與FileOUtputStream類都用來操作磁盤文件。如果用戶的文件讀取需求比較簡單，則可以使用FileInputString類，該類繼承自InputString類。FileOutputStream類與FileInputStream類對(duì)應(yīng)，提供了基本的文件寫入能力。FileOutputStream類是OutputStream類的子類。
FileInputStream類常用的構(gòu)造方法如下：

FileInputStream(String name)
FileInputStream(File file)

2、FileReader和FileWriter類

使用FileOutputStream類向文件中寫入數(shù)據(jù)與使用FileInputStream類從文件中將內(nèi)容讀出來，都存在一點(diǎn)不足，即這兩個(gè)類都只提供了對(duì)字節(jié)或字節(jié)數(shù)組的讀取方法。由于漢子在文件中占用兩個(gè)字節(jié)，如果使用字節(jié)流，讀取不好可能會(huì)出現(xiàn)亂碼現(xiàn)象，此時(shí)采用字符流Reader或Writer類即可避免這種現(xiàn)象。

FileReader和FileWriter字符流對(duì)應(yīng)了FileInputStream和FileOutputStream類。FileReader流順序地讀取文件，只要不關(guān)閉流，每次調(diào)用read()方法就順序地讀取源中其余的內(nèi)容，直到源的末尾或流被關(guān)閉。

五、帶緩存的輸入/輸出流

緩存是I/O的一種性能優(yōu)化。緩存流為I/O流增加了內(nèi)存緩存區(qū)。有了緩存區(qū)，使得在流上執(zhí)行skip()、mark()和reset()方法都成為可能。

1、BufferedInputStream與BufferedOutputStream類

BufferedInputStream類可以對(duì)所有InputStream類進(jìn)行帶緩沖區(qū)的包裝以達(dá)到性能的優(yōu)化。BufferedInputStream類有兩個(gè)構(gòu)造方法：

BufferedInputStream(InputStream in)
BufferedInputStream(InputStream in,int size)

第一種構(gòu)造方法創(chuàng)建一個(gè)有32個(gè)字節(jié)的緩存區(qū)，第二種構(gòu)造方法以指定的大小來創(chuàng)建緩存區(qū)。

2、BufferedReader與BufferedWriter類

BufferedReader類與BufferedWriter類分別繼承Reader類與Writer類。這兩個(gè)類同樣具有內(nèi)部緩存機(jī)制，并可以以行為單位進(jìn)行輸入/輸出。

六、數(shù)據(jù)輸入/輸出流

數(shù)據(jù)輸入/輸出流(DataInputStream類與DataOutputStream類)允許應(yīng)用程序以與機(jī)器無關(guān)的方式從底層輸入流中讀取基本Java數(shù)據(jù)類型。也就是說，當(dāng)讀取一個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)，不必再關(guān)心這個(gè)數(shù)值應(yīng)當(dāng)是哪種字節(jié)。

七、ZIP壓縮輸入/輸出流

ZIP壓縮管理文件(ZIP archive)是一種十分典型的文件壓縮形式，使用它可以節(jié)省存儲(chǔ)空間。關(guān)于ZIP壓縮的I/O實(shí)現(xiàn)，在Java的內(nèi)置類中提供了非常好用的相關(guān)類，所以其實(shí)現(xiàn)方式非常簡單。本節(jié)將介紹使用java.util.zip包中的ZipOutputStream與ZipInputStream類來實(shí)現(xiàn)文件的壓縮/解壓縮。如要從ZIP壓縮管理文件內(nèi)讀取某個(gè)文件，要先找到對(duì)應(yīng)文件的“目錄進(jìn)入點(diǎn)”（從它可知該文件在ZIP文件內(nèi)的位置），才能讀取這個(gè)文件的內(nèi)容。如果要將文件內(nèi)容寫入ZIP文件內(nèi)，必須先寫入對(duì)應(yīng)于該文件的“目錄進(jìn)入點(diǎn)”，并且把要寫入文件內(nèi)容的位置移到此進(jìn)入點(diǎn)所指的位置，然后再寫入文件內(nèi)容。

Java實(shí)現(xiàn)了I/O數(shù)據(jù)流與網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流的單一接口，因此數(shù)據(jù)的壓縮、網(wǎng)絡(luò)傳輸和解壓縮的實(shí)現(xiàn)比較容易。ZipEntry類產(chǎn)生的對(duì)象，是用來代表一個(gè)ZIP壓縮文件內(nèi)的進(jìn)入點(diǎn)（entry）。ZipInputStream用來寫出ZIP壓縮格式的文件，所支持的包括已壓縮及未壓縮的進(jìn)入點(diǎn)（entry）。

ZipOutputStream類用來寫出ZIp壓縮格式的文件，而且所支持的包括已壓縮及未壓縮的進(jìn)入點(diǎn)（entry）。下面介紹利用ZipEntry、

ZipInputStream和ZipOutputStream3個(gè)Java類實(shí)現(xiàn)ZIP數(shù)據(jù)壓縮方式的編程方法。

1、壓縮文件

利用ZipOutputStream類對(duì)象，可將文件壓縮為.zip文件。ZipOutputStream類的構(gòu)造方法如下：

ZipOutputStram(OutputStream out);

ZipOutputStream類的常用方法如表所示：

2、解壓縮ZIP文件

ZipInputStream類可讀取ZIP壓縮格式的文件，包括已壓縮和未壓縮的條目（entry）。ZipInputStream類的構(gòu)造方法如下：

ZipInputStream(InputStream in)

ZipInputStream類的常用方法如下表所示：

補(bǔ)充：獲取目錄下的所有目錄和文件

示例：假設(shè)目錄“D:\TestDir1”下有兩個(gè)文件夾（dir1 和 dir2）和一個(gè)文件 file1.txt 。

File[] listFiles()方法：獲取該目錄下的所有子目錄和文件，返回File類數(shù)組。

import java.io.File;
 
/**
 * 獲取目錄下的所有目錄和文件
 * @author pan_junbiao
 **/
public class DirFileTest
{
    public static void main(String[] args)
    {
        File file = new File("D:\\TestDir1");
 
        //判斷目錄是否存在
        if (!file.exists())
        {
            System.out.println("目錄不存在");
            return;
        }
 
        //獲取文件數(shù)組
        File[] fileList = file.listFiles();
        for (int i = 0; i < fileList.length; i++)
        {
            //判斷是否為目錄
            if (fileList[i].isDirectory())
            {
                System.out.println("目錄：" + fileList[i].getName());
            }
            else
            {
                System.out.println("文件：" + fileList[i].getName());
            }
        }
    }
}

執(zhí)行結(jié)果：

到此，關(guān)于“Java中I/O輸入輸出實(shí)例分析”的學(xué)習(xí)就結(jié)束了，希望能夠解決大家的疑惑。理論與實(shí)踐的搭配能更好的幫助大家學(xué)習(xí)，快去試試吧！若想繼續(xù)學(xué)習(xí)更多相關(guān)知識(shí)，請(qǐng)繼續(xù)關(guān)注億速云網(wǎng)站，小編會(huì)繼續(xù)努力為大家?guī)砀鄬?shí)用的文章！