Java面向对象程序设计 赵生慧 21476-0011

第11章Java的输入与输出流,Java教材编写组,教学目标,理解Java中流的概念掌握字节流InputStream和OutputStream及其子类的使用掌握字符流Reader和Writer及其子类的使用掌握随机读写文件流RandomAccessFile的使用,引例,/Ex11_1.javaimportjava.io.*;publicclassEx11_1publicstaticvoidmain(Stringargs)trySystem.out.println(创建文件输入流对象);FileInputStreamfis=newFileInputStream(input.txt);System.out.println(指定输入文件对象);bytedata=newbyte100;System.out.println(读入文件数据到指定数组中);fis.read(data);Stringstr=data.toString();System.out.println(创建文件输出流对象);FileOutputStreamfos=newFileOutputStream(output.txt);System.out.println(将指定数组的内容读入文件中);fos.write(str.getBytes();System.out.println(关闭所有文件);fis.close();fos.close();catch(Exceptione),本实例中主要应用Java的输入输出流实现文件的复制。,概述,输入流,输出流,在JavaAPI中，I/O包提供了大量的流类来实现数据的输入和输出,主要分为两类：一种是字节流,另一种是字符流,分别由四个抽象类来表示：InputStream、OutputStream、Reader和Writer.所有输入流类都是InputStream类或者Reader类的子类,它们都继承了read()方法用于读取数据。而所有输出流类都是OutputStream类或者Writer类的子类,它们都继承了write()方法用于写入数据。,InputStream/OutputStream和Reader/Writer都直接继承自Java的根类Object，它们各自形成一个独立的继承体系。,字节流,字节流用来读写8位的数据。由于在读写中不会对数据作任何转换，所以可以用来直接处理二进制的数据。字节流分为输入流InputStream和输出流OutputStream，所有其他的字节流都是它们的子类。,InputStream和OutputStream类,字节输入流InputStream类.所有的字节输入流都是InputStream类及其子类,用于从外部设备获取数据到计算机内存中,通过定义其子类以及方法来实现字节输入功能。右表给出了其主要方法.,字节输出流OutputStream类.所有的字节输出流都是OutputStream类及其子类,用于将计算机内存的数据输出到外部设备.通过定义其子类以及方法来实现字节输出功能。右表给出了其主要方法,标准输入流,标准输入:InputStreamis=System.in;它是一个标准输入流，一般接收键盘的响应，得到键盘所传递来的信息。,例11.2下面程序可以从键盘输入字符到程序中，并在屏幕上重新打印出来。,importjava.io.*;classEx11_2publicstaticvoidmain(Stringargs)throwsIOExceptionbytebuf=newbyte255;System.out.println(enter:);System.in.read(buf,0,255);System.out.println(Got:);Stringstr=newString(buf);System.out.println(str);,例11.3编程实现从键盘读入若干字符，然后显示出来。,importjava.io.*;publicclassEx11_3publicstaticvoidmain(Stringargs)throwsIOExceptionintb;while(b=System.in.read()!=-1)System.out.print(char)b);System.out.println();,文件字节输入流类FileInputStream,InputStream类和OutputStream类都是抽象类，不能实例化，因此在实际应用中并不使用这两个类，而是使用一些基本数据流类，如FileInputStream和FileOutputStream，它们分别是InputStream类和OutputStream类的子类，用于进行文件输入和输出的处理，其数据源和目标都是文件。FileInputStream用于顺序访问本地文件。它从超类InputStream中继承了read、close等方法对本机上的文件进行操作，但不支持mark方法和reset方法。,FileInputStream类构造方法,FileInputStream类主要有三个构造方法：FileInputStream(Stringname)FileInputStream(Filefile)FileInputStream(FileDescriptorfd)第一个构造方法使用给定的文件名name创建一个FileInputStream对象，用来打开一个到达该文件的输入流，这个文件就是源。第二个构造方法使用File对象FileInputStream对象，用来指定要打开哪个文件。第三个构造方法比较特别，是以FileDescriptor对象为参数的。FileDescriptor也是java.io包中的类，主要用于关联到已打开的文件，或已打开的网络链接，或者其他I/O连接，在机器底层发挥作用，可以强制系统缓冲区与底层设备保持同步，从而为输入输出流提供一个与底层设备同步的系统缓冲区，但是这个类不大常用，大家只要了解就可以了。,FileInputStream类读取字节的方法,在创建文件输入流对象之后，可以调用read方法从流中读取字节，read方法有三种格式：publicintread()throwsIOExceptionpublicintread(byteb,intoff,intlen)throwsIOExceptionpublicintread(byteb)throwsIOExceptionread()方法将返回一个整数，它包含了流中的下一个字节。如果返回的是-1，则表示到达了文件输入流的末尾。这种方法每次只能从文件输入流中读取一个字节，为了能从流中读入多个数据字节，可以调用read(byteb,intoff,intlen)方法，该方法从输入流当前字节处起读取长度为len字节的数据，从位置off处起存入数组b中，b中位置在off之前和在off+len之后的数据将保持不变，返回读取的数据长度，并将第len个字节设为当前字节。,FileInputStream举例,Stringstr=;FileInputStreamfin=newFileInputStream(c:Ex11_3.java);for(inti=fin.read();i!=-1;i=fin.read()str+=(char)i;,上述程序段的功能是应用read()方法将c:Ex11_3.java的内容输出到字符串str中。,在使用FileInputStream类时要注意：若关联的目录或者文件不存在，Java就会抛出一个IOException异常。程序可以使用try-catch块检测和处理捕捉到的异常。例如，为了把一个文件输入流对象与一个文件关联起来，可以使用下列的代码段来处理Java产生的IOEception异常。,tryFileInputStreamfis=newFileInputStream(java7.txt);.catch(IOExceptione)System.out.println(FileException：+e);,关闭输入流,publicvoidclose()throwsIOException虽然Java在程序结束时会自动关闭所有打开的流，但还是建议大家养成一个良好的习惯，在使用完流后，调用close()方法显式地关闭任何打开的流，以防止一个被打开的流用完系统资源。,文件字节输出流类FileOutputStream,FileOutputStream类用于向一个文本文件写数据，它从其超类OutputStream中继承了write、close等方法。构造方法publicFileOutputStream(Stringname)throwsFileNotFoundExceptionpublicFileOutputStream(Filefile)throwsFileNotFoundExceptionpublicFileOutputStream(Stringname,booleanappend)throwsFileNotFoundException,其中，name为文件名，file为文件类File对象，append表示文件是否为添加的写入方式。当append值false时，为重写方式，即从头写入；当append值为true时，为添加方式，即从尾写入。append默认值为false。例如，下面语句以文件名OutputFile.txt构造文件数据输出流对象fos，并设置添加的写入方式：FileOutputStreamfos=newFileOutputStream(OutputFile.txt,true);,文件字节输出流类FileOutputStream(续),FileOutputStream类写入字节的方法,使用write方法将指定的字节写入文件输出流。Write方法有3种格式：publicvoidwrite(intb)throwsIOExceptionpublicvoidwrite(byteb)throwsIOExceptionpublicvoidwrite(byteb,intoff,intlen)throwsIOExceptionwrite方法可以向文件写入一个字节、一个字节数组或一个字节数组的一部分。当b是int类型时，b占用4个字节32位，通常是把b的低8位写入输出流，忽略其余高24位。当b是字节数组时，可以写入从off位置开始的len个字节，如果没有off和len参数，则写入所有字节，相当于write(b,0,b.length)。,关闭输出流,publicvoidclose()throwsIOExceptionclose方法关闭输出流，并释放相关的系统资源。发生I/O错或文件关闭时，抛出IOException异常。如果off或len为负数或off+len大于数组b的长度length，则抛出IndexOutOfBoundsException异常；如果b是空数组，则抛出NullPointerException异常。用OutputStream是否为FileOutputStream对象写入时，如果文件不存在，则会创建一个新文件，如果文件已存在，使用重写方式则会覆盖原有数据。,例11.4编写程序，应用FileInputStream类实现从c:file.dat中读出第5个字节到变量c中，并输出。,importjava.io.*;publicclassEx11_4publicstaticvoidmain(Stringargs)tryFileInputStreamfis=newFileInputStream(c:file.dat);fis.skip(4);intc=fis.read();System.out.println(char)c);fis.close();catch(Exceptione)e.printStackTrace();,内存的读写,在java.io中，还提供了ByteArrayInputStream和ByteArrayOutputStream类来直接访问内存，它们分别是InputStream和OutputStream的子类。类ByteArrayInputStream有两个构造方法：publicByteArrayInputStream(byteb)publicByteArrayInputStream(byteb,intoff,intlen)第一个构造方法以一个字节数组作为参数，数据源完全复制到内部缓冲区。第二个构造方法的参数包括一个字节数组、一个整型偏移量和一个整型长度，与第一个构造方法不同的是，此构造方法生成的内部缓冲区将以指定偏移量位置为起始位置，并且能读取的最大数据长度为指定的长度。这个字节数组就是该输入流的数据源。内存缓冲区保持一个标记，指向当前字节。,ByteArrayInputStream类,ByteArrayInputStream可从字节数组中读取数据，它重写了其父类InputStream的部分方法，如：publicintread();publicintread(byteb,intoff,intlen);publiclongskip(longn)publicintavailable();publicbooleanmarkSupported();publicvoidmark(inttag);publicvoidreset();publicvoidclose()throwsIOException,ByteArrayOutputStream类,与ByteArrayInputStream对应，ByteArrayOutputStream对象中同样有一个字节数组类型的属性，作为内部缓冲区，同时也是该输出流的接收端。类ByteArrayOutputStream有两个构造方法：publicByteArrayOutputStream()publicByteArrayOutputStream(intlen)第一个构造方法没有参数，生成的内部缓冲区的默认大小为32个字节。第二个构造方法有一个整型参数，指定生成的内部缓冲区的初始大小，内部缓冲区大小将随数据的写入自动更改。,ByteArrayOutputStream类(续),ByteArrayOutputStream可向字节数组写入数据，它重写了其父类OutputStream的方法，如：publicvoidwrite(intb);publicvoidwrite(byteb,intoff,intlen);publicvoidwtiteTo(OutputStreamout)throwsIOException;publicvoidreset();publicvoidclose()throwsIOException;ByteArrayOutputStream除了重写父类OutputStream以上的方法外，还自包含了以下四个方法：publicbytetoByteArray()：建立一个新的数组，将缓冲区的数据复制到该数组中，并返回存放当前输出流内容的数组。publicintsize()：返回缓冲区的大小。publicStringtoString()：根据操作系统默认的编码格式，将内部缓冲区的数据转换为一个字符串返回。publicStringtoString(Stringenc)：根据编码格式enc，将内部缓冲区的数据转换为一个字符返回。,字符流,用户程序有时需要读取其他格式的数据，如Unicode格式的文字内容，Java提供了相应的输入输出流：字符流。字符流中的大多数的类都能在字节流中找到相应的类。字符流分为Reader和Writer两个类，分别实现字符的输入与输出。,Reader类和Writer类,字符流提供了处理字符的输入/输出的方法，包括两个抽象类Reader和Writer。字符流Reader指字符流的输入流，用于输入，而Writer指字符流的输出流，用于输出。Reader和Writer使用的是Unicode，可以对不同格式的流进行操作。从Reader和Writer派生出的子类的对象都能对Unicode字符流进行操作，由这些对象来实现与外设的连接。,Reader类常用方法,Writer类常用方法,字符文件流FileReader和FileWriter类,FileReader、FileWriter类用于字符文件的输入输出处理，与文件数据流FileInputStream、FileOutputStream的功能相似。其构造方法如下：publicFileReader(Filefile)throwsFileNotFoundExceptionpublicFileReader(Stringfilename)throwsFileNotFoundExceptionpublicFileWriter(Filefile)throwsIOExceptionpublicFileWriter(StringfileName,booleanappend)throwsIOExceptionFileReader从超类中继承了read、close等方法，FileWriter从超类中继承了write、close等方法。下面是一段创建FileReader对象的代码，可以使用该对象读取名为java11.txt的文件。FileReaderin=newFileReader(java11.txt)；,importjava.io.*;publicclassEx11_5publicstaticvoidmain(Stringargs)FileReaderfr;intch;tryfr=newFileReader(c:Ex11_5.java);while(ch=fr.read()!=-1)System.out.print(char)ch);catch(Exceptione)e.printStackTrace();,例11.5用FileReader一个字符一个字符地读取整个文件。,字符文件流FileReader和FileWriter类(续),字符缓冲流BufferedReader类和BufferedWriter类,FileReader和FileWriter类以字符为单位进行输入输出，无法进行整行输入与输出，数据的传输效率很低。Java提供BufferedReader和BufferedWriter类以缓冲区方式进行输入输出，其构造方法如下：publicBufferedReader(Readerin)publicBufferedReader(Readerin,intsz)publicBufferedWriter(Writerout)publicBufferedWriter(Writerout,intsz)BufferedReader流能够读取文本行，方法是readLine()。通过向BufferedReader传递一个Reader对象或者Reader子类对象来创建一个BufferedReader对象，如：BufferedReaderbr=BufferedReader（newFileReader(java11.txt)）;然后再从流br中读取java11.txt中的内容。类似的，可以将BufferedWriter流与FileWriter流连接起来，然后通过BufferedWriter流将数据写到目的地，例如：FileWriterfw=newFileWriter(java11.in);BufferedWriterbw=newBufferedWriter(fw);,importjava.io.*;publicclassEx11_6publicstaticvoidmain(Stringargs)FileReaderfr;BufferedReaderbr;intch;tryfr=newFileReader(c:Ex11_6.java);br=newBufferedReader(fr);while(ch=br.read()!=-1)System.out.print(char)ch);catch(Exceptione)e.printStackTrace();,然后使用BufferedReader类的成员方法write(Stringsintoff,intlen)把字符串s写到java11.in中，参数off是字符串s开始处的偏移量，len是写入的字符长度。例11.6在例11.5中按字符一个一个的读取，效率比较低，现在应用BufferedWriter类来优化它，每次读取若干个字符。,字符缓冲流BufferedReader类和BufferedWriter类(续),随机读写文件,RandomAccessFile类创建的流与前面的输入输出流不同，RandomAccessFile类独立于字节流和字符流体系之外，不具有字节流和字符流的任何特性，它直接继承自Java的基类Object。RandomAccessFile类有两个构造方法。RandomAccessFile（Stringname,Stringmode）：参数name用来确定一个文件名，给出创建的流的源，也可以是目的地。参数mode用来决定创建流对文件的访问权限，其值可以取r（只读）或者rw（可读写）。注意没有只写方式(w)。RandomAccessFile（Filefile,Stringmode）：参数file是一个File对象，给出创建流的源，也可以是目的地。参数mode与前面的含义是一致的。,RandomAccessFile类常用方法,例11.7应用类RandomAccessFile编写程序，实现将两个磁盘文件input1.txt和input2.txt中的内容合并，并显示在屏幕上。,importjava.io.*;publicclassEx11_7publicstaticvoidmain(Stringargs)Strings=;tryRandomAccessFilef1=newRandomAccessFile(c:/input1.txt,rw);RandomAccessFilef2=newRandomAccessFile(c:/input2.txt,rw);s=f1.readLine()+f2.readLine();charc=s.toCharArray();for(inti=0;is.length();i+)System.out.print(ci);System.out.println();catch(Exceptione),importjava.awt.*;importjava.awt.event.*;importjava.io.*;publicclassEx11_8extendsWindowAdapterimplementsActionListenerFramef;Buttonbtn;TextAreata;StringfileName;publicstaticvoidmain(Stringargv)newEx11_8(output.txt);publicEx11_8(StringfileName)this.fileName=fileName;f=newFrame(fileName);f.addWindowListener(this);btn=newButton(保存文件);btn.addActionListener(this);ta=newTextArea(10,40);f.add(ta,BorderLayout.CENTER);f.add(btn,BorderLayout.SOUTH);f.pack();f.setVisible(true);,实例1,publicvoidactionPerformed(ActionEvente)tryFileOutputStreamfout=newFileOutputStream(fileName);bytebuf=ta.getText().getBytes();fout.write(buf);fout.close()