1.1 什么是IO
生活中,你肯定经历过这样的场景。当你编辑一个文本文件,忘记了ctrl+s
,可能文件就白白编辑了。当你电脑上插入一个U盘,可以把一个视频,拷贝到你的电脑硬盘里。那么数据都是在哪些设备上的呢?键盘、内存、硬盘、外接设备等等。
我们把这种数据的传输,可以看做是一种数据的流动,按照流动的方向,以内存为基准,分为输入input
和输出output
,即流向内存是输入流,流出内存的输出流。
Java中I/O操作主要是指使用java.io
包下的内容,进行输入、输出操作。输入也叫做读取数据,输出也叫做作写出数据。
1.2 IO的分类
根据数据的流向分为:输入流和输出流。
-
输入流 :把数据从
其他设备
上读取到内存
中的流。 -
输出流 :把数据从
内存
中写出到其他设备
上的流。
格局数据的类型分为:字节流和字符流。
-
字节流 :以字节为单位,读写数据的流。
-
字符流 :以字符为单位,读写数据的流。
1.3 IO的流向说明图解
1.4 顶级父类们
输入流 | 输出流 | |
---|---|---|
字节流 | 字节输入流 InputStream | 字节输出流 OutputStream |
字符流 | 字符输入流 Reader | 字符输出流 Writer |
2. 字节流
2.1 一切皆为字节
一切文件数据(文本、图片、视频等)在存储时,都是以二进制数字的形式保存,都一个一个的字节,那么传输时一样如此。所以,字节流可以传输任意文件数据。在操作流的时候,我们要时刻明确,无论使用什么样的流对象,底层传输的始终为二进制数据。
2.2 字节输出流【OutputStream】
java.io.OutputStream
抽象类是表示字节输出流的所有类的超类,将指定的字节信息写出到目的地。它定义了字节输出流的基本共性功能方法。
-
public void close()
:关闭此输出流并释放与此流相关联的任何系统资源。 -
public void flush()
:刷新此输出流并强制任何缓冲的输出字节被写出。 -
public void write(byte[] b)
:将 b.length字节从指定的字节数组写入此输出流。 -
public void write(byte[] b, int off, int len)
:从指定的字节数组写入 len字节,从偏移量 off开始输出到此输出流。 -
public abstract void write(int b)
:将指定的字节输出流。
小贴士:
close方法,当完成流的操作时,必须调用此方法,释放系统资源。
2.3 FileOutputStream类
OutputStream
有很多子类,我们从最简单的一个子类开始。
java.io.FileOutputStream
类是文件输出流,用于将数据写出到文件。
构造方法
-
public FileOutputStream(File file)
:创建文件输出流以写入由指定的 File对象表示的文件。 -
public FileOutputStream(String name)
: 创建文件输出流以指定的名称写入文件。
当你创建一个流对象时,必须传入一个文件路径。该路径下,如果没有这个文件,会创建该文件。如果有这个文件,会清空这个文件的数据。
-
构造举例,代码如下:
public class FileOutputStreamConstructor throws IOException {public static void main(String[] args) {// 使用File对象创建流对象File file = new File("a.txt");FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file);// 使用文件名称创建流对象FileOutputStream fos = new FileOutputStream("b.txt");}
}
写出字节数据
-
写出字节:
write(int b)
方法,每次可以写出一个字节数据,代码使用演示:
public class FOSWrite {public static void main(String[] args) throws IOException {// 使用文件名称创建流对象FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos.txt"); // 写出数据fos.write(97); // 写出第1个字节fos.write(98); // 写出第2个字节fos.write(99); // 写出第3个字节// 关闭资源fos.close();}
}
输出结果: abc
小贴士:
虽然参数为int类型四个字节,但是只会保留一个字节的信息写出。
流操作完毕后,必须释放系统资源,调用close方法,千万记得。
-
写出字节数组:
write(byte[] b)
,每次可以写出数组中的数据,代码使用演示:
public class FOSWrite {public static void main(String[] args) throws IOException {// 使用文件名称创建流对象FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos.txt"); // 字符串转换为字节数组byte[] b = "黑马程序员".getBytes();// 写出字节数组数据fos.write(b);// 关闭资源fos.close();}
}
输出结果: 黑马程序员
-
写出指定长度字节数组:
write(byte[] b, int off, int len)
,每次写出从off索引开始,len个字节,代码使用演示:
public class FOSWrite {public static void main(String[] args) throws IOException {// 使用文件名称创建流对象FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos.txt"); // 字符串转换为字节数组byte[] b = "abcde".getBytes();// 写出从索引2开始,2个字节。索引2是c,两个字节,也就是cd。fos.write(b,2,2);// 关闭资源fos.close();}
}
输出结果: cd
数据追加续写
经过以上的演示,每次程序运行,创建输出流对象,都会清空目标文件中的数据。如何保留目标文件中数据,还能继续添加新数据呢?
-
public FileOutputStream(File file, boolean append)
: 创建文件输出流以写入由指定的 File对象表示的文件。 -
public FileOutputStream(String name, boolean append)
: 创建文件输出流以指定的名称写入文件。
这两个构造方法,参数中都需要传入一个boolean类型的值,true
表示追加数据,false
表示清空原有数据。这样创建的输出流对象,就可以指定是否追加续写了,代码使用演示:
public class FOSWrite {public static void main(String[] args) throws IOException {// 使用文件名称创建流对象FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos.txt",true); // 字符串转换为字节数组byte[] b = "abcde".getBytes();// 写出从索引2开始,2个字节。索引2是c,两个字节,也就是cd。fos.write(b);// 关闭资源fos.close();}
}
文件操作前:cd 文件操作后:cdabcde
写出换行
Windows系统里,换行符号是\r\n
。把
以指定是否追加续写了,代码使用演示:
public class FOSWrite {public static void main(String[] args) throws IOException {// 使用文件名称创建流对象FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos.txt"); // 定义字节数组byte[] words = {97,98,99,100,101};// 遍历数组for (int i = 0; i < words.length; i++) {// 写出一个字节fos.write(words[i]);// 写出一个换行, 换行符号转成数组写出fos.write("\r\n".getBytes());}// 关闭资源fos.close();}
}
输出结果: a b c d e
回车符
\r
和换行符\n
:
回车符:回到一行的开头(return)。
换行符:下一行(newline)。
系统中的换行:
Windows系统里,每行结尾是
回车+换行
,即\r\n
;Unix系统里,每行结尾只有
换行
,即\n
;Mac系统里,每行结尾是
回车
,即\r
。从 Mac OS X开始与Linux统一。
2.4 字节输入流【InputStream】
java.io.InputStream
抽象类是表示字节输入流的所有类的超类,可以读取字节信息到内存中。它定义了字节输入流的基本共性功能方法。
-
public void close()
:关闭此输入流并释放与此流相关联的任何系统资源。 -
public abstract int read()
: 从输入流读取数据的下一个字节。 -
public int read(byte[] b)
: 从输入流中读取一些字节数,并将它们存储到字节数组 b中 。
小贴士:
close方法,当完成流的操作时,必须调用此方法,释放系统资源。
2.5 FileInputStream类
java.io.FileInputStream
类是文件输入流,从文件中读取字节。
构造方法
-
FileInputStream(File file)
: 通过打开与实际文件的连接来创建一个 FileInputStream ,该文件由文件系统中的 File对象 file命名。 -
FileInputStream(String name)
: 通过打开与实际文件的连接来创建一个 FileInputStream ,该文件由文件系统中的路径名 name命名。
当你创建一个流对象时,必须传入一个文件路径。该路径下,如果没有该文件,会抛出FileNotFoundException
。
-
构造举例,代码如下:
public class FileInputStreamConstructor throws IOException{public static void main(String[] args) {// 使用File对象创建流对象File file = new File("a.txt");FileInputStream fos = new FileInputStream(file);// 使用文件名称创建流对象FileInputStream fos = new FileInputStream("b.txt");}
}
读取字节数据
-
读取字节:
read
方法,每次可以读取一个字节的数据,提升为int类型,读取到文件末尾,返回-1
,代码使用演示:
public class FISRead {public static void main(String[] args) throws IOException{// 使用文件名称创建流对象FileInputStream fis = new FileInputStream("read.txt");// 读取数据,返回一个字节int read = fis.read();System.out.println((char) read);read = fis.read();System.out.println((char) read);read = fis.read();System.out.println((char) read);read = fis.read();System.out.println((char) read);read = fis.read();System.out.println((char) read);// 读取到末尾,返回-1read = fis.read();System.out.println( read);// 关闭资源fis.close();}
}
输出结果: a b c d e -1
循环改进读取方式,代码使用演示:
public class FISRead {public static void main(String[] args) throws IOException{// 使用文件名称创建流对象FileInputStream fis = new FileInputStream("read.txt");// 定义变量,保存数据int b ;// 循环读取while ((b = fis.read())!=-1) {System.out.println((char)b);}// 关闭资源fis.close();}
}
输出结果: a b c d e
小贴士:
虽然读取了一个字节,但是会自动提升为int类型。
流操作完毕后,必须释放系统资源,调用close方法,千万记得。
-
使用字节数组读取:
read(byte[] b)
,每次读取b的长度个字节到数组中,返回读取到的有效字节个数,读取到末尾时,返回-1
,代码使用演示:
public class FISRead {public static void main(String[] args) throws IOException{// 使用文件名称创建流对象.FileInputStream fis = new FileInputStream("read.txt"); // 文件中为abcde// 定义变量,作为有效个数int len ;// 定义字节数组,作为装字节数据的容器 byte[] b = new byte[2];// 循环读取while (( len= fis.read(b))!=-1) {// 每次读取后,把数组变成字符串打印System.out.println(new String(b));}// 关闭资源fis.close();}
}
输出结果: ab cd ed
错误数据d
,是由于最后一次读取时,只读取一个字节e
,数组中,上次读取的数据没有被完全替换,所以要通过len
,获取有效的字节,代码使用演示:
public class FISRead {public static void main(String[] args) throws IOException{// 使用文件名称创建流对象.FileInputStream fis = new FileInputStream("read.txt"); // 文件中为abcde// 定义变量,作为有效个数int len ;// 定义字节数组,作为装字节数据的容器 byte[] b = new byte[2];// 循环读取while (( len= fis.read(b))!=-1) {// 每次读取后,把数组的有效字节部分,变成字符串打印System.out.println(new String(b,0,len));// len 每次读取的有效字节个数}// 关闭资源fis.close();}
}
输出结果: ab cd e
小贴士:
使用数组读取,每次读取多个字节,减少了系统间的IO操作次数,从而提高了读写的效率,建议开发中使用。
2.6 字节流练习:图片复制
复制原理图解
案例实现
复制图片文件,代码使用演示:
public class Copy {public static void main(String[] args) throws IOException {// 1.创建流对象// 1.1 指定数据源FileInputStream fis = new FileInputStream("D:\\test.jpg");// 1.2 指定目的地FileOutputStream fos = new FileOutputStream("test_copy.jpg");
// 2.读写数据// 2.1 定义数组byte[] b = new byte[1024];// 2.2 定义长度int len;// 2.3 循环读取while ((len = fis.read(b))!=-1) {// 2.4 写出数据fos.write(b, 0 , len);}
// 3.关闭资源fos.close();fis.close();}
}
小贴士:
流的关闭原则:先开后关,后开先关。