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JAVA IO必备知识

网友: 文档中心 2022-05-21 14:46:59

目录

一、什么是IO

二、IO的分类

三、字节流

1、字节传一切

2、字节输入流InputStream

3、FileInputStream类

4、字节输出流OutputStream

5、FileOutputStream类

6、综合应用

四、字符流

1、字符输入流Reader

2、FileReader类

3、字符输出流Writer

4、FileWriter类

六、IO资源的处理

七、缓冲流

1、字节缓冲流

2、字符缓冲流

3、综合案例

六、转换流

1、字符编码和字符集

2、编码引出的问题

3、InputStreamReader类

4、OutputStreamWriter类

5、综合练习

七、序列化

1、ObjectInputStream类

2、ObjectOutputStream类

3、综合案例

八、打印流

1、PrintStream类

一、什么是IO

IO实际上是一种数据的传输，而这种传输可以看做是数据的流动，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。在Java中I/O操作主要是指使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。

二、IO的分类

1、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。

2、根据数据的类型分为：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。

3、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

字符输入流 Writer

4、分类思维导图

 

三、字节流

下面分别从字节流开始讲起，并且以文件字节流作为案例进行案例演示。

1、字节传一切

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、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。

3、FileInputStream类

java.io.FileInputStream类是文件输入流，从文件中读取字节。

1、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

示例代码：

Java

 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");

    }

}

2、读取字节数据

a、按照字节读取：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

示例代码：

Java

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();

    }

}

b、按照字节数组读取（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。）：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

示例代码：

Java

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();

    }

}

TIPS:

流操作完毕后，必须释放系统资源，调用close方法，千万记得。

4、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。

TIPS：

close方法，当完成流的操作时，必须调用此方法，释放系统资源。

5、FileOutputStream类

java.io.FileOutputStream类是文件输出流，用于将数据写出到文件。

1、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。

示例代码：

TypeScript

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");

    }

}

2、写入字节数据

A、写入字节:write(int b)方法，每次可以写出一个字节数据

Java

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();

    }

}

B、写入字节数组:write(byte[] b)，每次可以写出数组中的数据

Java

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();

    }

}

C、数据追加写入

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

Java

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();

    }

}

D、写出换行：

  • 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。

Java

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();

    }

}

6、综合应用

拷贝图片示例：（流的关闭原则：先开后关，后开先关。）

Java

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();

    }

}

四、字符流

1、字符输入流Reader

java.io.Reader抽象类是表示用于读取字符流的所有类的超类，可以读取字符信息到内存中。它定义了字符输入流的基本共性功能方法。

  • public void close() ：关闭此流并释放与此流相关联的任何系统资源。   
  • public int read()： 从输入流读取一个字符。
  • public int read(char[] cbuf)： 从输入流中读取一些字符，并将它们存储到字符数组 cbuf中 。

2、FileReader类

java.io.FileReader类是读取字符文件的便利类。构造时使用系统默认的字符编码和默认字节缓冲区。

小贴士：

  1. 字符编码：字节与字符的对应规则。Windows系统的中文编码默认是GBK编码表。

idea中UTF-8

  1. 字节缓冲区：一个字节数组，用来临时存储字节数据。

1、构造方法：

  • FileReader(File file)： 创建一个新的 FileReader ，给定要读取的File对象。  
  • FileReader(String fileName)： 创建一个新的 FileReader ，给定要读取的文件的名称。 

当你创建一个流对象时，必须传入一个文件路径。类似于FileInputStream 。

TypeScript

public class FileReaderConstructor throws IOException{

    public static void main(String[] args) {

         // 使用File对象创建流对象

        File file = new File("a.txt");

        FileReader fr = new FileReader(file);

     

        // 使用文件名称创建流对象

        FileReader fr = new FileReader("b.txt");

    }

}

2、读取字符

read方法，每次可以读取一个字符的数据，提升为int类型，读取到文件末尾，返回-1，循环读取

Java

public class FRRead {

    public static void main(String[] args) throws IOException {

        // 使用文件名称创建流对象

        FileReader fr = new FileReader("read.txt");

        // 定义变量，保存数据

        int b ；

        // 循环读取

        while ((b = fr.read())!=-1) {

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

        }

                // 关闭资源

        fr.close();

    }

}

read(char[] cbuf)，每次读取b的长度个字符到数组中，返回读取到的有效字符个数，读取到末尾时，返回-1

Java

 public class FISRead {

    public static void main(String[] args) throws IOException {

        // 使用文件名称创建流对象

        FileReader fr = new FileReader("read.txt");

        // 定义变量，保存有效字符个数

        int len ；

        // 定义字符数组，作为装字符数据的容器

        char[] cbuf = new char[2];

        // 循环读取

        while ((len = fr.read(cbuf))!=-1) {

            System.out.println(new String(cbuf,0,len));

        }

            // 关闭资源

        fr.close();

    }

}

3、字符输出流Writer

java.io.Writer抽象类是表示用于写出字符流的所有类的超类，将指定的字符信息写出到目的地。它定义了字节输出流的基本共性功能方法。

  • public abstract 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 abstract void flush() ：刷新此输出流并强制任何缓冲的输出字符被写出。 
  • public void write(int c) ：写出一个字符。
  • public void write(char[] cbuf)：将 b.length字符从指定的字符数组写出此输出流。 
  • public abstract void write(char[] b, int off, int len) ：从指定的字符数组写出 len字符，从偏移量 off开始输出到此输出流。 
  • public void write(String str) ：写出一个字符串。

4、FileWriter类

java.io.FileWriter类是写出字符到文件的便利类。构造时使用系统默认的字符编码和默认字节缓冲区。

1、构造方法

  • FileWriter(File file)： 创建一个新的 FileWriter，给定要读取的File对象。  
  • FileWriter(String fileName)： 创建一个新的 FileWriter，给定要读取的文件的名称。 

当你创建一个流对象时，必须传入一个文件路径，类似于FileOutputStream。

Java

public class FileWriterConstructor {

    public static void main(String[] args) throws IOException {

        // 使用File对象创建流对象

        File file = new File("a.txt");

        FileWriter fw = new FileWriter(file);

     

        // 使用文件名称创建流对象

        FileWriter fw = new FileWriter("b.txt");

    }

}

2、写出字符：write(int b) 方法，每次可以写出一个字符数据

Java

public class FWWrite {

    public static void main(String[] args) throws IOException {

        // 使用文件名称创建流对象

        FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt");    

              // 写出数据

              fw.write(97); // 写出第1个字符

              fw.write('b'); // 写出第2个字符

              fw.write('C'); // 写出第3个字符

              fw.write(30000); // 写出第4个字符，中文编码表中30000对应一个汉字。

     

              /*

        【注意】关闭资源时,与FileOutputStream不同。

               如果不关闭,数据只是保存到缓冲区，并未保存到文件。

        */

        // fw.close();

    }

}

TIPS：

  1. 虽然参数为int类型四个字节，但是只会保留一个字符的信息写出。
  1. 未调用close方法，数据只是保存到了缓冲区，并未写出到文件中。

3、关闭和刷新

因为内置缓冲区的原因，如果不关闭输出流，无法写出字符到文件中。但是关闭的流对象，是无法继续写出数据的。如果我们既想写出数据，又想继续使用流，就需要flush 方法了。

  • flush ：刷新缓冲区，流对象可以继续使用。
  • close ：关闭流，释放系统资源。关闭前会刷新缓冲区。

Java

public class FWWrite {

    public static void main(String[] args) throws IOException {

        // 使用文件名称创建流对象

        FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt");

        // 写出数据，通过flush

        fw.write('刷'); // 写出第1个字符

        fw.flush();

        fw.write('新'); // 继续写出第2个字符，写出成功

        fw.flush();

     

        // 写出数据，通过close

        fw.write('关'); // 写出第1个字符

        fw.close();

        fw.write('闭'); // 继续写出第2个字符,【报错】java.io.IOException: Stream closed

        fw.close();

    }

}

TIPS：即便是flush方法写出了数据，操作的最后还是要调用close方法，释放系统资源。

4、写出字符数组：write(char[] cbuf)和 write(char[] cbuf, int off, int len)

 ，每次可以写出字符数组中的数据，用法类似FileOutputStream

Java

public class FWWrite {

    public static void main(String[] args) throws IOException {

        // 使用文件名称创建流对象

        FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt");    

              // 字符串转换为字节数组

              char[] chars = "程序员".toCharArray();

     

              // 写出字符数组

              fw.write(chars); // 程序员

       

                // 写出从索引2开始，2个字节。索引2是'程'，两个字节，也就是'程序'。

        fw.write(b,2,2); // 程序

     

              // 关闭资源

        fos.close();

    }

}

5、写出字符串：write(String str) 和 write(String str, int off, int len) ，每次可以写出字符串中的数据，更为方便

Java

public class FWWrite {

    public static void main(String[] args) throws IOException {

        // 使用文件名称创建流对象

        FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt");    

              // 字符串

              String msg = "程序员";

      

              // 写出字符数组

              fw.write(msg); //程序员

     

                // 写出从索引2开始，2个字节。索引2是'程'，两个字节，也就是'程序'。

        fw.write(msg,2,2);        // 程序

             

        // 关闭资源

        fos.close();

    }

}

6、换行继续写

Java

public class FWWrite {

    public static void main(String[] args) throws IOException {

        // 使用文件名称创建流对象，可以续写数据

        FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt"，true);    

        // 写出字符串

        fw.write("张三");

        // 写出换行

        fw.write("\r\n");

         // 写出字符串

        fw.write("程序员");

        // 关闭资源

        fw.close();

    }

}

六、IO资源的处理

jdk1.7以前，建议使用try...catch...finally 代码块

Java

public class HandleException1 {

    public static void main(String[] args) {

              // 声明变量

        FileWriter fw = null;

        try {

            //创建流对象

            fw = new FileWriter("fw.txt");

            // 写出数据

            fw.write("程序员"); //程序员

        } catch (IOException e) {

            e.printStackTrace();

        } finally {

            try {

                if (fw != null) {

                    fw.close();

                }

            } catch (IOException e) {

                e.printStackTrace();

            }

        }

    }

}

jdk1.7以后，使用优化后的try-with-resource 语句，该语句确保了每个资源在语句结束时关闭。所谓的资源（resource）是指在程序完成后，必须关闭的对象

格式：

JavaScript

try (创建流对象语句，如果多个,使用';'隔开) {

        // 读写数据

} catch (IOException e) {

        e.printStackTrace();

}

TypeScript

public class HandleException2 {

    public static void main(String[] args) {

              // 创建流对象

        try ( FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt"); ) {

            // 写出数据

            fw.write("程序员"); //程序员

        } catch (IOException e) {

            e.printStackTrace();

        }

    }

}

七、缓冲流

1、介绍

缓冲流,也叫高效流，是对4个基本的FileXxx 流的增强，所以也是4个流，按照数据类型分类：

  • 字节缓冲流：BufferedInputStream，BufferedOutputStream
  • 字符缓冲流：BufferedReader，BufferedWriter

缓冲流的基本原理，是在创建流对象时，会创建一个内置的默认大小的缓冲区数组，通过缓冲区读写，减少系统IO次数，从而提高读写的效率。

1、字节缓冲流

1、构造方法

  • public BufferedInputStream(InputStream in) ：创建一个 新的缓冲输入流。
  • public BufferedOutputStream(OutputStream out)： 创建一个新的缓冲输出流。

Java

// 创建字节缓冲输入流

BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("bis.txt"));

// 创建字节缓冲输出流

BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("bos.txt"));

2、使用示例（建议使用数组的方式）

Java

public class BufferedDemo {

    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {

              // 记录开始时间

        long start = System.currentTimeMillis();

                // 创建流对象

        try (

                        BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("jdk8.exe"));

                 BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("copy.exe"));

        ){

                  // 读写数据

            int len;

            byte[] bytes = new byte[8*1024];

            while ((len = bis.read(bytes)) != -1) {

                bos.write(bytes, 0 , len);

            }

        } catch (IOException e) {

            e.printStackTrace();

        }

                // 记录结束时间

        long end = System.currentTimeMillis();

        System.out.println("缓冲流使用数组复制时间:"+(end - start)+" 毫秒");

    }

}

2、字符缓冲流

1、构造方法

  • public BufferedReader(Reader in) ：创建一个 新的缓冲输入流。
  • public BufferedWriter(Writer out)： 创建一个新的缓冲输出流。

示例代码：

C++

// 创建字符缓冲输入流

BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("br.txt"));

// 创建字符缓冲输出流

BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("bw.txt"));

2、特有方法

字符缓冲流的基本方法与普通字符流调用方式一致，不再阐述，我们来看它们具备的特有方法。

  • BufferedReader：public String readLine(): 读一行文字。
  • BufferedWriter：public void newLine(): 写一行行分隔符,由系统属性定义符号。

示例：

TypeScript

public class BufferedReaderDemo {

    public static void main(String[] args) throws IOException {

               // 创建流对象

        BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("in.txt"));

                // 定义字符串,保存读取的一行文字

        String line  = null;

              // 循环读取,读取到最后返回null

        while ((line = br.readLine())!=null) {

            System.out.print(line);

            System.out.println("------");

        }

                // 释放资源

        br.close();

    }

}

Java

public class BufferedWriterDemo throws IOException {

    public static void main(String[] args) throws IOException  {

              // 创建流对象

                BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("out.txt"));

              // 写出数据

        bw.write("张三");

              // 写出换行

        bw.newLine();

        bw.write("程序");

        bw.newLine();

        bw.write("员");

        bw.newLine();

                // 释放资源

        bw.close();

    }

}

3、综合案例

TypeScript

public class BufferedTest {

    public static void main(String[] args) throws IOException {

        // 创建map集合,保存文本数据,键为序号,值为文字

        HashMap lineMap = new HashMap();

        // 创建流对象

        BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("in.txt"));

        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("out.txt"));

        // 读取数据

        String line  = null;

        while ((line = br.readLine())!=null) {

            // 解析文本

            String[] split = line.split("\\.");

            // 保存到集合

            lineMap.put(split[0],split[1]);

        }

        // 释放资源

        br.close();

        // 遍历map集合

        for (int i = 1; i <= lineMap.size(); i++) {

            String key = String.valueOf(i);

            // 获取map中文本

            String value = lineMap.get(key);

                  // 写出拼接文本

            bw.write(key+"."+value);

                  // 写出换行

            bw.newLine();

        }

                // 释放资源

        bw.close();

    }

}

六、转换流

1、字符编码和字符集

a、字符编码

计算机中储存的信息都是用二进制数表示的，而我们在屏幕上看到的数字、英文、标点符号、汉字等字符是二进制数转换之后的结果。按照某种规则，将字符存储到计算机中，称为编码 。反之，将存储在计算机中的二进制数按照某种规则解析显示出来，称为解码 。比如说，按照A规则存储，同样按照A规则解析，那么就能显示正确的文本f符号。反之，按照A规则存储，再按照B规则解析，就会导致乱码现象。

  • 字符编码Character Encoding : 就是一套自然语言的字符与二进制数之间的对应规则。

b、字符集

  • 字符集 Charset：也叫编码表。是一个系统支持的所有字符的集合，包括各国家文字、标点符号、图形符号、数字等。
  • 计算机要准确的存储和识别各种字符集符号，需要进行字符编码，一套字符集必然至少有一套字符编码。常见字符集有ASCII字符集、GBK字符集、Unicode字符集等。可见，当指定了编码，它所对应的字符集自然就指定了，所以编码才是我们最终要关心的。

  • ASCII字符集 ：
  • ASCII（American Standard Code for Information Interchange，美国信息交换标准代码）是基于拉丁字母的一套电脑编码系统，用于显示现代英语，主要包括控制字符（回车键、退格、换行键等）和可显示字符（英文大小写字符、阿拉伯数字和西文符号）。
  • 基本的ASCII字符集，使用7位（bits）表示一个字符，共128字符。ASCII的扩展字符集使用8位（bits）表示一个字符，共256字符，方便支持欧洲常用字符。
  • ISO-8859-1字符集：
  • 拉丁码表，别名Latin-1，用于显示欧洲使用的语言，包括荷兰、丹麦、德语、意大利语、西班牙语等。
  • ISO-5559-1使用单字节编码，兼容ASCII编码。
  • GBxxx字符集：
  • GB就是国标的意思，是为了显示中文而设计的一套字符集。
  • GB2312：简体中文码表。一个小于127的字符的意义与原来相同。但两个大于127的字符连在一起时，就表示一个汉字，这样大约可以组合了包含7000多个简体汉字，此外数学符号、罗马希腊的字母、日文的假名们都编进去了，连在ASCII里本来就有的数字、标点、字母都统统重新编了两个字节长的编码，这就是常说的"全角"字符，而原来在127号以下的那些就叫"半角"字符了。
  • GBK：最常用的中文码表。是在GB2312标准基础上的扩展规范，使用了双字节编码方案，共收录了21003个汉字，完全兼容GB2312标准，同时支持繁体汉字以及日韩汉字等。
  • GB18030：最新的中文码表。收录汉字70244个，采用多字节编码，每个字可以由1个、2个或4个字节组成。支持中国国内少数民族的文字，同时支持繁体汉字以及日韩汉字等。
  • Unicode字符集 ：
  • Unicode编码系统为表达任意语言的任意字符而设计，是业界的一种标准，也称为统一码、标准万国码。
  • 它最多使用4个字节的数字来表达每个字母、符号，或者文字。有三种编码方案，UTF-8、UTF-16和UTF-32。最为常用的UTF-8编码。
  • UTF-8编码，可以用来表示Unicode标准中任何字符，它是电子邮件、网页及其他存储或传送文字的应用中，优先采用的编码。互联网工程工作小组（IETF）要求所有互联网协议都必须支持UTF-8编码。所以，我们开发Web应用，也要使用UTF-8编码。它使用一至四个字节为每个字符编码，编码规则：
  1. 128个US-ASCII字符，只需一个字节编码。
  1. 拉丁文等字符，需要二个字节编码。
  1. 大部分常用字（含中文），使用三个字节编码。
  1. 其他极少使用的Unicode辅助字符，使用四字节编码。

2、编码引出的问题

在IDEA中，使用FileReader 读取项目中的文本文件。由于IDEA的设置，都是默认的UTF-8编码，所以没有任何问题。但是，当读取Windows系统中创建的文本文件时，由于Windows系统的默认是GBK编码，就会出现乱码。

3、InputStreamReader类

转换流java.io.InputStreamReader，是Reader的子类，是从字节流到字符流的桥梁。它读取字节，并使用指定的字符集将其解码为字符。它的字符集可以由名称指定，也可以接受平台的默认字符集。

a、构造方法

  • InputStreamReader(InputStream in): 创建一个使用默认字符集的字符流。
  • InputStreamReader(InputStream in, String charsetName): 创建一个指定字符集的字符流。

示例：

Java

InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream("in.txt"));

InputStreamReader isr2 = new InputStreamReader(new FileInputStream("in.txt") , "GBK");

b、指定编码读取：

Java

public class ReaderDemo2 {

    public static void main(String[] args) throws IOException {

         // 定义文件路径,文件为gbk编码

        String FileName = "E:\\file_gbk.txt";

        // 创建流对象,默认UTF8编码

        InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream(FileName));

        // 创建流对象,指定GBK编码

        InputStreamReader isr2 = new InputStreamReader(new FileInputStream(FileName) , "GBK");

       

        // 定义变量,保存字符

        int read;

        // 使用默认编码字符流读取,乱码

        while ((read = isr.read()) != -1) {

            System.out.print((char)read); // ��Һ�

        }

        isr.close();

     

         // 使用指定编码字符流读取,正常解析

        while ((read = isr2.read()) != -1) {

            System.out.print((char)read);// 大家好

        }

        isr2.close();

    }

}

4、OutputStreamWriter类

转换流java.io.OutputStreamWriter ，是Writer的子类，是从字符流到字节流的桥梁。使用指定的字符集将字符编码为字节。它的字符集可以由名称指定，也可以接受平台的默认字符集。

a、构造方法

  • OutputStreamWriter(OutputStream in): 创建一个使用默认字符集的字符流。
  • OutputStreamWriter(OutputStream in, String charsetName): 创建一个指定字符集的字符流。

示例代码：

Java

OutputStreamWriter isr = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("out.txt"));

OutputStreamWriter isr2 = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("out.txt") , "GBK");

b、指定编码写出

Java

public class OutputDemo {

    public static void main(String[] args) throws IOException {

              // 定义文件路径

        String FileName = "E:\\out.txt";

              // 创建流对象,默认UTF8编码

        OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(FileName));

        // 写出数据

              osw.write("你好"); // 保存为6个字节

        osw.close();

             

                // 定义文件路径

                String FileName2 = "E:\\out2.txt";

             // 创建流对象,指定GBK编码

        OutputStreamWriter osw2 = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(FileName2),"GBK");

        // 写出数据

              osw2.write("你好");// 保存为4个字节

        osw2.close();

    }

}

5、综合练习

  1. 指定GBK编码的转换流，读取文本文件。
  1. 使用UTF-8编码的转换流，写出文本文件。

Java

public class TransDemo {

   public static void main(String[] args) {     

            // 1.定义文件路径

             String srcFile = "file_gbk.txt";

        String destFile = "file_utf8.txt";

                // 2.创建流对象

            // 2.1 转换输入流,指定GBK编码

        Reader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream(srcFile) , "GBK");

            // 2.2 转换输出流,默认utf8编码

        Writer osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(destFile));

                // 3.读写数据

            // 3.1 定义数组

        char[] cbuf = new char[1024];

            // 3.2 定义长度

        int len;

            // 3.3 循环读取

        while ((len = isr.read(cbuf))!=-1) {

            // 循环写出

                  osw.write(cbuf,0,len);

        }

            // 4.释放资源

        osw.close();

        isr.close();

          }

}

七、序列化

        Java 提供了一种对象序列化的机制。用一个字节序列可以表示一个对象，该字节序列包含该

对象的数据、对象的类型和对象中存储的属性等信息。字节序列写出到文件之后，相当于文件中持久保存了一个对象的信息。

         反之，该字节序列还可以从文件中读取回来，重构对象，对它进行反序列化。对象的数据、对象的类型和对象中存储的数据信息，都可以用来在内存中创建对象。

1、ObjectInputStream类

ObjectInputStream反序列化流，将之前使用ObjectOutputStream序列化的原始数据恢复为对象。

a、构造方法

  • public ObjectInputStream(InputStream in)： 创建一个指定InputStream的ObjectInputStream。

b、反序列化操作1

如果能找到一个对象的class文件，我们可以进行反序列化操作，调用ObjectInputStream读取对象的方法：

  • public final Object readObject () : 读取一个对象。

TypeScript

public class DeserializeDemo {

   public static void main(String [] args)   {

        Employee e = null;

        try {               

             // 创建反序列化流

             FileInputStream fileIn = new FileInputStream("employee.txt");

             ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(fileIn);

             // 读取一个对象

             e = (Employee) in.readObject();

             // 释放资源

             in.close();

             fileIn.close();

        }catch(IOException i) {

             // 捕获其他异常

             i.printStackTrace();

             return;

        }catch(ClassNotFoundException c)  {

                // 捕获类找不到异常

             System.out.println("Employee class not found");

             c.printStackTrace();

             return;

        }

        // 无异常,直接打印输出

        System.out.println("Name: " + e.name);        // zhangsan

        System.out.println("Address: " + e.address); // beiqinglu

        System.out.println("age: " + e.age); // 0

    }

}

对于JVM可以反序列化对象，它必须是能够找到class文件的类。如果找不到该类的class文件，则抛出一个 ClassNotFoundException 异常。 

c、反序列化操作2

另外，当JVM反序列化对象时，能找到class文件，但是class文件在序列化对象之后发生了修改，那么反序列化操作也会失败，抛出一个InvalidClassException异常。发生这个异常的原因如下：

  • 该类的序列版本号与从流中读取的类描述符的版本号不匹配
  • 该类包含未知数据类型
  • 该类没有可访问的无参数构造方法

Serializable 接口给需要序列化的类，提供了一个序列版本号。

serialVersionUID 该版本号的目的在于验证序列化的对象和对应类是否版本匹配。

Java

public class Employee implements java.io.Serializable {

     // 加入序列版本号

     private static final long serialVersionUID = 1L;

     public String name;

     public String address;

     // 添加新的属性 ,重新编译, 可以反序列化,该属性赋为默认值.

     public int eid;

     public void addressCheck() {

         System.out.println("Address  check : " + name + " -- " + address);

     }

}

2、ObjectOutputStream类

java.io.ObjectOutputStream 类，将Java对象的原始数据类型写出到文件,实现对象的持久存储。

a、构造方法

  • public ObjectOutputStream(OutputStream out)： 创建一个指定OutputStream的ObjectOutputStream。

示例：

Java

FileOutputStream fileOut = new FileOutputStream("employee.txt");

ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(fileOut);

b、序列化操作

1.一个对象要想序列化，必须满足两个条件:

  • 该类必须实现java.io.Serializable 接口，Serializable 是一个标记接口，不实现此接口的类将不会使任何状态序列化或反序列化，会抛出NotSerializableException 。
  • 该类的所有属性必须是可序列化的。如果有一个属性不需要可序列化的，则该属性必须注明是瞬态的，使用transient 关键字修饰。

Java

public class Employee implements java.io.Serializable {

    public String name;

    public String address;

    public transient int age; // transient瞬态修饰成员,不会被序列化

    public void addressCheck() {

              System.out.println("Address  check : " + name + " -- " + address);

    }

}

2.写出对象方法

  • public final void writeObject (Object obj) : 将指定的对象写出。

TypeScript

public class SerializeDemo{

           public static void main(String [] args)   {

            Employee e = new Employee();

            e.name = "zhangsan";

            e.address = "beiqinglu";

            e.age = 20;

            try {

                      // 创建序列化流对象

          ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("employee.txt"));

                // 写出对象

                out.writeObject(e);

                // 释放资源

                out.close();

                fileOut.close();

                System.out.println("Serialized data is saved"); // 姓名，地址被序列化，年龄没有被序列化。

        } catch(IOException i)   {

            i.printStackTrace();

        }

           }

}

3、综合案例

  1. 把若干学生对象 ，保存到集合中。
  1. 把集合序列化。
  1. 反序列化读取时，只需要读取一次，转换为集合类型。
  1. 遍历集合，可以打印所有的学生信息

Java

public class SerTest {

        public static void main(String[] args) throws Exception {

                // 创建 学生对象

                Student student = new Student("老王", "laow");

                Student student2 = new Student("老张", "laoz");

                Student student3 = new Student("老李", "laol");

                ArrayList arrayList = new ArrayList();

                arrayList.add(student);

                arrayList.add(student2);

                arrayList.add(student3);

                // 序列化操作

                // serializ(arrayList);

               

                // 反序列化 

                ObjectInputStream ois  = new ObjectInputStream(new FileInputStream("list.txt"));

                // 读取对象,强转为ArrayList类型

                ArrayList list  = (ArrayList)ois.readObject();

               

              for (int i = 0; i < list.size(); i++ ){

                  Student s = list.get(i);

                System.out.println(s.getName()+"--"+ s.getPwd());

              }

        }

        private static void serializ(ArrayList arrayList) throws Exception {

                // 创建 序列化流

                ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("list.txt"));

                // 写出对象

                oos.writeObject(arrayList);

                // 释放资源

                oos.close();

        }

}

八、打印流

平时我们在控制台打印输出，是调用print方法和println方法完成的，这两个方法都来自于

java.io.PrintStream类，该类能够方便地打印各种数据类型的值，是一种便捷的输出方式。

1、PrintStream类

  • public PrintStream(String fileName)： 使用指定的文件名创建一个新的打印流。

System.out就是PrintStream类型的，只不过它的流向是系统规定的，打印在控制台上。不过，既然是流对象，我们就可以玩一个"小把戏"，将数据输出到指定文本文件中。

Java

public class PrintDemo {

    public static void main(String[] args) throws IOException {

                // 调用系统的打印流,控制台直接输出97

        System.out.println(97);

     

                // 创建打印流,指定文件的名称

        PrintStream ps = new PrintStream("ps.txt");

             

              // 设置系统的打印流流向,输出到ps.txt

        System.setOut(ps);

              // 调用系统的打印流,ps.txt中输出97

        System.out.println(97);

    }

}

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