Java IO流學習總結

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Java流操作有關的類或接口:

Java流類圖結構:

 

流的概念和作用

流是一組有順序的,有起點和終點的字節集合,是對數據傳輸的總稱或抽象。即數據在兩設備間的傳輸稱爲流,流的本質是數據傳輸,根據數據傳輸特性將流抽象爲各種類,方便更直觀的進行數據操作。 


IO流的分類

  • 根據處理數據類型的不同分爲:字符流和字節流

  • 根據數據流向不同分爲:輸入流和輸出流

 

字符流和字節流

字符流的由來: 因爲數據編碼的不同,而有了對字符進行高效操作的流對象。本質其實就是基於字節流讀取時,去查了指定的碼錶。 字節流和字符流的區別:

  • 讀寫單位不同:字節流以字節(8bit)爲單位,字符流以字符爲單位,根據碼錶映射字符,一次可能讀多個字節。

  • 處理對象不同:字節流能處理所有類型的數據(如圖片、avi等),而字符流只能處理字符類型的數據。

結論:只要是處理純文本數據,就優先考慮使用字符流。 除此之外都使用字節流。

 

輸入流和輸出流

對輸入流只能進行讀操作,對輸出流只能進行寫操作,程序中需要根據待傳輸數據的不同特性而使用不同的流。  


Java IO流對象

1.輸入字節流InputStreamIO 中輸入字節流的繼承圖可見上圖,可以看出:

  1. InputStream 是所有的輸入字節流的父類,它是一個抽象類。

  2. ByteArrayInputStream、StringBufferInputStream、FileInputStream 是三種基本的介質流,它們分別從Byte 數組、StringBuffer、和本地文件中讀取數據。PipedInputStream 是從與其它線程共用的管道中讀取數據,與Piped 相關的知識後續單獨介紹。

  3. ObjectInputStream 和所有FilterInputStream 的子類都是裝飾流(裝飾器模式的主角)。

 

2.輸出字節流OutputStream

IO 中輸出字節流的繼承圖可見上圖,可以看出:

  1. OutputStream 是所有的輸出字節流的父類,它是一個抽象類。

  2. ByteArrayOutputStream、FileOutputStream 是兩種基本的介質流,它們分別向Byte 數組、和本地文件中寫入數據。PipedOutputStream 是向與其它線程共用的管道中寫入數據,

  3. ObjectOutputStream 和所有FilterOutputStream 的子類都是裝飾流。

 

3.字節流的輸入與輸出的對應

 

圖中藍色的爲主要的對應部分,紅色的部分就是不對應部分。紫色的虛線部分代表這些流一般要搭配使用。從上面的圖中可以看出Java IO 中的字節流是極其對稱的。“存在及合理”我們看看這些字節流中不太對稱的幾個類吧!

  1. LineNumberInputStream 主要完成從流中讀取數據時,會得到相應的行號,至於什麼時候分行、在哪裏分行是由改類主動確定的,並不是在原始中有這樣一個行號。在輸出部分沒有對應的部分,我們完全可以自己建立一個LineNumberOutputStream,在最初寫入時會有一個基準的行號,以後每次遇到換行時會在下一行添加一個行號,看起來也是可以的。好像更不入流了。

  2. PushbackInputStream 的功能是查看最後一個字節,不滿意就放入緩衝區。主要用在編譯器的語法、詞法分析部分。輸出部分的BufferedOutputStream 幾乎實現相近的功能。

  3. StringBufferInputStream 已經被Deprecated,本身就不應該出現在InputStream 部分,主要因爲String 應該屬於字符流的範圍。已經被廢棄了,當然輸出部分也沒有必要需要它了!還允許它存在只是爲了保持版本的向下兼容而已。

  4. SequenceInputStream 可以認爲是一個工具類,將兩個或者多個輸入流當成一個輸入流依次讀取。完全可以從IO 包中去除,還完全不影響IO 包的結構,卻讓其更“純潔”――純潔的Decorator 模式。

  5. PrintStream 也可以認爲是一個輔助工具。主要可以向其他輸出流,或者FileInputStream 寫入數據,本身內部實現還是帶緩衝的。本質上是對其它流的綜合運用的一個工具而已。一樣可以踢出IO 包!System.out 和System.out 就是PrintStream 的實例!

 

4.字符輸入流Reader

在上面的繼承關係圖中可以看出:

  1. Reader 是所有的輸入字符流的父類,它是一個抽象類。

  2. CharReader、StringReader 是兩種基本的介質流,它們分別將Char 數組、String中讀取數據。PipedReader 是從與其它線程共用的管道中讀取數據。

  3. BufferedReader 很明顯就是一個裝飾器,它和其子類負責裝飾其它Reader 對象。

  4. FilterReader 是所有自定義具體裝飾流的父類,其子類PushbackReader 對Reader 對象進行裝飾,會增加一個行號。

  5. InputStreamReader 是一個連接字節流和字符流的橋樑,它將字節流轉變爲字符流。FileReader 可以說是一個達到此功能、常用的工具類,在其源代碼中明顯使用了將FileInputStream 轉變爲Reader 的方法。我們可以從這個類中得到一定的技巧。Reader 中各個類的用途和使用方法基本和InputStream 中的類使用一致。後面會有Reader 與InputStream 的對應關係。

 

5.字符輸出流Writer

在上面的關係圖中可以看出:

  1. Writer 是所有的輸出字符流的父類,它是一個抽象類。

  2. CharArrayWriter、StringWriter 是兩種基本的介質流,它們分別向Char 數組、String 中寫入數據。PipedWriter 是向與其它線程共用的管道中寫入數據,

  3. BufferedWriter 是一個裝飾器爲Writer 提供緩衝功能。

  4. PrintWriter 和PrintStream 極其類似,功能和使用也非常相似。

  5. OutputStreamWriter 是OutputStream 到Writer 轉換的橋樑,它的子類FileWriter 其實就是一個實現此功能的具體類(具體可以研究一SourceCode)。功能和使用和OutputStream 極其類似,後面會有它們的對應圖。

 

6.字符流的輸入與輸出的對應

 

7.字符流與字節流轉換

轉換流的特點:

  1. 其是字符流和字節流之間的橋樑

  2. 可對讀取到的字節數據經過指定編碼轉換成字符

  3. 可對讀取到的字符數據經過指定編碼轉換成字節

何時使用轉換流?

  1. 當字節和字符之間有轉換動作時;

  2. 流操作的數據需要編碼或解碼時。

具體的對象體現:

  1. InputStreamReader:字節到字符的橋樑

  2. OutputStreamWriter:字符到字節的橋樑

這兩個流對象是字符體系中的成員,它們有轉換作用,本身又是字符流,所以在構造的時候需要傳入字節流對象進來。

 

8.File類

File類是對文件系統中文件以及文件夾進行封裝的對象,可以通過對象的思想來操作文件和文件夾。 File類保存文件或目錄的各種元數據信息,包括文件名、文件長度、最後修改時間、是否可讀、獲取當前文件的路徑名,判斷指定文件是否存在、獲得當前目錄中的文件列表,創建、***文件和目錄等方法。  

9.RandomAccessFile類

該對象並不是流體系中的一員,其封裝了字節流,同時還封裝了一個緩衝區(字符數組),通過內部的指針來操作字符數組中的數據。 該對象特點:

  1. 該對象只能操作文件,所以構造函數接收兩種類型的參數:a.字符串文件路徑;b.File對象。

  2. 該對象既可以對文件進行讀操作,也能進行寫操作,在進行對象實例化時可指定操作模式(r,rw)

注意:該對象在實例化時,如果要操作的文件不存在,會自動創建;如果文件存在,寫數據未指定位置,會從頭開始寫,即覆蓋原有的內容。 可以用於多線程下載或多個線程同時寫數據到文件。

 


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