Java数据流教学课件

第11章Java数据流

［内容提要］

大部分程序都需要数据的输入和输出，

从键盘读取数据，

向文件写入数据或从文件获取数据，

将数据通过打印机打印出来，

通过网络进行信息交换

本章介绍Java标准程序库中各种处理I/O操作的类

的用途及使用方法。

第1节输入/输出概念

一、流的概述

Java使用流(stream)来执行输入输出(I/O)

的功能)流是一种数据的源头和目的之

间的通信途径。

用于读入数据称为输入流(inputstream),

用于写出数据称为输出流(outputstream)o

当像用流时需要使用java.io包，因此在涉及数

据流操作的程序中都要先导入java.io包：

importjava.io.*;

二、I/O类层次结构

Java提供超过60个不同的流类型，这些流

类包含在上面提到的java.io包中,

四个基本的抽象类：

Inputstream、Outputstream、Reader和

Writero

你不能创建这四个类型的对象，但是其他

的方法的返回值可以是他们

InputStrearn

File

Outputstream

RandomAccessFile

Reader

StreaniTokemzer

Writer

图11-1定义在java,io包中的流结构

三、标准输入输出

在System类中有三个静态域System,in、

System,out和System,err。

可以在标准位置使用这三个系统流进行I/O操作O

publicstaticInputstreamin

读取字符数据的标准输入流。

publicstaticPrintstreamout

显示或打印输出信息的标准输出流

publicstaticPrintstreamerr

输出错误信息的标准错误流。

importjava.io.“一八，入，入]、、,一

publicclasslODemo{例11-1：标准输入输出举例

publicstaticvoidmain(Stringargs[])throwsIOException{

intb;

intcount=0;

//循环利用Sys比m.in钱收.输入存入b,在用Systern.out.输出b

〃如果遇到文件结束则终止循环

while((b=System.in.read())!=-1){

count4-F；

System.out.print((char)b);

}

Sysrem.out.println();

System,out.printin(rrprogramendrr);

!)

程序运行如下：

输入：a,b,c,d输出：a,b,c,d

输入：AZ(注：输入复合键CTRL-Z)输出：programend

第2节文件的顺序访问

一、字节流

字节流是用来读写8位的数据，由于不会对数据

作任何转换，因此可以用来处理二进制的数据。

（一）、Outputstream

（二）、Inputstream

（三）、FilelnputStream和FileOutputStream

（四）、ByteArraylnputStream^ByteArrayOutputStream

（五）、BufferedlnputStream^BufferedOutputStream

Inputstream输入流输出流的类继承关系

FilelnputStream

Outputstream

StringBufiferlnputStream

ByteArraylnputStreamFileOutputStream

SequencelnputStreamByteArrayOutputStream

PipedlnputStreamPipedOutputStream

FilterlnputStreamFilterOutputStream

BufferedlnputStreamBuflferedOutputStream

LineNumberlnputStreamPrintstream

DatalnputStreamDataOutputStream

PushbacklnputStream

(—0、Outputstream

Outputstream为所有的字节流输出流的父类，因

尼所有源自于它的类也会继承下列的方法：

voidwrite(intb):写入一个字节的数据。

voidwrite(byte[]buttfer):讲数组buffer的数据写

入流。

voidwrite(byte[]9intoffsetintlen):从buffer[offset]

开始，写入len个字节的数据。

voidflush():强制将buffer内的数据写入流。

voidclose():关闭流。

(二)、Inputstream

InputStream为所有的字节输入流的父类，因此

所宥痈于它的类也会继承下列的方法：

intread。:读入一个字节的数据，如果已达到文

件的末端，返回值为-L

intread(byte[]buffer):读出buffer大小的数据，

返回值为实际所读由的字节。

intread(byte[]bufferJntoffsetjntlen):臀读出的

数据从buffer[offset]开始,写入len个字节至

bufferf,返回值为实际所读出的字节数目。

intavailable():返回流内可供读取的字节数目。

longskip(longn):跳过n个字节的数据，返回值

为实像所述过的数据数。

voidclose():关闭流。

(三)、FilelnputStream^FileOutputStream

FilelnputStream用来读取一个文件,FileOutPutStream用

来修数据写入文件。

常用的构造函数如下：

FileInputStream(Stringname):打开文件name用来读取

数据。

FileInputStream(Filefile):打开文件行le用来读取数据。

FileOutputStream(Stringname):打开文件name用来写入

数据。

FileOutputStream(Filefile):打开文件行le用来写入数据。

FileOutputStream(Stringname,Booleanappend):孑丁开文

件name用来写入数据，若append为true,贝I写入的数据

会加到原有文件后面，否则，覆盖原有的文件。

将FileExam.java复制为FileExam.java.bako

1）程序首先打开FileExam.java文件，

2）使用read。将其内容逐字节读取出来（如果

返回值为则表明已到达文件尾端），

3）再使用write。将读出的字节逐一写入另一个

文件FileExam.java.bak中。

4）若文件无法打开（例如FileExam.java不存在）

或无法生成（FileExam.java.bak），会抛出

FileNotFoundException异常，若读写出错，

则会抛出lOException异常。

5）最后，我们在finally中关闭文件。

importjava..io.*;

publicclassFllelO(例例

pijJblicstaticvoidm.a.in(StringargsC]){・2

FilelnpiAtLSt-reaiiLinFile=null;

FileOu.tputLStreanaou.tFile=null;FilelO.java

try£//打开"FilaExaia.3ava"由次读取数据

inFile=neuFilelnpucStreaia(,TFileExaixi.iaT?a,r);

//4T5FFrrFileExam.java.bakrr用本与_A数据.

ou.t.F±le=newFileOxitpucStizeaiii(,rFi±i=!E:":；iiu.java.ba.kr,);

inndate;

while((date=inFile.read())•=一[){//从原文件1立取字干

//■次向目标文件耳人一个字干

o\itFile.write(date);

1)

cat.cli(FlieNotFoiAiiclExcepcione)(//处理立件不存在诘;况

System.out;,printIn(e.gemessage());

}

cacch(IOExceptione){//处理工。号常

Syscem.out.println(e.getMessage());

)

fInal1丫{//亳后的清理工作

//关闭、源文件

if(inFile•=nnll)<

3丫{inFile.close();}

catcH(IOExceptione){}

)

if(ont.File!=nu[[){//关闭目*示文件

trY(o\j.tFile.closeQ;}

catLCti(IOExcep11one)()

>}))

(J)、ByteArraylnputStream^

ByteArrayOutputStream

1）使用这两个流类可以将数据转换到一个数据类型为字

节类型的数组（bytearray）中,

2）ByteArraylnputStream^ByteArrayOutputStream^f-

没有牵涉到真正的文件，他们使用内存（一个流缓冲

区）作为I/O流的源头及目的。

3）ByteArrayInputstream用来从一个流缓冲区（字节数

组）中读入数据，

4）ByteArrayOutputStream用来将数据转换至一个流缓

冲区中

5）由于流对象的内容存放在内存中，所以可提供较快的

操作。

常用的构造函数如下：

ByteArrayInputStream(byte[]buffer):生成一个手节数组的

输入流，并指定一个字节数组buffer为此输入流的流缓冲区。

ByteArrayOutputStream():生成一个字节数组的输出流，其

缓冲区的默认初始大小为32字节，若有需要，缓冲区的大小

会随之增加。

ByteArrayOutputStream(intsize):同上,但分配size字节的初

始大小给此缓冲区。

ByteArrayOutputStream的一些常用方法：

intsize():返回此流缓冲区的大小。

byte[]toByteArray():生成一个新的字节数组,并将流的内

容复制到此字节数组。

StringtoString():I导流的内容转换为String对象。

下面程序读入文件data.in,将其内容写入内存中(一个字节数

组)，接着转换为String对象，并将1该String对象内的令牌

解析出来。

importjava.io.*;

importjava.util.*;

publicclassByteI0(例11・3BytelO.java

publicstaticvoidmain(String[]args){

FileinFile=newFile("data,in");//田明源文件

FileinputscrearninData=newFilelnputStreamfinFile);

ByteArrayOutputStreamdataArray=newByteArrayOutputStreaii();

intdata;

while((data=inData.read())!=-1){

dataArray.vrite(data);

)

inData.close()；

StringdataStr=dalaArray.coString。；〃将字节数.组转换成字符串

〃解析String对象内的令牌

StringTokenizertokens=newStrmgTokeiuzer(dataStr);

while(tokens.hasMoreTokens()){

Systeia.out.printin(tokens,nextToken());

}}

catch(IOExcep11one){

Systeiu.out.printin(e.getMessage());

}))

若输入数据（data.in中的数据）如下:

Aa00001926995

Bb00002779296

则程序输出如下：

Aa

00001

92

69

95

Bb

00002

77

92

96

（五）、BufferedlnputStream^

BufferedOutputStream

有时候我们在处理来自输入流的数据时，希望能够

重设流并回到较靠前的位置。

这需要使用缓冲来实现，通过使用

BufferedlnputStream^：，可以利用mark和reset方

法在缓冲的输入流中往回移动；

同时，通过使用BufferedOutputStream类，可以先

将输出写到内存缓冲区，再使用flush方法将数据

写入磁盘，而不必每输出-一个字节就向磁盘中写

一次数据。

1.BufferedlnputStream^：的构造函数和方法

•BufferedInputStream(InputStreamin):构造一个

BufferedlnputStream。

•BufferedInputStream(InputStreamin,intsize):构造一个

具有给定的缓冲区大力、BufferedlnputStreamo

•intavailable():得到可以从这个输入流读取的字节数。

•voidclose():关闭流。

•voidmark(intreadlimit):在这个输入流的当前位置做标记。

•booleanmarkSupported():检查这个输入流是否支持mark

和reset方法。

•intread():读取数据的下一个字节。

•intread(byte[]b,intoff,intlen):从这个字节输入流的给

定偏移量处开始读取字节，存储到给定的字节数组。

•voidreset():将缓冲区重新设置到加标记的位置。

•longskip(longn):跳过n个字节的数据。

2.BufferedOutputStream类的构造函数和方法:

•BufferedOutputStream(OutputStreamout):构造一个

BufferedOutputStream。

•BufferedOutputStream(OutputStreamout,intsize):构

造一个具有给定的缓冲区大小的

BufferedOutputStream。

•voidflush():刷新这个流。

•voidwrite(byte[]b,intoff,intlen):将给定的字节数组

写到这个缓冲输出流。

•voidwrite(intb):将给定的字节写到这个缓冲输出流。

下面我们通过一个例子来演示BufferedlnputStream类的

作用，程序读取并显示字节数组中的字符，当遇

至十％，字符时，如果和下一个，％，字符之间的字符

没有空格，则两个，％，之间的字符不显示：

importjava.io.*;

classbufinstrearns{

publicstaticvoidmain(Sttmaargs[])tiirowslOExcept.ion{

〃定义数据诲

bytedata口="Thisisatestofbuffervorreams.与匚口因口它11七二二”・9已七3¥七23();

BYteArraylnputStreamin=newByteArraylnput.Streaik(data);

BufferedlnputStreambufinstream=newBufferedlnput.Stream(in);

intcharacter;booleanflag=false;

while((character=bufinstream.read())•=-1){

switch(character){

caseT':例U・4

if(flag){〃第二个

flag=false;

}else{//第一个bufinstreams.java

flag=true;

bufinstream.mark(100);//力口标)己

break;

case,1:运行结果:

if(flag)(//3

flagI

SystJThisisatestofbuffer#Streams

〃将4

bufirf

)else

Syst.em.out.print((char)character);

break;

default:

if(!flag)System.out..print((char)character);

)1))

二、字符流

尽管字节流更快更高效，但是人们读起来十分困

难（因为是二进制）。

接下来我们讲述文本格式的输入输出，即字符流。

字符流主要是用来支持Unicode的文字内容，绝

大多数在字节流中所提供的类，都有相对应的

字符流的类。

ReaderWriter

BufferedReaderPrintWriter

BufferedWriter

InputStreamReader

OutputStreamWriter

FileReader

FileWriter

()、Reader和Writer

Reader是所有输入字符流的基类,Writer

是所有输出字符流的基类。

你可以使用从这两个类派生出的类来读写

字符流，这两个类常用的方法与

Inputstream>Outputstream相类似,区

别在于参数内的byte[]需要改为char

（二）、InputStreamReader和

OutputStreamWriter

为了从键盘读取按键,常常从System.iii构

造一个InputStreamReader流）然后使用

InputStreamReader^：的read方法读取用

户输入的内容。

而OutputStreamWriter与

InputStreamReader相对）支持输出流。

1.InputStreamReader^：的构造函数和方法：

•InputStreamReader(InputStreamin):构造一个

InputStreamReader。

•InputStreamReader(InputStreamin,Stringenc):

使用命名的字符编玛构造一个InputStreamReader。

•voidclose():关闭流。

•StringgetEncoding():得到字符编码的名称。

•intread():读取一个字符。

•intread(char[]cbuf,intoff,intlen):将字符读到

数组工

•booleanready():如果这个流已准备好，返回

True。

2.OutputStreamWriter类的构造函数和方法：

•OutputStreamWriter(OutputStreamout):构造一个

OutputStreamWritero

•OutputStreamyVriter(OutputStreamout,Stringenc):使

用命名的字符编码构造一个OutputStreamWriter。

•voidclose():关闭流。

•voidflush():刷新流。

•StringgetEncoding():得到这个流使用的字符编码的名称。

•voidwrite(char[]cbuf,intoff,intlen):写字符数组的一部

分。

•voidwrite(intc):写一个字符。

•voidwrite(Stringstr,intoff,intlen):写一个字符串的一部

分。

下面的程序利用InputStreamReader从键盘接受输入，再将输

入的字符显示出来：

inputstreamreader.java

importjava.io.*;

classinputstreamreader{

publicstaticvoidmam(Stringargs[]){例11-5

try1、

intcharacter;

InputstreaioP.eaderinstreaiaread=newInputStLeanF'.eader(System,in);

/Inputs(口reainReader以字符形式序取输入

while((character=instreamread.read())1=-1){

Ystem.out.print((char)character);

catch(lOExcepnone)()

J

System,out.print(rrBye,r);

犷……八….一•

程序运行结果如下:

输入：a,bqd输出:a9b9c9d

输入：1,2,3,4输出：1,2,3,4

输入：AZ输出：Bye

(三)、FileReader

你可以使用FileReader类创建一个字符流来读取

一个文件，FileReader类只具有女

InputStreamReader继承的功能，但是它有自

己的构造函数：

•FileReader(Filefile):构造一个FileReader。

•FileReader(FileDescriptorfd):从一个文件描

述符构造一个FileReader。

•FileReader(Stringfilename):从一个文件名构

造一个FileReader。

在下面的例子中，我们打开一个文件file.txt(内容

为："Hellofromfile”),将文件的内容读到缓冲

区，然后显示数据：

fileread.java

importjava.io.*;例11-6

publicclassfileread{

publicstaticvoidmam(Stringargs[])throwsException

FileReaderfileread=newFileReadertxtH);

chardata[]=newchar[1024];

intcharsread=fileread.read(data);

System.out.printin(newString(data,0,charsread));

fileread,close();

)}

程序运行结果如下:

Hellofromfile

(四)、FileWriter

FileWriter与FileReader对应，用来将1字符缓冲区中的数

据写到文件中。这个类也只定义了构造函数，此外只

具宥灰OutputStreamWriter继承的功能。

•FileWriter(Filefile):从File对象构造一个FileWriter。

•FileWriter(FileDescriptorfd):从文件描述符构造一

个FileWriter。

•FileWriter(Stringfilename):从文件名构造一个

FileWritero

•FileWriter(Stringfilename,booleanappend):构造一进

行附加的FileWriter。

在下面例子中，我们分别采用三种方式：逐字符地写数

据、一次写入所有数据、分批写数据，使用FileWriter:

filewrite.java

importjava.io.*;例11-7

publicclassfilewrite{

publicstaticvoidmain(String[]args)throwsExceptionf

,,1

chardata口={'T»zh,,s/'/a'z

11111

•zo*,1f•,1'z*e'z'x'z,1.1);

FileWriterfilewriterl=newFilelJritertxtrr);

〃逐字符地写数据

for(intloop_index=0;loop_index<data.length;loop_index-H-){

fileuriterl.write(data[1oop_index]);

}一

FileWriterfilevriterZ=newFileUnter(rrfile2.;

〃一次写入所有敏据

fileuriter2.write(data);

FileUriterfileuriter3=newFileUriter(file3.txt^);

门分批写人数据程序执行后：

filevriter3.write(data,5

filewriterl.close();gel.txt和file2.txt的内容为:

fileuriter2.close();Thisisastringoftext.

filewriter3.close();

))me3.txt的内容为：isastrin

（五）、CharArrayReader^CharArrayWriter

1.CharArrayReader类的构造函数和方法如下：

•CharArrayReader(char[]buf):从给定的字符数组构造一个

CharArrayReader。

•CharArrayReader(char[]buf,intoffset,intlength):同上。

•voidclose():关闭流。

•voidmark(intreadAheadLimit):在流中的当前位置加标记。

•booleanmarkSupported():如臬这个流支持mark操作，那么

返回True。

•intread():读取一个字符。

•intread(char[]b,intoff,intlen):4寻字符读人数组的一部分。

•booleanready():检查这个流是否已经准备好被读取。

•voidreset():将流重设到最近的标记。

•longskip(longn):跳过n个字符。

•CharArrayWriter():构造一个CharArrayWriter。

•CharArrayWriter(intinitialSize):构造一个具有给定初始大小

的CharArrayWritero

•voidclose():关闭流。

•voidflush():刷新流。

•voidreset():重设流。

•intsize():得到缓冲区的当前大小。

•char[]toCharArray():得到输入数据的副本。

•StringtoString():4寻输入数据转换为字符串。

•voidwrite(char[]c,intoff,intlen):将字符写到缓冲区中。

•voidwrite(intc):羽1一个字符写到缓冲区中。

•voidwrite(Stringstr,intoff,intlen):4寻字符串的一部分写到缓

冲区中。

•voidwriteTo(Writerout):4等缓冲区的内容写到另一个字符流

中。

chararrayreader.java

importjava.io.*;例

publicclasschararrayreader{11-8

publicstaticvoidmain(Stringargs[])throwslOException{

chardata[]={*T1'h111',1s1'lull's'/'Ja',

1/叫

,、tJI,

CharArrayReaderchararrayreader=newCharArrayReader(data);

intcharacter;

while((character=chararrayreader.read()),=-1){

}}.}System.out.print—((char—)character);

程序运行结果为:

Thisisastringoftext.

第3节文件的随机访问

前面所提及的流都是顺序的I/O流，无法随

机的读写文件的某个位置，如果需要对

文件进行随机的访问，必须使用

RandomAccessFile类）其常用的构造函

数如下：

•RandomAccessFile(Filefile,Stringmode):构造一个随机访

问文件流，行能为被访问的文作好象，mode是用来指定存

取的模式，mode可改为r(读)、w(写)或rw(读写)。

•RandomAccessFile(Stringname.Stringmode):构造一个随

机访问文件流，以彳更访商由字符串name指定名字的文件，

mode参数使用同上。

•RandomAccessFile类提供的用来读取某种基本数据类型的

数据或字符串的方法如下：

•booleanreadBoolean()

•bytereadByte()

•charreadChar()

•doublereadDouble()

•floatreadFloat()

•intreadlnt()

•longreadLong()

•shortreadShort()

•StringreadLineQ

•RandomAccessFile类提供的用来向文件中写入

某种基本类型的数据或字符串的方法如下：

•voidwriteByte(byteb)

•voidwriteBytes(Strings)

•voidwriteChar(charc)

•voidwriteChars(Strings)

•voidwriteDouble(doubled)

•voidwriteFloat(floatf)

•voidwritelnt(inti)

•voidwriteLong(long1)

•voidwriteShort(shorts)

­和目前文件位置有关的方法：

•voidseek（longpos）:将文件指针移到

pos（不可为负）的位置）这是相对于文

彳牛的初始位置的值（初始值为0）。

•longgetFilePointer（）:得至U目前文件指

针的位置（相对于文件初始位置）。

•longlengthQ:得至文件的长度。

第4节目录和文件管理

File类是一个和流无关的类。

File对象可以用来生成与文件（及其所在的路径）

或目录结构相关的对象，

由于不同的系统可能会有不同的目录结构表示法,

使用File类可以达到与系统无关的目的（使用抽

象的路径表示法）。

类java.io.File提供了获得文件基本信息及操作文

件的一些方法。

File类的构造函数：

File(Stringpath):将一个代表路径的字符串转换为抽象的

路径表示法。

File(Stringparent,Stringchild):parent代表目录，child

代表文件(不可为空)。

File(Fileparent,Stringchild):同上。

例如：

FilemyFile;

myFile=newFile("行le.txt")；

或

myFile=newFile("/","file,txt");

或

FilemyDir=newFile("/")；

myFile=newFile(myDir,wfile.txf?);

使用何种构造函数经常由其他被访问的文

件对象来决定。

例如,

当在应用程序中只用到一个文件时，那么

使用第一种构造函数最为实用；

但是如果使用了一个共同目录下的几个文

件，则使用第二种或第三种构造函数会

更方便。

File类一些常用的方法

•booleanexists():若该文件或目录存在，返回True。

•booleanisDirectory():若为目录则返回True。

•File[]listFiles():得前该对象所代表的目录下的File对象数组。

•String[]list():同上。

•longlength。：得到和该对象相关的文件大小,若不存在,返回

Oo

•StringtoString():得到抽象路径表示法。

•StringgetParent():得到抽象路径表示法的目录部分。

•StringgetName():得到抽象路径表示法的最后一个部分。

•booleanrenameTo(FilenewName):^当前File对象所代表的路

径名改为newName所代表的路径名。若成功，返回true。

•booleanmkdir():生成一个新的目录。若成功，返回True。

•booleanmkdirs():生成一个新的目录，包含子目录。若成功，

返回true。

•booleandelete():删除目前File对象代表的文件或目录，目录需

为空。删除成功，返回true。

importjava.io.*;

classfile(

publicstaticvoidnain(5tring[]args){

Filefl=newFile(rftile.t>:tff);例11・9

System,out.printin("Tiefileisexist?rr+fl.exists());

5ysteia.out.println(,rTlietilecanwrite?r,+fl.canUrite());

System,out.printin(r,Tliefilecanread?rr+fl.canRead());

System,out.printin(nTliefile1程序运行结果如下：

System,out.printin(n，HiefileiThefileisexist?true

System,out.printin(rrThefile1：Thefilecanwrite?true

rr1

System,out.printin(Thefile：Thefilecanread?true

Systeia.out.printin("Thefile'sThefileisafile?true

})Thefileisadirectory?false

The行Ie'snameis:file.txt

Thefile!sallpathis:C:\Java\file.txt

Thefile'slengthis15

第5节其他常用的流处理

一、管道流

管道(pipe)提供一种线程之间的通信方法，可用

于IPCQnter-ProcessCommunication进程间通

信)或是ITC(Inter・ThreadCommunication线

程间通信)，但不能够在不同主机间进行通信。

一个输入管道是用来接收一个输出管道所写出的

数据，因此，一个线程会负责送出

(PipedOutputStream对象)数据，而另一个

线程序要负责接收(PipedlnputStream对象)

这些数据，PipedlnputStream和

PipedOutputStream对象总是成对出现的。并

且由于管道的数据流是单向的

(一)、创建一组管道通信可以按照下面步骤进

行(使用无参数的构造函数)

建立输入流：

PipedlnputStreampipedinputstream=

newPipedIn