二进制IO
二进制I/O
（1）InputStream和OutputStream
InputStream和OutputStream是字节流的两个顶层父类，提供了输入流类与输出流类的通用API。如图6-10所示列出了一些实现二进制I/O的类。
图6-10 二进制I/O类
InputStream是输入字节数据用的类，所以InputStream类提供了3种重载的read方法。Inputstream类中的常用方法如表6-3所示。
表6-3 Inputstream类常用方法
方法名 说明 public abstract int read( ) 读取一个byte的数据，返回值是高位补0的int类型值。若返回值=-1说明没有读取到任何字节读取工作结束。 public int read(byte b[ ]) 读取b.length个字节的数据放到b数组中。返回值是读取的字节数。该方法实际上是调用下一个方法实现的 public int read(byte b[ ], int off, int len) 从输入流中最多读取len个字节的数据，存放到偏移量为off的b数组中。 public int available( ) 返回输入流中可以读取的字节数。注意若输入阻塞，当前线程将被挂起，如果InputStream对象调用这个方法的话，它只会返回0，这个方法必须由继承InputStream类的子类对象调用才有用， public long skip(long n) 忽略输入流中的n个字节，返回值是实际忽略的字节数, 跳过一些字节来读取 public int close( ) 我们在使用完后，必须对我们打开的流进行关闭.
OutputStream是输出字节数据用的类，它提供了3个write方法来做数据的输出，这个是和InputStream是相对应的。OutputStream常用方法如表6-4所示。
表6-4 Outputstream类常用方法
方法名 说明 public void write(byte b[ ]) 将参数b中的字节写到输出流。 public void write(byte b[ ], int off, int len) 将参数b的从偏移量off开始的len个字节写到输出流。 public abstract void write(int b) 先将int转换为byte类型，把低字节写入到输出流中。 public void flush( ) 将数据缓冲区中数据全部输出，并清空缓冲区。 public void close( ) 关闭输出流并释放与流相关的系统资源。
（2）FileInputStream和FileOutputStream
FileInputStream类和FileOutputStream类用于从/向文件读取/写入字写。他们的方法都是从InputStream类和OutputStream类继承的。
FileInputStream类和FileOutputStream类没有引入新的方法。FileInputStream类构造方法如表6-5所示。
表6-5 FileInputStream类构造方法
方法名 说明 FileInputStream(File file) 通过打开一个到实际文件的连接来创建一个 FileInputStream，该文件通过文件系统中的 File 对象 file 指定。 FileInputStream(String name) 通过打开一个到实际文件的连接来创建一个 FileInputStream，该文件通过文件系统中的路径名 name 指定。
【注意】如果试图为一个不存在的文件创建FileInputStream对象，将会发生java.io.NotFoundException异常。
要构造FileOutputStream对象，使用如表6-6所示的构造方法。
表6-6 FileOutputStream类常用方法
方法名 说明 FileOutputStream(File file) 使用File对象创建文件输出流对象，如果文件打开失败，将抛出异常。 FileOutputStream(String name) 直接使用文件名或路径创建文件输出流对象。 FileOutputStream(File file, boolean append) 使用File对象创建文件输出流对象，并由参数append指定是否追加文件内容，true为追加，false为不追加。 FileOutputStream(String name, boolean append) 直接使用文件名或路径创建文件输出流对象，并由参数append指定是否追加。 如果这个文件不存在，就会创建一个新的文件，如果这个文件已经存在，前两个构造方法会删除文件的当前内容。为了在文件内容基础上追加新数据，需要采用后两种构造方法，并将append设置为true。
（3） 输入输出流的操作步骤
- 使用引入语句引入java.io包：import java.io.*；
- 根据不同数据源和输入输出任务，建立字节流或字符流对象；
- 若需要对字节或字符流信息组织加工为数据，在已建字节流或字符流对象上构建数据流对象。
- 用输入输出流对象类的成员方法进行读写操作，需要时，设置读写位置指针。
- 关闭流对象。
几乎所有的I/O类中的方法都会抛出异常java.io.IOExcepton。因此，必须在方法中声明会抛出java.io.IOExcepton异常，或将代码放到try-catch块中。
下面程序，使用二进制I/O完成了文件的复制。
public static void main(String[] args) throws IOException {
File srcFile = new File("cache/01_cache.txt"); // 源文件对象
File destFile = new File("src/desc.txt"); // 目标文件对象
// 使用源文件对象创建文件输入流对象
FileInputStream fis = new FileInputStream(srcFile);
// 使用目标文件对象创建文件输出流对象
FileOutputStream fos = new FileOutputStream(destFile);
int hasRead = 0;// 读取字节长度
byte[] buf = new byte[1024]; // 创建字节数组，作为临时缓冲
System.out.println("开始复制文件...");
while ((hasRead = fis.read(buf)) != -1) { // 循环从文件输入流中读取数据
if (hasRead < 1024)//读取长度<数组长度，复制读取内容
fos.write(Arrays.copyOf(buf, hasRead));
else
fos.write(buf);
}
System.out.println("文件复制成功！");
fis.close(); // 关闭流
fos.close();
}
（4） 使用try-with-resource自动关闭资源。
在编写IO操作时经常会忘记关闭IO流，JDK7提供了新的try-with-resource语法来自动关闭IO流，语法格式如下：
try（声明和创建资源）{
使用资源来处理文件
}
使用try-with-resource语法，重写了复制文件程序中的代码：
public static void main(String[] args) throws IOException {
File srcFile = new File("cache/01_cache.txt"); // 源文件对象
File destFile = new File("src/desc.txt"); // 目标文件对象
// 使用源文件对象创建文件输入流对象
try (FileInputStream fis = new FileInputStream(srcFile);
// 使用目标文件对象创建文件输出流对象
FileOutputStream fos = new FileOutputStream(destFile)) {
int hasRead = 0;// 读取字节长度
byte[] buf = new byte[1024]; // 创建字节数组，作为临时缓冲
System.out.println("开始复制文件...");
while ((hasRead = fis.read(buf)) != -1) { // 循环从文件输入流中读取数据
if (hasRead < 1024)// 读取长度<数组长度，复制读取内容
fos.write(Arrays.copyOf(buf, hasRead));
else
fos.write(buf);
}
System.out.println("文件复制成功！");
}
}
【注意】当流不需要使用时，记得使用close()方法将其关闭，或者使用try-with-resource语句自动关闭。不关闭流可能会在输出文件中造成数据受损，或导致其他的程序设计错误。
（5）BufferedInputStream和BufferedOutputStream
BufferedInputStream和 BufferedOutputStream类可以通过减少磁盘读写次数来提高输入和输出的速度。
BufferedInputStream：当向缓冲流写入数据时候，数据先写到缓冲区，待缓冲区写满后，系统一次性将数据发送给输出设备，如图6-11所示。
图6-11 BufferedInputStream
若要创建一个BufferedOutputStream流对象，首先需要一个FileOutputStream流对象，然后基于这个流对象创建缓冲流对象。
BufferedOutputStream 类的构造方法如下：
BufferedOutputStream(OutputStream out) BufferedOutputStream(OutputStream out, int size)
下面程序，使用BufferedOutputStream把内容写入到文件buffer.txt中。
public static void main(String[] args) throws IOException {
try (FileOutputStream fos = new FileOutputStream("buffer.txt");
BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(fos)) {
String str = "hello world";
bos.write(str.getBytes());
}
}
BufferedOutputStream：当向缓冲流读取数据时候，系统先从缓冲区读出数据，待缓冲区为空时，系统再从输入设备读取数据到缓冲区，如图6-12所示。
图6-12 BufferedOutputStream
若要创建一个BufferedInputStream流对象，需要一个FileInputStream流对象，然后基于这个流对象创建缓冲流对象。BufferedInputStream类的构造方法如下：
- BufferedInputStream(InputStream in)
- BufferedInputStream(InputStream in, int size)
下面程序，使用BufferedInputStream把读取并打印文件buffer.txt中内容。
public static void main(String[] args) throws IOException {
try(FileInputStream fis=new FileInputStream("buffer.txt");
BufferedInputStream bis=new BufferedInputStream(fis)){
byte[] bytes=new byte[1024];
int hasRead=0;
while((hasRead=bis.read(bytes))!=-1) {
System.out.println(new String(bytes,0,hasRead));
}
}
}
2.文本IO （1）Reader和Writer Java IO中的java.io.Reader和java.io.Writer的工作原理很像InputStream和OutputStream，但不同的是reader和writer是基于字符的，他们是用来用些文本数据的。其类层级结构如图6-13所示。
图6-13 字符流结构 Reader用于读取字符流的抽象类。Reader类的常用方法如表6-7所示。 表6-7 Reader类常用方法 方法名 说明 boolean ready() 输入字符流是否可读 int read() 读取一个字符 int read(char[] cbuf) 读取一串字符(到字符数组cbuf) long skip(long n) 跳过n个字符 mark(int readAheadLimit) 在当前位置做一标记 reset() 将读取位置恢复到标记处 close() 关闭字符流 Writer是写入字符流的抽象类。Writer类的常用方法如表6-8所示。 表6-8 Writer类常用方法 方法名 说明 void close() 关闭流 void flush() 强行写入 void write(int c) 写入c void write(char[] cbuf) 写入字符数组cbuf void write(char[] cbuf, int off, int len) 写入字符数组cbuf中自位置off开始的len个字符 void write(String str) 写入字符串str void write(String str, int off, int len) 写入字符串str中自位置off开始的len个字符 （2）FileReader和FileWriter FileReader：与FileInputStream对应，主要用来读取字符文件，使用缺省的字符编码，常用的构造函数如表6-9所示。 表6-9 FileReader类构造方法 构 造 方 法 说 明 FileReader(File file) 使用File对象创建文件输入流对象，如果文件打开失败，将抛出异常 FileReader(String name) 使用文件名或路径创建文件输入流对象，如果文件打开失败，将抛出异常 FileWrite：与FileOutputStream对应 ，将字符类型数据写入文件，使用缺省字符编码和缓冲器大小，常用的构造函数如表6-10所示。 表6-10 FileWriter类构造方法 构 造 方 法 说 明 FileWriter(File file) 使用File对象创建文件输出流对象，如果文件打开失败，将抛出异常，必须捕捉 FileWriter(File file, boolean append) 使用File对象创建文件输出流对象，并由参数append指定是否追加，异常情况同上 FileWriter(String name) 直接使用文件名或路径创建文件输出流对象，异常情况同上 FileWriter(String name, boolean append) 直接使用文件名或路径创建文件输出流对象，并由参数append指定是否追加，异常情况同上 下面程序使用FileReader和Writer将“Hello World”写入文件reader.txt,并读取打印出来。 public static void main(String[] args) throws IOException { //把内容写入到文件中 try (FileWriter fw = new FileWriter("reader.txt"); ) { String str = "hello world"; fw.write(str.toCharArray()); } //把内容显示在屏幕上 try(FileReader fr= new FileReader("reader.txt")){ char[] c=new char[20]; int hasRead=0; while((hasRead=fr.read(c))!=-1) { System.out.print(new String(c,0,hasRead)); } } } （3）BufferedReader和BufferedWriter 使用FileRead和FileWriter从文件中逐个地读取/写入字符，效率比较低下，因此一般将该类对象包装到缓冲流（BufferedReader和BufferedWriter）中进行操作。BufferedReader和BufferedWriter与BufferedInputStream和BufferOutputStream操作类似，使用缓冲方式文本读取/写入，初次之外还提供了readLine()和newLine()方法，从而提高了读写的效率。 下面程序使用BufferedReader和BufferedWriter完成文件的写入和读取。 public static void main(String[] args) throws IOException { // 把内容写入到文件中 try (FileWriter fw = new FileWriter("reader.txt"); BufferedWriter bw = new BufferedWriter(fw);) { String str = "hello world"; bw.write(str); bw.newLine(); bw.write("good good study"); } // 把内容显示在屏幕上 try (FileReader fr = new FileReader("reader.txt"); BufferedReader br = new BufferedReader(fr)) { while (br.ready()) { System.out.println(br.readLine()); } } }
