IO流.docx
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IO流.docx
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IO流
IO是input和output的缩写,也就是输入输出。
可以控制程序对文件进行操作,例如删除文件,查询文件,复制文件。
以一个记事本文件为例,还可以对里面的内容进行删除修改。
可以将输入和输出两个端点看作是两个工厂,工厂之间需要互相运输货物,而流则是两工厂之间的公路,没有公路就不能互相运输,至于字符,字节和二进制则可以看作是运输的方式和单位大小,比如说把二进制理解成三轮车,那么字节就是小卡车,而字符则是集卡之类的。
一、为什么要使用缓冲流?
大家都清楚,我们使用字节流对硬盘上的文件进行操作的时候,它都是按字节把文件一个字节一个字节的从磁盘中读取到程序中来,或者是从程序写入到磁盘上面。
一个字节只有多大一点儿呢,1byte=8bit,小了点,而且又是直接操作磁盘,我们知道,操作磁盘相比操作内存来说,操作磁盘的速度远比操作内存的速度要低很多个数量级。
因此我们在对文件进行操作的时候呢,就可以拷虑先把文件从硬盘读到内存里面,把它缓存起来,然后使用一个缓冲流再来对内存里面的数据进行操作,这样就可以把读写文件的速度拉高。
可以参考BufferedInputStream与BufferedOutputStream.同时比较InputStream与BufferedInputStream它们在速度上是否有差别。
同时也可以深入理解缓冲流的强大之处。
二、为什么要使用包装流?
要,肯定是需要,需要什么呢,需要一个功能?
什么功能呢?
肯定是更普通流不具备的功能。
我们在买烟的时候,为什么要把一支一支的烟用一个烟盒装起来呢,这肯定有好处啥?
简单说携带方便吧。
我们知道FileInputStream在读文件的时候,是按照一个字节一个字节的读的,这样速度很慢,这时候我们就想到用一个包装流把FileInputStream包装一下,先给它转换成InputStreamReader,为啥呢,因为为了使用BufferedReader啊,你看BufferedReader的构造里面就需要一个InputStreamReader,使用BufferedReader有啥好处呢,它可以缓冲啊,把数据缓冲在内存里面,程序存取速度就可以大大的提高。
Java流操作有关的类或接口:
Java流类图结构:
流的概念和作用
流是一组有顺序的,有起点和终点的字节集合,是对数据传输的总称或抽象。
即数据在两设备间的传输称为流,流的本质是数据传输,根据数据传输特性将流抽象为各种类,方便更直观的进行数据操作。
IO流的分类
∙根据处理数据类型的不同分为:
字符流和字节流
∙根据数据流向不同分为:
输入流和输出流
字符流和字节流
字符流的由来:
因为数据编码的不同,而有了对字符进行高效操作的流对象。
本质其实就是基于字节流读取时,去查了指定的码表。
字节流和字符流的区别:
∙读写单位不同:
字节流以字节(8bit)为单位,字符流以字符为单位,根据码表映射字符,一次可能读多个字节。
∙处理对象不同:
字节流能处理所有类型的数据(如图片、avi等),而字符流只能处理字符类型的数据。
结论:
只要是处理纯文本数据,就优先考虑使用字符流。
除此之外都使用字节流。
输入流和输出流
对输入流只能进行读操作,对输出流只能进行写操作,程序中需要根据待传输数据的不同特性而使用不同的流。
JavaIO流对象
1.输入字节流InputStreamIO中输入字节流的继承图可见上图,可以看出:
1.InputStream是所有的输入字节流的父类,它是一个抽象类。
2.ByteArrayInputStream、StringBufferInputStream、FileInputStream是三种基本的介质流,它们分别从Byte数组、StringBuffer、和本地文件中读取数据。
PipedInputStream是从与其它线程共用的管道中读取数据,与Piped相关的知识后续单独介绍。
3.ObjectInputStream和所有FilterInputStream的子类都是装饰流(装饰器模式的主角)。
2.输出字节流OutputStream
IO中输出字节流的继承图可见上图,可以看出:
1.OutputStream是所有的输出字节流的父类,它是一个抽象类。
2.ByteArrayOutputStream、FileOutputStream是两种基本的介质流,它们分别向Byte数组、和本地文件中写入数据。
PipedOutputStream是向与其它线程共用的管道中写入数据,
3.ObjectOutputStream和所有FilterOutputStream的子类都是装饰流。
3.字节流的输入与输出的对应
图中蓝色的为主要的对应部分,红色的部分就是不对应部分。
紫色的虚线部分代表这些流一般要搭配使用。
从上面的图中可以看出JavaIO中的字节流是极其对称的。
“存在及合理”我们看看这些字节流中不太对称的几个类吧!
1.LineNumberInputStream主要完成从流中读取数据时,会得到相应的行号,至于什么时候分行、在哪里分行是由改类主动确定的,并不是在原始中有这样一个行号。
在输出部分没有对应的部分,我们完全可以自己建立一个LineNumberOutputStream,在最初写入时会有一个基准的行号,以后每次遇到换行时会在下一行添加一个行号,看起来也是可以的。
好像更不入流了。
2.PushbackInputStream的功能是查看最后一个字节,不满意就放入缓冲区。
主要用在编译器的语法、词法分析部分。
输出部分的BufferedOutputStream几乎实现相近的功能。
3.StringBufferInputStream已经被Deprecated,本身就不应该出现在InputStream部分,主要因为String应该属于字符流的范围。
已经被废弃了,当然输出部分也没有必要需要它了!
还允许它存在只是为了保持版本的向下兼容而已。
4.SequenceInputStream可以认为是一个工具类,将两个或者多个输入流当成一个输入流依次读取。
完全可以从IO包中去除,还完全不影响IO包的结构,却让其更“纯洁”――纯洁的Decorator模式。
5.PrintStream也可以认为是一个辅助工具。
主要可以向其他输出流,或者FileInputStream写入数据,本身内部实现还是带缓冲的。
本质上是对其它流的综合运用的一个工具而已。
一样可以踢出IO包!
System.out和System.out就是PrintStream的实例!
4.字符输入流Reader
在上面的继承关系图中可以看出:
1.Reader是所有的输入字符流的父类,它是一个抽象类。
2.CharReader、StringReader是两种基本的介质流,它们分别将Char数组、String中读取数据。
PipedReader是从与其它线程共用的管道中读取数据。
3.BufferedReader很明显就是一个装饰器,它和其子类负责装饰其它Reader对象。
4.FilterReader是所有自定义具体装饰流的父类,其子类PushbackReader对Reader对象进行装饰,会增加一个行号。
5.InputStreamReader是一个连接字节流和字符流的桥梁,它将字节流转变为字符流。
FileReader可以说是一个达到此功能、常用的工具类,在其源代码中明显使用了将FileInputStream转变为Reader的方法。
我们可以从这个类中得到一定的技巧。
Reader中各个类的用途和使用方法基本和InputStream中的类使用一致。
后面会有Reader与InputStream的对应关系。
5.字符输出流Writer
在上面的关系图中可以看出:
1.Writer是所有的输出字符流的父类,它是一个抽象类。
2.CharArrayWriter、StringWriter是两种基本的介质流,它们分别向Char数组、String中写入数据。
PipedWriter是向与其它线程共用的管道中写入数据,
3.BufferedWriter是一个装饰器为Writer提供缓冲功能。
4.PrintWriter和PrintStream极其类似,功能和使用也非常相似。
5.OutputStreamWriter是OutputStream到Writer转换的桥梁,它的子类FileWriter其实就是一个实现此功能的具体类(具体可以研究一SourceCode)。
功能和使用和OutputStream极其类似,后面会有它们的对应图。
6.字符流的输入与输出的对应
7.字符流与字节流转换
转换流的特点:
1.其是字符流和字节流之间的桥梁
2.可对读取到的字节数据经过指定编码转换成字符
3.可对读取到的字符数据经过指定编码转换成字节
何时使用转换流?
1.当字节和字符之间有转换动作时;
2.流操作的数据需要编码或解码时。
具体的对象体现:
1.InputStreamReader:
字节到字符的桥梁
2.OutputStreamWriter:
字符到字节的桥梁
这两个流对象是字符体系中的成员,它们有转换作用,本身又是字符流,所以在构造的时候需要传入字节流对象进来。
8.File类
File类是对文件系统中文件以及文件夹进行封装的对象,可以通过对象的思想来操作文件和文件夹。
File类保存文件或目录的各种元数据信息,包括文件名、文件长度、最后修改时间、是否可读、获取当前文件的路径名,判断指定文件是否存在、获得当前目录中的文件列表,创建、删除文件和目录等方法。
9.RandomAccessFile类
该对象并不是流体系中的一员,其封装了字节流,同时还封装了一个缓冲区(字符数组),通过内部的指针来操作字符数组中的数据。
该对象特点:
1.该对象只能操作文件,所以构造函数接收两种类型的参数:
a.字符串文件路径;b.File对象。
2.该对象既可以对文件进行读操作,也能进行写操作,在进行对象实例化时可指定操作模式(r,rw)
注意:
该对象在实例化时,如果要操作的文件不存在,会自动创建;如果文件存在,写数据未指定位置,会从头开始写,即覆盖原有的内容。
可以用于多线程下载或多个线程同时写数据到文件
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