Java:字符集、IO流 --黑马笔记

一、字符集

1.1 字符集的来历

我们知道计算机是美国人发明的,由于计算机能够处理的数据只能是0和1组成的二进制数据,为了让计算机能够处理字符,于是美国人就把他们会用到的每一个字符进行了编码(所谓编码,就是为一个字符编一个二进制数据)。

美国人常用的字符有英文字母、标点符号、数字以及一些特殊字符,这些字符一共也不到128个,所以他们用1个字节来存储1字符就够了。 美国人把他们用到的字符和字符对应的编码总结成了一张码表,这张码表叫做ASCII码表(也叫ASCII字符集)。

其实计算机只在美国用是没有问题的,但是计算机慢慢的普及到全世界,当普及到中国的时候,在计算机中想要存储中文,那ASCII字符集就不够用了,因为中文太多了,随便数一数也有几万个字符。

于是中国人为了在计算机中存储中文,也编了一个中国人用的字符集叫做GBK字符集,这里面包含2万多个汉字字符,GBK中一个汉字采用两个字节来存储,为了能够显示英文字母,GBK字符集也兼容了ASCII字符集,在GBK字符集中一个字母还是采用一个字节来存储

1.2 汉字和字母的编码特点

讲到这里,可能有同学有这么一个疑问: 如果一个文件中既有中文,也有英文,那计算机怎么知道哪几个字节表示一个汉字,哪几个字节表示一个字母呢?

其实这个问题问当想当有水平,接下来,就带着同学们了解一下,计算机是怎么识别中文和英文的。

比如:在文件中存储一个我a你,底层其实存储的是这样的二进制数据。

需要我们注意汉字和字母的编码特点:

1. 如果是存储字母,采用1个字节来存储,一共8位,其中第1位是0

2. 如果是存储汉字,采用2个字节来存储,一共16位,其中第1位是1

当读取文件中的字符时,通过识别读取到的第1位是0还是1来判断是字母还是汉字

如果读取到第1位是0,就认为是一个字母,此时往后读1个字节。如果读取到第1位是1,就认为是一个汉字,此时往后读2个字节。

1.3 Unicode字符集

咱们国家可以用GBK字符集来表示中国人使用的文字,那世界上还有很多其他的国家,他们也有自己的文字,他们也想要自己国家的文字在计算机中处理,于是其他国家也在搞自己的字符集,就这样全世界搞了上百个字符集,而且各个国家的字符集互不兼容。 这样其实很不利于国际化的交流,可能一个文件在我们国家的电脑上打开好好的,但是在其他国家打开就是乱码了。

为了解决各个国家字符集互不兼容的问题,由国际化标准组织牵头,设计了一套全世界通用的字符集,叫做Unicode字符集。在Unicode字符集中包含了世界上所有国家的文字,一个字符采用4个字节存储。

在Unicode字符集中,采用一个字符4个字节的编码方案,又造成另一个问题:如果是说英语的国家,他们只需要用到26大小写字母,加上一些标点符号就够了,本身一个字节就可以表示完,用4个字节就有点浪费。

于是又对Unicode字符集中的字符进行了重新编码,一共设计了三种编码方案。分别是UTF-32、UTF-16、UTF-8; 其中比较常用的编码方案是UTF-8

下面我们详细介绍一下UTF-8这种编码方案的特点。

1.UTF-8是一种可变长的编码方案,共分为4个长度区
2.英文字母、数字占1个字节兼容(ASCII编码)
3.汉字字符占3个字节
4.极少数字符占4个字节

1.4 字符集小结

最后,我们将前面介绍过的字符集小结一下:

ASCII字符集:《美国信息交换标准代码》,包含英文字母、数字、标点符号、控制字符
    特点:1个字符占1个字节

GBK字符集:中国人自己的字符集,兼容ASCII字符集,还包含2万多个汉字
    特点:1个字母占用1个字节;1个汉字占用2个字节

Unicode字符集:包含世界上所有国家的文字,有三种编码方案,最常用的是UTF-8
    UTF-8编码方案:英文字母、数字占1个字节兼容(ASCII编码)、汉字字符占3个字节

1.5 编码和解码

其实String类中就提供了相应的方法,可以完成编码和解码的操作。

编码:把字符串按照指定的字符集转换为字节数组

解码:把字节数组按照指定的字符集转换为字符串

public class Test {public static void main(String[] args) throws Exception {// 1、编码String data = "a我b";byte[] bytes = data.getBytes(); // 默认是按照平台字符集(UTF-8)进行编码的。System.out.println(Arrays.toString(bytes));// 按照指定字符集进行编码。byte[] bytes1 = data.getBytes("GBK");System.out.println(Arrays.toString(bytes1));// 2、解码String s1 = new String(bytes); // 按照平台默认编码(UTF-8)解码System.out.println(s1);String s2 = new String(bytes1, "GBK");System.out.println(s2);}
}

二、IO流(字节流)

2.1 IO流概述

在前面我们已经学习过File类。但是我们知道File只能操作文件,但是不能操作文件中的内容。我们也学习了字符集,不同的字符集存字符数据的原理是不一样的。有了前面两个知识的基础,接下来我们再学习IO流,就可以对文件中的数据进行操作了。

IO流的作用:就是可以对文件或者网络中的数据进行读、写的操作。

把数据从磁盘、网络中读取到程序中来,用到的是输入流。

把程序中的数据写入磁盘、网络中,用到的是输出流。

简单记:输入流(读数据)、输出流(写数据)。

IO流在Java中有很多种,不同的流来干不同的事情。Java把各种流用不同的类来表示,这些流的继承体系如下图所示:

IO流分为两大派系:
    1.字节流:字节流又分为字节输入流、字节输出流
    2.字符流:字符流由分为字符输入流、字符输出流

2.2 FileInputStream读取一个字节

接下来我们学习字节流中的字节输入流,用InputStream来表示。但是InputStream是抽象类,我们用的是它的子类,叫FileInputStream。

需要用到的方法如下图所示:有构造方法、成员方法

使用FileInputStream读取文件中的字节数据,步骤如下:

第一步:创建FileInputStream文件字节输入流管道,与源文件接通。
第二步:调用read()方法开始读取文件的字节数据。
第三步:调用close()方法释放资源

代码如下:

public class FileInputStreamTest1 {public static void main(String[] args) throws Exception {// 1、创建文件字节输入流管道,与源文件接通。InputStream is = new FileInputStream(("file-io-app\\src\\itheima01.txt"));// 2、开始读取文件的字节数据。// public int read():每次读取一个字节返回,如果没有数据了,返回-1.int b; // 用于记住读取的字节。while ((b = is.read()) != -1){System.out.print((char) b);}//3、流使用完毕之后,必须关闭!释放系统资源!is.close();}
}

这里需要注意一个问题:由于一个中文在UTF-8编码方案中是占3个字节,采用一次读取一个字节的方式,读一个字节就相当于读了1/3个汉字,此时将这个字节转换为字符,是会有乱码的。

2.3 FileInputStream读取多个字节

在上一节我们学习了FileInputStream调用read()方法,可以一次读取一个字节。但是这种读取方式效率太太太太慢了。 为了提高效率,我们可以使用另一个read(byte[] bytes)的重载方法,可以一次读取多个字节,至于一次读多少个字节,就在于你传递的数组有多大。

使用FileInputStream一次读取多个字节的步骤如下:

第一步:创建FileInputStream文件字节输入流管道,与源文件接通。
第二步:调用read(byte[] bytes)方法开始读取文件的字节数据。
第三步:调用close()方法释放资源

代码如下:

public class FileInputStreamTest2 {public static void main(String[] args) throws Exception {// 1、创建一个字节输入流对象代表字节输入流管道与源文件接通。InputStream is = new FileInputStream("file-io-app\\src\\itheima02.txt");// 2、开始读取文件中的字节数据:每次读取多个字节。//  public int read(byte b[]) throws IOException//  每次读取多个字节到字节数组中去,返回读取的字节数量,读取完毕会返回-1.// 3、使用循环改造。byte[] buffer = new byte[3];int len; // 记住每次读取了多少个字节。  abc 66while ((len = is.read(buffer)) != -1){// 注意:读取多少,倒出多少。String rs = new String(buffer, 0 , len);System.out.print(rs);}// 性能得到了明显的提升!!// 这种方案也不能避免读取汉字输出乱码的问题!!is.close(); // 关闭流}
}

需要我们注意的是:read(byte[] bytes)它的返回值,表示当前这一次读取的字节个数。

假设有一个a.txt文件如下:

abcde

每次读取过程如下:

也就是说,并不是每次读取的时候都把数组装满,比如数组是 byte[] bytes = new byte[3];
第一次调用read(bytes)读取了3个字节(分别是97,98,99),并且往数组中存,此时返回值就是3
第二次调用read(bytes)读取了2个字节(分别是99,100),并且往数组中存,此时返回值是2
第三次调用read(bytes)文件中后面已经没有数据了,此时返回值为-1

还需要注意一个问题:采用一次读取多个字节的方式,也是可能有乱码的。因为也有可能读取到半个汉字的情况。

2.4 FileInputStream读取全部字节

我们可以一次性读取文件中的全部字节,然后把全部字节转换为一个字符串,就不会有乱码了。

// 1、一次性读取完文件的全部字节到一个字节数组中去。
// 创建一个字节输入流管道与源文件接通
InputStream is = new FileInputStream("file-io-app\\src\\itheima03.txt");// 2、准备一个字节数组,大小与文件的大小正好一样大。
File f = new File("file-io-app\\src\\itheima03.txt");
long size = f.length();
byte[] buffer = new byte[(int) size];int len = is.read(buffer);
System.out.println(new String(buffer));//3、关闭流
is.close(); 

// 1、一次性读取完文件的全部字节到一个字节数组中去。
// 创建一个字节输入流管道与源文件接通
InputStream is = new FileInputStream("file-io-app\\src\\itheima03.txt");//2、调用方法读取所有字节,返回一个存储所有字节的字节数组。
byte[] buffer = is.readAllBytes();
System.out.println(new String(buffer));//3、关闭流
is.close(); 

最后,还是要注意一个问题:一次读取所有字节虽然可以解决乱码问题,但是文件不能过大,如果文件过大,可能导致内存溢出。

2.5 FileOutputStream写字节

各位同学,前面我们学习了使用FIleInputStream读取文件中的字节数据。然后有同学就迫不及待的想学习往文件中写入数据了。

往文件中写数据需要用到OutputStream下面的一个子类FileOutputStream。写输入的流程如下图所示:

使用FileOutputStream往文件中写数据的步骤如下:

第一步:创建FileOutputStream文件字节输出流管道,与目标文件接通。
第二步:调用wirte()方法往文件中写数据
第三步:调用close()方法释放资源

代码如下:

public class FileOutputStreamTest4 {public static void main(String[] args) throws Exception {// 1、创建一个字节输出流管道与目标文件接通。// 覆盖管道:覆盖之前的数据   这个是写入到开头,会覆盖内容的// OutputStream os =//        new FileOutputStream("file-io-app/src/itheima04out.txt");// 追加数据的管道  若第二个参数为真,则意味着会写入字节到文件的末尾,意味着追加内容,若为假,则是写入字节到文件的开头,意味着是覆盖内容OutputStream os =new FileOutputStream("D:\\code\\javasepro\\helloworld-app\\src\\itheima04out.txt",true);// 2、开始写字节数据出去了os.write(97); // 97就是一个字节,代表aos.write('b'); // 'b'也是一个字节//os.write('磊'); //默认只能写出去一个字节,所以这个汉字会乱码byte[] bytes = "我爱你中国abc".getBytes();os.write(bytes);//我爱你中国abcos.write(bytes, 0, 15);//我爱你中国// 换行符os.write("\r\n".getBytes());   //回车和换行os.close(); // 关闭流}
}

2.6 字节流复制文件

比如:我们要复制一张图片,从磁盘D:/resource/meinv.png的一个位置,复制到C:/data/meinv.png位置。

复制文件的思路如下图所示:

1.需要创建一个FileInputStream流与源文件接通,创建FileOutputStream与目标文件接通
2.然后创建一个数组,使用FileInputStream每次读取一个字节数组的数据,存如数组中
3.然后再使用FileOutputStream把字节数组中的有效元素,写入到目标文件中

public class CopyTest5 {public static void main(String[] args) throws Exception {// 需求:复制照片。// 1、创建一个字节输入流管道与源文件接通InputStream is = new FileInputStream("D:\\resource\\1.jpg");// 2、创建一个字节输出流管道与目标文件接通。OutputStream os = new FileOutputStream("D:\\data\\1.jpg");//System.out.println(10 / 0);  //这里不注释会报异常// 3、创建一个字节数组,负责转移字节数据。byte[] buffer = new byte[1024]; // 1KB.// 4、从字节输入流中读取字节数据,写出去到字节输出流中。读多少写出去多少。int len; // 记住每次读取了多少个字节。while ((len = is.read(buffer)) != -1){os.write(buffer, 0, len);}os.close();is.close();System.out.println("复制完成!!");}
}

三、IO流资源释放

各位同学,前面我们已经学习了字节流,也给同学们强调过,流使用完之后一定要释放资源。但是我们之前的代码并不是很专业。

 我们现在知道这个问题了,那这个问题怎么解决呢? 在JDK7以前,和JDK7以后分别给出了不同的处理方案。

3.1 JDK7以前的资源释放

在JDK7版本以前,我们可以使用try...catch...finally语句来处理。格式如下:

try{//有可能产生异常的代码
}catch(异常类 e){//处理异常的代码
}finally{//释放资源的代码//finally里面的代码有一个特点,不管异常是否发生,finally里面的代码都会执行。
}

改造上面的代码:

public class Test2 {public static void main(String[] args)  {InputStream is = null;OutputStream os = null;try {System.out.println(10 / 0);// 1、创建一个字节输入流管道与源文件接通is = new FileInputStream("file-io-app\\src\\itheima03.txt");// 2、创建一个字节输出流管道与目标文件接通。os = new FileOutputStream("file-io-app\\src\\itheima03copy.txt");System.out.println(10 / 0);// 3、创建一个字节数组,负责转移字节数据。byte[] buffer = new byte[1024]; // 1KB.// 4、从字节输入流中读取字节数据,写出去到字节输出流中。读多少写出去多少。int len; // 记住每次读取了多少个字节。while ((len = is.read(buffer)) != -1){os.write(buffer, 0, len);}System.out.println("复制完成!!");} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} finally {// 释放资源的操作try {if(os != null) os.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}try {if(is != null) is.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}
}

代码写到这里,有很多同学就已经看不下去了。是的,我也看不下去,本来几行代码就写完了的,加上try...catch...finally之后代码多了十几行,而且阅读性并不高。

3.2 JDK7以后的资源释放

刚才很多同学已经发现了try...catch...finally处理异常,并释放资源代码比较繁琐。Java在JDK7版本为我们提供了一种简化的释放资源的操作,它会自动释放资源。代码写起来也想当简单。

格式如下:

try(资源对象1; 资源对象2;){使用资源的代码
}catch(异常类 e){处理异常的代码
}//注意:注意到没有,这里没有释放资源的代码。它会自动释放资源

代码如下:

public class Test3 {public static void main(String[] args)  {try (// 1、创建一个字节输入流管道与源文件接通InputStream is = new FileInputStream("D:/resource/meinv.png");// 2、创建一个字节输出流管道与目标文件接通。OutputStream os = new FileOutputStream("C:/data/meinv.png");){// 3、创建一个字节数组,负责转移字节数据。byte[] buffer = new byte[1024]; // 1KB.// 4、从字节输入流中读取字节数据,写出去到字节输出流中。读多少写出去多少。int len; // 记住每次读取了多少个字节。while ((len = is.read(buffer)) != -1){os.write(buffer, 0, len);}System.out.println(conn);System.out.println("复制完成!!");} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}
}

四、字符流

前面我们学习了字节流,使用字节流可以读取文件中的字节数据。但是如果文件中有中文,使用字节流来读取,就有可能读到半个汉字的情况,这样会导致乱码。虽然使用读取全部字节的方法不会出现乱码,但是如果文件过大又不太合适。

所以Java专门为我们提供了另外一种流,叫字符流,字符流是专门为读取文本数据而生的。

4.1 FileReader类

先来学习字符流中的FileReader类,这是字符输入流,用来将文件中的字符数据读取到程序中来。

FileReader读取文件的步骤如下:

第一步:创建FileReader对象与要读取的源文件接通
第二步:调用read()方法读取文件中的字符
第三步:调用close()方法关闭流

需要用到的方法:先通过构造器创建对象,再通过read方法读取数据(注意:两个read方法的返回值,含义不一样

public class FileReaderTest1 {public static void main(String[] args)  {try (// 1、创建一个文件字符输入流管道与源文件接通Reader fr = new FileReader("io-app2\\src\\itheima01.txt");){// 2、一个字符一个字符的读(性能较差)
//            int c; // 记住每次读取的字符编号。
//            while ((c = fr.read()) != -1){
//                System.out.print((char) c);
//            }// 每次读取一个字符的形式,性能肯定是比较差的。// 3、每次读取多个字符。(性能是比较不错的!)char[] buffer = new char[3];int len; // 记住每次读取了多少个字符。while ((len = fr.read(buffer)) != -1){// 读取多少倒出多少System.out.print(new String(buffer, 0, len));}} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}
}

4.2 FileWriter类

接下来,我们就要学习FileWriter了,它可以将程序中的字符数据写入文件。

FileWriter往文件中写字符数据的步骤如下:

第一步:创建FileWirter对象与要读取的目标文件接通
第二步:调用write(字符数据/字符数组/字符串)方法读取文件中的字符
第三步:调用close()方法关闭流

需要用到的方法如下:构造器是用来创建FileWriter对象的,有了对象才能调用write方法写数据到文件。

接下来,用代码演示一下:

public class FileWriterTest2 {public static void main(String[] args) {try (// 0、创建一个文件字符输出流管道与目标文件接通。// 覆盖管道// Writer fw = new FileWriter("io-app2/src/itheima02out.txt");// 追加数据的管道Writer fw = new FileWriter("io-app2/src/itheima02out.txt", true);){// 1、public void write(int c):写一个字符出去fw.write('a');fw.write(97);//fw.write('磊'); // 写一个字符出去fw.write("\r\n"); // 换行// 2、public void write(String c)写一个字符串出去fw.write("我爱你中国abc");fw.write("\r\n");// 3、public void write(String c ,int pos ,int len):写字符串的一部分出去fw.write("我爱你中国abc", 0, 5);fw.write("\r\n");// 4、public void write(char[] buffer):写一个字符数组出去char[] buffer = {'黑', '马', 'a', 'b', 'c'};fw.write(buffer);fw.write("\r\n");// 5、public void write(char[] buffer ,int pos ,int len):写字符数组的一部分出去fw.write(buffer, 0, 2);fw.write("\r\n");} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}
}

4.3 FileWriter写的注意事项

FileWriter写完数据之后,必须刷新或者关闭,写出去的数据才能生效。

加上了flush()方法之后,数据就会立即到目标文件中去。

//1.创建FileWriter对象
Writer fw = new FileWriter("io-app2/src/itheima03out.txt");//2.写字符数据出去
fw.write('a');
fw.write('b');
fw.write('c');//3.刷新
fw.flush(); 

下面的代码,调用了close()方法,数据也会立即到文件中去。因为close()方法在关闭流之前,会将内存中缓存的数据先刷新到文件,再关流。

//1.创建FileWriter对象
Writer fw = new FileWriter("io-app2/src/itheima03out.txt");//2.写字符数据出去
fw.write('a');
fw.write('b');
fw.write('c');//3.关闭流
fw.close(); //会先刷新,再关流

五、缓冲流

我们还是先来认识一下缓存流,再来说一下它的作用。缓冲流有四种,如下图所示:

缓冲流的作用:可以对原始流进行包装,提高原始流读写数据的性能。

5.1 缓冲字节流

我们先来学习字节缓冲流是如何提高读写数据的性能的,原理如下图所示。是因为在缓冲流的底层自己封装了一个长度为8KB(8129byte)的字节数组,但是缓冲流不能单独使用,它需要依赖于原始流。

读数据时:它先用原始字节输入流一次性读取8KB的数据存入缓冲流内部的数组中(ps: 先一次多囤点货),再从8KB的字节数组中读取一个字节或者多个字节(消耗屯的货)。

写数据时:它是先把数据写到缓冲流内部的8KB的数组中(ps: 先攒一车货),等数组存满了,再通过原始的字节输出流,一次性写到目标文件中去(把囤好的货,一次性运走)。 

在创建缓冲字节流对象时,需要封装一个原始流对象进来。构造方法如下:

如果我们用缓冲流复制文件,代码写法如下:

public class BufferedInputStreamTest1 {public static void main(String[] args) {try (InputStream is = new FileInputStream("io-app2/src/itheima01.txt");// 1、定义一个字节缓冲输入流包装原始的字节输入流InputStream bis = new BufferedInputStream(is);OutputStream os = new FileOutputStream("io-app2/src/itheima01_bak.txt");// 2、定义一个字节缓冲输出流包装原始的字节输出流OutputStream bos = new BufferedOutputStream(os);){byte[] buffer = new byte[1024];int len;while ((len = bis.read(buffer)) != -1){bos.write(buffer, 0, len);}System.out.println("复制完成!!");} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}
}

5.2 字符缓冲流

接下来,我们学习另外两个缓冲流——字符缓冲流。它的原理和字节缓冲流是类似的,它底层也会有一个8KB的数组,但是这里是字符数组。字符缓冲流也不能单独使用,它需要依赖于原始字符流一起使用。

BufferedReader读数据时:它先原始字符输入流一次性读取8KB的数据存入缓冲流内部的数组中(ps: 先一次多囤点货),再从8KB的字符数组中读取一个字符或者多个字符(把消耗屯的货)。

创建BufferedReader对象需要用到BufferedReader的构造方法,内部需要封装一个原始的字符输入流,我们可以传入FileReader。

而且BufferedReader还要特有的方法,一次可以读取文本文件中的一行:

使用BufferedReader读取数据的代码如下:

public class BufferedReaderTest2 {public static void main(String[] args)  {try (Reader fr = new FileReader("io-app2\\src\\itheima04.txt");// 创建一个字符缓冲输入流包装原始的字符输入流BufferedReader br = new BufferedReader(fr);){String line; // 记住每次读取的一行数据while ((line = br.readLine()) != null){System.out.println(line);}} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}
}

BufferedWriter写数据时:它是先把数据写到字符缓冲流内部的8BK的数组中(ps: 先攒一车货),等数组存满了,再通过原始的字符输出流,一次性写到目标文件中去(把囤好的货,一次性运走)。如下图所示:

创建BufferedWriter对象时需要用到BufferedWriter的构造方法,而且内部需要封装一个原始的字符输出流,我们这里可以传递FileWriter。

而且BufferedWriter新增了一个功能,可以用来写一个换行符:

接下来,用代码演示一下,使用BufferedWriter往文件中写入字符数据。

public class BufferedWriterTest3 {public static void main(String[] args) {try (Writer fw = new FileWriter("io-app2/src/itheima05out.txt", true);// 创建一个字符缓冲输出流管道包装原始的字符输出流BufferedWriter bw = new BufferedWriter(fw);){bw.write('a');bw.write(97);bw.write('磊');bw.newLine();bw.write("我爱你中国abc");bw.newLine();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}
}

5.3 缓冲流性能分析

我们说缓冲流内部多了一个数组,可以提高原始流的读写性能。讲到这一定有同学有这么一个疑问,它和我们使用原始流,自己加一个8KB数组不是一样的吗? 缓冲流就一定能提高性能吗?先告诉同学们答案,缓冲流不一定能提高性能

下面我们用一个比较大文件(889MB)复制,做性能测试,分别使用下面四种方式来完成文件复制,并记录文件复制的时间。

① 使用低级流一个字节一个字节的复制

② 使用低级流按照字节数组的形式复制

③ 使用缓冲流一个字节一个字节的复制

④ 使用缓冲流按照字节数组的形式复制

低级流一个字节复制: 慢得简直让人无法忍受
低级流按照字节数组复制(数组长度1024): 12.117s
缓冲流一个字节复制: 11.058s
缓冲流按照字节数组复制(数组长度1024): 2.163s
【注意:这里的测试只能做一个参考,和电脑性能也有直接关系】

经过上面的测试,我们可以得出一个结论:默认情况下,采用一次复制1024个字节,缓冲流完胜。

但是,缓冲流就一定性能高吗?我们采用一次复制8192个字节试试。

低级流按照字节数组复制(数组长度8192): 2.535s
缓冲流按照字节数组复制(数组长度8192): 2.088s

经过上面的测试,我们可以得出一个结论:一次读取8192个字节时,低级流和缓冲流性能相当。相差的那几毫秒可以忽略不计。

继续把数组变大,看一看缓冲流就一定性能高吗?现在采用一次读取1024*32个字节数据试试

低级流按照字节数组复制(数组长度8192): 1.128s
缓冲流按照字节数组复制(数组长度8192): 1.133s

经过上面的测试,我们可以得出一个结论:数组越大性能越高,低级流和缓冲流性能相当。相差的那几秒可以忽略不计。

继续把数组变大,看一看缓冲流就一定性能高吗?现在采用一次读取1024*6个字节数据试试

低级流按照字节数组复制(数组长度8192): 1.039s
缓冲流按照字节数组复制(数组长度8192): 1.151s

此时你会发现,当数组大到一定程度,性能已经提高了多少了,甚至缓冲流的性能还没有低级流高。

最终总结一下:缓冲流的性能不一定比低级流高,其实低级流自己加一个数组,性能其实是不差。只不过缓冲流帮你加了一个相对而言大小比较合理的数组 。

六、转换流

前面我们学习过FileReader读取文件中的字符,但是同学们注意了,FileReader默认只能读取UTF-8编码格式的文件。如果使用FileReader读取GBK格式的文件,可能存在乱码,因为FileReader它遇到汉字默认是按照3个字节来读取的,而GBK格式的文件一个汉字是占2个字节,这样就会导致乱码。

Java给我们提供了另外两种流InputStreamReader,OutputStreamWriter,这两个流我们把它叫做转换流。它们可以将字节流转换为字符流,并且可以指定编码方案。

6.1 InputStreamReader类

接下来,我们先学习InputStreamReader类,你看这个类名就比较有意思,前面是InputStream表示字节输入流,后面是Reader表示字符输入流,合在一起意思就是表示可以把InputStream转换为Reader,最终InputStreamReader其实也是Reader的子类,所以也算是字符输入流。

InputStreamReader也是不能单独使用的,它内部需要封装一个InputStream的子类对象,再指定一个编码表,如果不指定编码表,默认会按照UTF-8形式进行转换。

需求:我们可以先准备一个GBK格式的文件,然后使用下面的代码进行读取,看是是否有乱码。

public class InputStreamReaderTest2 {public static void main(String[] args) {try (// 1、得到文件的原始字节流(GBK的字节流形式)InputStream is = new FileInputStream("io-app2/src/itheima06.txt");// 2、把原始的字节输入流按照指定的字符集编码转换成字符输入流Reader isr = new InputStreamReader(is, "GBK");// 3、把字符输入流包装成缓冲字符输入流BufferedReader br = new BufferedReader(isr);){String line;while ((line = br.readLine()) != null){System.out.println(line);}} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}
}

执行完之后,你会发现没有乱码。

6.2 OutputStreamWriter类

接下来,我们先学习OutputStreamWriter类,你看这个类名也比较有意思,前面是OutputStream表示字节输出流,后面是Writer表示字符输出流,合在一起意思就是表示可以把OutputStream转换为Writer,最终OutputStreamWriter其实也是Writer的子类,所以也算是字符输出流。

OutputStreamReader也是不能单独使用的,它内部需要封装一个OutputStream的子类对象,再指定一个编码表,如果不指定编码表,默认会按照UTF-8形式进行转换。

需求:我们可以先准备一个GBK格式的文件,使用下面代码往文件中写字符数据。

public class OutputStreamWriterTest3 {public static void main(String[] args) {// 指定写出去的字符编码。try (// 1、创建一个文件字节输出流OutputStream os = new FileOutputStream("io-app2/src/itheima07out.txt");// 2、把原始的字节输出流,按照指定的字符集编码转换成字符输出转换流。Writer osw = new OutputStreamWriter(os, "GBK");// 3、把字符输出流包装成缓冲字符输出流BufferedWriter bw = new BufferedWriter(osw);){bw.write("我是中国人abc");bw.write("我爱你中国123");} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}
}

七、打印流

接下来,我们学习打印流,其实打印流我们从开学第一天就一直再使用,只是没有学到你感受不到而已。打印流可以实现更加方便,更加高效的写数据的方式。

7.1 打印流基本使用

打印流,这里所说的打印其实就是写数据的意思,它和普通的write方法写数据还不太一样,一般会使用打印流特有的方法叫print(数据)或者println(数据),它打印啥就输出啥。

打印流有两个,一个是字节打印流PrintStream,一个是字符打印流PrintWriter,如下图所示:

PrintStream和PrintWriter的用法是一样的,所以这里就一块演示了。

public class PrintTest1 {public static void main(String[] args) {try (// 1、创建一个打印流管道
//                PrintStream ps =
//                        new PrintStream("io-app2/src/itheima08.txt", Charset.forName("GBK"));
//                PrintStream ps =
//                        new PrintStream("io-app2/src/itheima08.txt");PrintWriter ps =new PrintWriter(new FileOutputStream("D:\\code\\javasepro\\helloworld-app\\src\\itheima08.txt", true));){ps.print(97);	//文件中显示的就是:97ps.print('a'); //文件中显示的就是:aps.println("我爱你中国abc");	//文件中显示的就是:我爱你中国abcps.println(true);//文件中显示的就是:trueps.println(99.5);//文件中显示的就是99.5//print和println区别:后者会换行,前者不会换行ps.write(97); //文件中显示a。} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}
}

7.2 重定向输出语句

其实我们一开始,就给同学们讲过System.out.println()这句话表示打印输出,但是至于为什么能够输出,其实我们一直不清楚。

以前是因为知识储备还不够,无法解释,到现在就可以给同学们揭晓谜底了,因为System里面有一个静态变量叫out,out的数据类型就是PrintStream,它就是一个打印流,而且这个打印流的默认输出目的地是控制台,所以我们调用System.out.pirnln()就可以往控制台打印输出任意类型的数据,而且打印啥就输出啥。

而且System还提供了一个方法,可以修改底层的打印流,这样我们就可以重定向打印语句的输出目的地了。我们玩一下, 直接上代码。

public class PrintTest2 {public static void main(String[] args) {System.out.println("老骥伏枥");System.out.println("志在千里");try ( PrintStream ps = new PrintStream("io-app2/src/itheima09.txt"); ){// 把系统默认的打印流对象改成自己设置的打印流System.setOut(ps);System.out.println("烈士暮年");	System.out.println("壮心不已");//这里打印到文件中} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}
}

此时打印语句,将往文件中打印数据,而不在控制台。

八、数据流

同学们,接下我们再学习一种流,这种流在开发中偶尔也会用到。比如,我们想把数据和数据的类型一并写到文件中去,读取的时候也将数据和数据类型一并读出来。这就可以用到数据流,有两个DataInputStream和DataOutputStream。

8.1 DataOutputStream类

我们先学习DataOutputStream类,它也是一种包装流,创建DataOutputStream对象时,底层需要依赖于一个原始的OutputStream流对象。然后调用它的writeXxx方法,写的是特定类型的数据。

代码如下:往文件中写整数、小数、布尔类型数据、字符串数据

public class DataOutputStreamTest1 {public static void main(String[] args) {try (// 1、创建一个数据输出流包装低级的字节输出流DataOutputStream dos =new DataOutputStream(new FileOutputStream("io-app2/src/itheima10out.txt"));){dos.writeInt(97);dos.writeDouble(99.5);dos.writeBoolean(true);dos.writeUTF("黑马程序员666!");} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}
}

8.2 DataInputStream类

学习完DataOutputStream后,再学习DataIntputStream类,它也是一种包装流,创建DataInputStream对象时,底层需要依赖于一个原始的InputStream流对象。然后调用它的readXxx()方法就可以读取特定类型的数据。

代码如下:读取文件中特定类型的数据(整数、小数、字符串等)

public class DataInputStreamTest2 {public static void main(String[] args) {try (DataInputStream dis =new DataInputStream(new FileInputStream("io-app2/src/itheima10out.txt"));){int i = dis.readInt();System.out.println(i);double d = dis.readDouble();System.out.println(d);boolean b = dis.readBoolean();System.out.println(b);String rs = dis.readUTF();System.out.println(rs);} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}
}

九、序列化流

序列化流是干什么用的呢? 我们知道字节流是以字节为单位来读写数据、字符流是按照字符为单位来读写数据、而对象流是以对象为单位来读写数据。也就是把对象当做一个整体,可以写一个对象到文件,也可以从文件中把对象读取出来。

这里有一个新词:序列化,第一次听同学们可能还比较陌生,我来给同学们解释一下

序列化:意思就是把对象写到文件或者网络中去。(简单记:写对象)
反序列化:意思就是把对象从文件或者网络中读取出来。(简单记:读对象)

9.1 ObjectOutputStraem类

接下来,先学习ObjectOutputStream流,它也是一个包装流,不能单独使用,需要结合原始的字节输出流使用。

代码如下:将一个User对象写到文件中去

第一步:先准备一个User类,必须让其实现Serializable接口。

// 注意:对象如果需要序列化,必须实现序列化接口。
public class User implements Serializable {private String loginName;private String userName;private int age;// transient 这个成员变量将不参与序列化。private transient String passWord;public User() {}public User(String loginName, String userName, int age, String passWord) {this.loginName = loginName;this.userName = userName;this.age = age;this.passWord = passWord;}@Overridepublic String toString() {return "User{" +"loginName='" + loginName + '\'' +", userName='" + userName + '\'' +", age=" + age +", passWord='" + passWord + '\'' +'}';}
}

第二步:再创建ObjectOutputStream流对象,调用writeObject方法对象到文件。

public class Test1ObjectOutputStream {public static void main(String[] args) {try (// 2、创建一个对象字节输出流包装原始的字节 输出流。ObjectOutputStream oos =new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("io-app2/src/itheima11out.txt"));){// 1、创建一个Java对象。User u = new User("admin", "张三", 32, "666888xyz");// 3、序列化对象到文件中去oos.writeObject(u);System.out.println("序列化对象成功!!");} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}
}

注意:写到文件中的对象,是不能用记事本打开看的。因为对象本身就不是文本数据,打开是乱码 怎样才能读懂文件中的对象是什么呢?这里必须用反序列化,自己写代码读。

9.2 ObjectInputStream类

接下来,学习ObjectInputStream流,它也是一个包装流,不能单独使用,需要结合原始的字节输入流使用。

接着前面的案例,文件中已经有一个User对象,现在要使用ObjectInputStream读取出来。称之为反序列化。

public class Test2ObjectInputStream {public static void main(String[] args) {try (// 1、创建一个对象字节输入流管道,包装 低级的字节输入流与源文件接通ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("io-app2/src/itheima11out.txt"));){User u = (User) ois.readObject();System.out.println(u);//User{loginName='admin', username='张三', age=32, password='null'}} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}
}

十、补充知识:IO框架

我们只学习了IO流对文件复制,能不能复制文件夹呀?

当然是可以咯,但是如果让我们自己写复制文件夹的代码需要用到递归,还是比较麻烦的。为了简化对IO操作,由apache开源基金组织提供了一组有关IO流小框架,可以提高IO流的开发效率。

这个框架的名字叫commons-io:其本质是别人写好的一些字节码文件(class文件),打包成了一个jar包。我们只需要把jar包引入到我们的项目中,就可以直接用了。

这里给同学们介绍一个jar包中提供的工具类叫FileUtils,它的部分功能如下,很方便,你一看名字就知道怎么用了。

在写代码之前,先需要引入jar包,具体步骤如下:

1.在模块的目录下,新建一个lib文件夹
2.把jar包复制粘贴到lib文件夹下
3.选择lib下的jar包,右键点击Add As Library,然后就可以用了。

代码如下:

public class CommonsIOTest1 {public static void main(String[] args) throws Exception {//1.复制文件FileUtils.copyFile(new File("io-app2\\src\\itheima01.txt"), new File("io-app2/src/a.txt"));//2.复制文件夹FileUtils.copyDirectory(new File("D:\\resource\\私人珍藏"), new File("D:\\resource\\私人珍藏3"));//3.删除文件夹FileUtils.deleteDirectory(new File("D:\\resource\\私人珍藏3"));// Java提供的原生的一行代码搞定很多事情Files.copy(Path.of("io-app2\\src\\itheima01.txt"), Path.of("io-app2\\src\\b.txt"));System.out.println(Files.readString(Path.of("io-app2\\src\\itheima01.txt")));}
}

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.rhkb.cn/news/255975.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系长河编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

【Java数据结构】单向 不带头 非循环 链表实现

模拟实现LinkedList:下一篇文章 LinkedList底层是双向、不带头结点、非循环的链表 /*** LinkedList的模拟实现*单向 不带头 非循环链表实现*/ class SingleLinkedList {class ListNode {public int val;public ListNode next;public ListNode(int val) {this.val …

单片机学习笔记---AT24C02(I2C总线)

目录 有关储存器的介绍 存储器的简介 存储器简化模型 AT24C02介绍 AT24C02引脚及应用电路 I2C总线介绍 I2C电路规范 开漏输出模式和弱上拉模式 其中一个设备的内部结构 I2C通信是怎么实现的 I2C时序结构 起始条件和终止条件 发送一个字节 接收一个字节 发送应答…

Mybatis详解

MyBatis是什么 MyBatis是一个持久层框架,用于简化数据库操作的开发。它通过将SQL语句和Java方法进行映射,实现了数据库操作的解耦和简化。以下是MyBatis的优点和缺点: 优点: 1. 灵活性:MyBatis允许开发人员编写原生的…

GPT-4模型中的token和Tokenization概念介绍

Token从字面意思上看是游戏代币,用在深度学习中的自然语言处理领域中时,代表着输入文字序列的“代币化”。那么海量语料中的文字序列,就可以转化为海量的代币,用来训练我们的模型。这样我们就能够理解“用于GPT-4训练的token数量大…

react中hook封装一个table组件 与 useColumns组件

目录 1:react中hook封装一个table组件依赖CommonTable / index.tsx使用组件效果 2:useColumns组件useColumns.tsx使用 1:react中hook封装一个table组件 依赖 cnpm i react-resizable --save cnpm i ahooks cnpm i --save-dev types/react-r…

KingSCADA实现按钮点击效果

哈喽,你好啊,我是雷工! 在做SCADA项目的时候,按钮是不可缺少的功能,但软件自带的按钮太丑,已经无法满足现如今客户对界面美观度的要求。 这时候就需要UI小姐姐设计美观大气的SCADA界面,但UI设计…

CoreSight学习笔记

文章目录 1 Components1.1 ROM Table 2 使用场景2.1 Debug Monitor中断2.1.1 参考资料 2.2 Programming the cross halt2.2.1 编程实现2.2.2 参考资料 2.3 CTI中断2.3.1 编程实现2.3.1.1 准备工作2.3.1.2 触发中断2.3.1.3 中断响应 2.3.2 参考资料 1 Components 1.1 ROM Table…

STM32 7-8

目录 ADC AD单通道 AD多通道 DMA DMA转运数据 DMAAD多通道 ADC AD单通道 AD.c #include "stm32f10x.h" // Device header/*** brief 初始化AD所需要的所有设备* param 无* retval 无*/ void AD_Init(void) {RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_AP…

相机图像质量研究(12)常见问题总结:光学结构对成像的影响--炫光

系列文章目录 相机图像质量研究(1)Camera成像流程介绍 相机图像质量研究(2)ISP专用平台调优介绍 相机图像质量研究(3)图像质量测试介绍 相机图像质量研究(4)常见问题总结:光学结构对成像的影响--焦距 相机图像质量研究(5)常见问题总结:光学结构对成…

YOLOv5独家改进:上采样算子 | 超轻量高效动态上采样DySample,效果秒杀CAFFE,助力小目标检测

💡💡💡本文独家改进:一种超轻量高效动态上采样DySample, 具有更少的参数、FLOPs,效果秒杀CAFFE和YOLOv5网络中的nn.Upsample 💡💡💡在多个数据集下验证能够涨点,尤其在小目标检测领域涨点显著。 收录 YOLOv5原创自研 https://blog.csdn.net/m0_63774211/cate…

从github上拉取项目到pycharm中

有两种方法,方法一较为简单,方法二用到了git bash,推荐方法一 目录 有两种方法,方法一较为简单,方法二用到了git bash,推荐方法一方法一:方法二: 方法一: 在github上复制…

深度学习(15)--PyTorch构建卷积神经网络

目录 一.PyTorch构建卷积神经网络(CNN)详细流程 二.graphviz torchviz使PyTorch网络可视化 2.1.可视化经典网络vgg16 2.2.可视化自己定义的网络 一.PyTorch构建卷积神经网络(CNN)详细流程 卷积神经网络(Convolutional Neural Networks)是一种深度学…

【MySQL基础】:深入探索DQL数据库查询语言的精髓(上)

🎥 屿小夏 : 个人主页 🔥个人专栏 : MySQL从入门到进阶 🌄 莫道桑榆晚,为霞尚满天! 文章目录 📑前言一. DQL1.1 基本语法1.2 基础查询1.3 条件查询1.3 聚合函数 🌤️ 全篇…

【51单片机】串口通信实验(包括波特率如何计算)

目录 串口通信实验通信的基本概念串行通信与并行通信异步通信与同步通信单工、 半双工与全双工通信通信速率 51单片机串口介绍串口介绍串口通信简介串口相关寄存器串口工作方式方式0方式1方式 2 和方式 3 串口的使用方法(计算波特率) 硬件设计软件设计1、…

Akamai 如何揪出微软 RPC 服务中的漏洞

近日,Akamai研究人员在微软Windows RPC服务中发现了两个重要漏洞:严重程度分值为4.3的CVE-2022-38034,以及分值为8.8的CVE-2022-38045。这些漏洞可以利用设计上的瑕疵,通过缓存机制绕过MS-RPC安全回调。我们已经确认,所…

clickhouse计算前后两点间经纬度距离

问题 计算如图所示前后两点经纬度的距离? 方法 1、用开窗函数将如图所示数据下移一行 selectlongitude lon1,latitude lat1,min(longitude) over(order by time1 asc rows between 1 PRECEDING and 1 PRECEDING) lon2,min(latitude) over(order by time1 asc row…

小游戏和GUI编程(5) | SVG图像格式简介

小游戏和GUI编程(5) | SVG图像格式简介 0. 问题 Q1: SVG 是什么的缩写?Q2: SVG 是一种图像格式吗?Q3: SVG 相对于其他图像格式的优点和缺点是什么?Q4: 哪些工具可以查看 SVG 图像?Q5: SVG 图像格式的规范是怎样的?Q6…

CPP项目:Boost搜索引擎

1.项目背景 对于Boost库来说,它是没有搜索功能的,所以我们可以实现一个Boost搜索引擎来实现一个简单的搜索功能,可以更快速的实现Boost库的查找,在这里,我们实现的是站内搜索,而不是全网搜索。 2.对于搜索…

11.0 Zookeeper watcher 事件机制原理剖析

zookeeper 的 watcher 机制,可以分为四个过程: 客户端注册 watcher。服务端处理 watcher。服务端触发 watcher 事件。客户端回调 watcher。 其中客户端注册 watcher 有三种方式,调用客户端 API 可以分别通过 getData、exists、getChildren …

ELAdmin 前端启动

开发工具 官方指导的是使用WebStorm,但是本人后端开发一枚,最终还是继续使用了 idea,主打一个能用就行。 idea正式版激活方式: 访问这个查找可用链接:https://3.jetbra.in/进入任意一个能用的里面,顶部提…