第16讲 流式输入输出和文件操作)

Java语言概述,1,第十六讲输入输出系统和文件处理,西亚斯学院计算机系姜斌2014年,Java语言概述,2,主要内容,Java输入输出的类库，流的概念基于标准输入输出的IO操作文件读写及随机访问Java的文件管理,一、Java输入输出的类库，流的概念,流的概念(Stream),流(Stream)是指计算机各部件之间的数据流动。按照数据的传输方向，流可分为输入流与输出流，从流的内容上划分，流分为字符流和字节流。输入输出流数据流分为输入流和输出流两大类。数据流是Java程序发送和接收数据的一个通道，通常应用程序中使用输入流读出数据，输出流写入数据，就好像数据流入到程序或从程序中流出。,Java语言概述,4,流输入输出的图示,以“程序”为参照，进行输入输出,程序,输入（input）,输出（output）,文件/键盘/显示器等,Java语言概述,6,流式输入输出的应用,在Java中，应用程序所需要读入的数据和写出的数据是通过I/O操作实现的。这些读写数据的源或目的包括文件、内存、网络连接等，其中，最常用的是文件。关于处理流式输入输出的类放置在Java.io包下的。,Java语言概述,7,输入输出流的类别,Java中的输入输出流可以分为两大类：输入流和输出流。输入流是能够读取字节的对象，而输出流是能够写字节序列的对象。最初设计的输入输出类是面向字节流的，即能够支持8位的字节流，分别由派生自抽象类InputStream和OutputStream的类层次来表示。但是随着对国际化支持的需求出现，面向字节的流不能很好地处理使用Unicode（每个字符使用两个字节）的数据，因此引入了派生自抽象类Reader和Writer的类层次，用于读写双字节的Unicode字符，而不是单字节字符。,Java语言概述,8,Java输入输出类库继承关系,面向字节流的输入输出类层次关系图,Java语言概述,9,处理Unicode字符的输入输出类层次关系图,Java语言概述,10,三种类型的输入输出类,1字节流：从InputStream和OutputStream派生出来的一系列类。这类流以字节(byte)为基本处理单位。InputStream、OutputStreamFileInputStream、FileOutputStreamPipedInputStream、PipedOutputStreamByteArrayInputStream、ByteArrayOutputStreamFilterInputStream、FilterOutputStreamDataInputStream、DataOutputStreamBufferedInputStream、BufferedOutputStream,Java语言概述,11,2字符流：从Reader和Writer派生出的一系列类，这类流以16位的Unicode码表示的字符为基本处理单位。Reader、WriterInputStreamReader、OutputStreamWriterFileReader、FileWriterCharArrayReader、CharArrayWriterPipedReader、PipedWriterFilterReader、FilterWriterBufferedReader、BufferedWriterStringReader、StringWriter,Java语言概述,12,3对象流ObjectInputStream、ObjectOutputStream4其它帮助类文件处理：File、RandomAccessFile；接口DataInput、DataOutput、ObjectInput、ObjectOutput；,Java语言概述,13,InputStream-字节输入流的主要方法,从流中读取数据：intread();/读取一个字节，返回值为所读的字节intread(byteb);/读取多个字节，放置到字节数组b中，通常读取的字节数量为b的长度，返回值为实际读取的字节的数量intread(byteb,intoff,intlen);/读取len个字节，放置到以下标off开始字节数组b中，返回值为实际读取的字节的数量intavailable();/返回值为流中尚未读取的字节的数量longskip(longn)；/读指针跳过n个字节不读，返回值为实际跳过的字节数量,Java语言概述,14,InputStream,关闭流：close();/流操作完毕后必须关闭使用输入流中的标记：voidmark(intreadlimit);/记录当前读指针所在位置，readlimit表示读指针读出readlimit个字节后所标记的指针位置才失效voidreset();/把读指针重新指向用mark方法所记录的位置booleanmarkSupported();/当前的流是否支持读指针的记录功能,Java语言概述,15,OutputStream-字节输出流的主要方法,输出数据：voidwrite(intb);/往流中写一个字节bvoidwrite(byteb);/往流中写n个字节数组bvoidwrite(byteb,intoff,intlen);/把字节数组b中从下标off开始，长度为len的字节写入流中flush()/刷空输出流，并输出所有被缓存的字节由于某些流支持缓存功能，该方法将把缓存中所有内容强制输出到流中。关闭流：close();/流操作完毕后必须关闭,FileInputStream和FileOutputStream的实例,主要负责完成对本地磁盘文件的顺序输入和输出的InputStream和OutputStream子类；见附书例子10.1和10.2注意对于汉字数据的处理问题！,二、基于标准输入输出的IO操作,Java语言概述,18,回顾：标准输入输出对象,在Java里，还提供了“标准输入流”和“标准错误输出流”，分别对应于System.in和System.err。System.out和System.err已经被封装成PrintStream对象，因此具有强大的输出功能；但是System.in是InputStream的一个子类对象，输入操作功能有限，最好在使用的时候通过其他处理流进行封装处理。见附书例子：例10.4注意：system.in对象不能很好处理中文数据,流的封装处理,为了便于流的处理，Java定义了用于处理功能的处理流，如转换流和缓冲流，它们可以通过封装其他流，来进行流的处理。（类似于现实中大管套小管）,程序,标准输入（System.in）,键盘,字节字符转换,输入缓冲,字节到字符转换流,InputStreamReader，OutputStreamWriter是字符流通向字节流的桥梁，可以在输入和输出时进行字节流到字符流的转换InputStreamReader(InputStreamin)创建使用默认字符集的InputStreamReaderOutputStreamWriter(OutputStreamout)创建使用默认字符编码的OutputStreamWriter,缓冲字符流BufferedReader,从字符输入流中读取文本，缓冲各个字符，从而实现字符、数组和行的高效读取。可以指定缓冲区的大小，或者可使用默认的大小。大多数情况下，默认值就足够大了。BufferedReader(Readerin)创建一个默认大小输入缓冲区的缓冲字符输入流。BufferedReader(Readerin,intsz)创建一个使用指定大小输入缓冲区的缓冲字符输入流。,Java语言概述,23,BufferedReader缓冲流的使用通过建立一个缓冲输入流BufferedReader，就不会每次从流中读取一个字符，而是读取数据块，从而提供读写效率。优势：优化读写，一些方法提供了手动的输入控制。形式上，可以封装不同的流，如：1.BufferedReaderstdin=newBufferedReader(newInputStreamReader(System.in);2.BufferedReaderin=newBufferedReader(newFileReader(“file.txt”);,Java语言概述,24,BufferedWriter类publicvoidnewLine();/可以输出一个新行publicvoidflush();publicvoidclose();,【例9.9】标准输入输出。程序代码见StandardIO.java。运行结果如下：EnterString:abcdeAbcdeEnteranInteger:-12345-12345EnteraDouble:-12345-12345.0,Java语言概述,26,PrintStream,voidprint(Strings)Printastring.打印一个字符串voidprintln()Terminatethecurrentlinebywritingthelineseparatorstring.打印字符串并且输出一个换行符,Java语言概述,27,【例9.10】结构化数据输入输出和数据分隔。程序代码见TokenStandardIO.java。运行结果如下：Thenumber1personEntername,age,salary,married(optional),pleaseseparatefieldsby:张三:25:3000Thenumber2personEntername,age,salary,married(optional),pleaseseparatefieldsby:李四:35:10000:YThenumber3personEntername,age,salary,married(optional),pleaseseparatefieldsby:王大五:30:4000:F,Java语言概述,28,Outputthedataofpeople:Thenumber1personname:张三;age:25;salary:3000.0;married:FThenumber2personname:李四;age:35;salary:10000.0;married:YThenumber3personname:王大五;age:30;salary:4000.0;married:F,Java语言概述,29,三、文件读写类（字符流）,文件是保存在磁盘等二级存储设备上的数据，由记录组成，文件中的一行可以看作是一条记录。对文件的读写和标准输入输出是十分类似的，需要注意的是要采用专门对文件操作的流，并应该在合适的时候关闭流，否则系统资源无法得到释放。对于输出流，如果不执行关闭流的操作，则缓冲区的数据将有可能没有写入文件，造成文件损坏。FileReader文件读入见附书例子10.5,Java语言概述,30,FileWriter文件写出,见附书例子10.6PublicFileWriter(StringfileName);PublicFileWriter(StringfileName,booleanappend);voidwrite(charcbuf)写入字符数组。abstractvoidwrite(charcbuf,intoff,intlen)写入字符数组的某一部分。voidwrite(intc)写入单个字符。voidwrite(Stringstr)写入字符串。,Java语言概述,31,四、Java的文件管理,对于文件或目录的操作，如创建，重命名、删除、列表显示等，需要使用Java的文件管理File类。文件或目录的生成publicFile(Stringpath)；/*如果path是实际存在的路径，则该File对象表示的是目录；如果path是文件名，则该File对象表示的是文件。*/publicFile(Stringpath,Stringname)；/path是路径名，name是文件名publicFile(Filedir,Stringname)；/dir是路径名，name是文件名,Java语言概述,32,文件属性测试booleanexists()；/测试当前File对象所指示的文件是否存在booleancanWrite()；/测试当前文件是否可写booleancanRead()；/测试当前文件是否可读booleanisFile()；/测试当前文件是否是文件（不是目录）booleanisDirectory()；/测试当前文件是否是目录,Java语言概述,33,文件或目录操作普通文件信息和工具booleancreateNewFile();/根据当前对象生成一个由该对象指定的文件longlastModified();/得到文件最近一次修改的时间longlength();/得到文件的长度，以字节为单位booleandelete();/删除当前文件目录操作booleanmkdir();/根据当前对象生成一个由该对象指定的路径Stringlist();/列出当前目录下的文件,Java语言概述,34,【例9.13】文件管理。先在指定目录下创建名为“temp”的子目录，在“temp”目录下创建两个文件：“temp1.txt”、“temp2.txt”，然后列表显示指定目录；重命名“temp1.txt”为“temp.txt”，然后列表显示“temp”目录；删除文件“temp2.txt”，然后列表显示“temp”目录。程序代码见FileDirectory.java。运行命令：E:demojavaFileDirectory,Java语言概述,35,运行结果如下：显示指定目录的内容1.Ppt2.Xls3.DocFileDirectory.javaFileDirectory.classE:demotemptemp1.txttemp2.txt更改文件名后，显示temp子目录的内容temp.txttemp2.txt删除文件后，显示temp子目录的内容temp.txt,Java语言概述,36,File实际上Java抽象数据类型，可以代表一个目录或文件，系统中可能并不存在此文件或路径（exist方法）对实际中不存在的文件和路径无法操作，所以要在之前创建它（createnewFile方法）文件操作和信息是和操作系统相关联的，如果操作系统不同，显示的信息可能也不同对文件的操作可能要抛出IOException异常,Java语言概述,37,小结：,流的概念，输入输出类的分类标准输入输出的IO操作流的封装使用，文件字符流读写Java的文件管理,StringTokenizer类使用参考,Java语言概述,39,StringTokenizer类,另外一个很有用的和字符串相关的类是java.util.StringTokenizer类。这个类用来把一个字符串按照特殊字符分为子串来进行查询和处理。例如，去处理一个字符串”IamlearningJavanow,你可以创建一个stringTokenizer对象把字符值封装，然后返回若干单独的单词来查询和处理。如何使StringTokenizer去识别单独的单词，你可以在创建对象时指定一系列的字符作为分隔符。每一个分隔符是一个字符。分隔符