六. Java.IO 流类库

1：io 流的四个基本类

      java.io 包中包含了流式 I/O 所需要的所有类。在 java.io 包中有四个基本类：InputStream、OutputStream 及 Reader、Writer 类，它们分别处理字节流和字符流：

基本数据流的 I/O 

输入 / 输出	字节流	字符流
输入流	Inputstream	Reader
输出流	OutputStream	Writer

 Java 中其他多种多样变化的流均是由它们派生出来的：

JDK1.4 版本开始引入了新 I/O 类库，它位于 java.nio 包中，新 I/O 类库利用通道和缓冲区等来提高 I/O 操作的效率。

      在 java.io 包中， java.io.InputStream 表示字节输入流， java.io.OutputStream 表示字节输出流，处于 java.io 包最顶层。这两个类均为抽象类，也就是说它们不能被实例化，必须生成子类之后才能实现一定的功能。

2：io 流的具体分类

1）按 I/O 类型来总体分类：

     1. Memory 1）从 / 向内存数组读写数据: CharArrayReader、 CharArrayWriter、ByteArrayInputStream、ByteArrayOutputStream
                   2）从 / 向内存字符串读写数据 StringReader、StringWriter、StringBufferInputStream
     2.Pipe 管道  实现管道的输入和输出（进程间通信）: PipedReader、PipedWriter、PipedInputStream、PipedOutputStream
     3.File 文件流。对文件进行读、写操作 ：FileReader、FileWriter、FileInputStream、FileOutputStream
     4. ObjectSerialization 对象输入、输出 ：ObjectInputStream、ObjectOutputStream
     5.DataConversion 数据流 按基本数据类型读、写（处理的数据是 Java 的基本类型（如布尔型，字节，整数和浮点数））：DataInputStream、DataOutputStream
     6.Printing 包含方便的打印方法 ：PrintWriter、PrintStream
     7.Buffering 缓冲  在读入或写出时，对数据进行缓存，以减少 I/O 的次数：BufferedReader、BufferedWriter、BufferedInputStream、BufferedOutputStream
     8.Filtering 滤流，在数据进行读或写时进行过滤：FilterReader、FilterWriter、FilterInputStream、FilterOutputStream 过
     9.Concatenation 合并输入 把多个输入流连接成一个输入流 ：SequenceInputStream 
    10.Counting 计数  在读入数据时对行记数 ：LineNumberReader、LineNumberInputStream
    11.Peeking Ahead 通过缓存机制，进行预读 ：PushbackReader、PushbackInputStream
    12.Converting between Bytes and Characters 按照一定的编码 / 解码标准将字节流转换为字符流，或进行反向转换（Stream 到 Reader,Writer 的转换类）：InputStreamReader、OutputStreamWriter

2）按数据来源（去向）分类： 

1. File（文件）： FileInputStream, FileOutputStream, FileReader, FileWriter 

2. byte[]：ByteArrayInputStream, ByteArrayOutputStream 

3. Char[]: CharArrayReader, CharArrayWriter 

4. String: StringBufferInputStream, StringReader, StringWriter 

5. 网络数据流：InputStream, OutputStream, Reader, Writer 

七. 字节流 InputStream/OutputStream 

1：InputStream 抽象类 

      InputStream 为字节输入流，它本身为一个抽象类，必须依靠其子类实现各种功能，此抽象类是表示字节输入流的所有类的超类。 继承自 InputStream  的流都是向程序中输入数据的，且数据单位为字节（8bit）；

InputStream 是输入字节数据用的类，所以 InputStream 类提供了 3 种重载的 read 方法.Inputstream 类中的常用方法： 
　　（1） public abstract int read ( )：读取一个 byte 的数据，返回值是高位补 0 的 int 类型值。若返回值 =-1 说明没有读取到任何字节读取工作结束。
　　（2） public int read (byte b [])：读取 b.length 个字节的数据放到 b 数组中。返回值是读取的字节数。该方法实际上是调用下一个方法实现的 
　　（3） public int read (byte b [], int off, int len)：从输入流中最多读取 len 个字节的数据，存放到偏移量为 off 的 b 数组中。 
　　（4） public int available ( )：返回输入流中可以读取的字节数。注意：若输入阻塞，当前线程将被挂起，如果 InputStream 对象调用这个方法的话，它只会返回 0，这个方法必须由继承 InputStream 类的子类对象调用才有用， 
　　（5） public long skip (long n)：忽略输入流中的 n 个字节，返回值是实际忽略的字节数，跳过一些字节来读取 
　　（6） public int close ( ) ：我们在使用完后，必须对我们打开的流进行关闭. 

         主要的子类：

         1） FileInputStream 把一个文件作为 InputStream，实现对文件的读取操作     
　　  2） ByteArrayInputStream：把内存中的一个缓冲区作为 InputStream 使用 
　　  3） StringBufferInputStream：把一个 String 对象作为 InputStream 
　　  4） PipedInputStream：实现了 pipe 的概念，主要在线程中使用 
　　  5） SequenceInputStream：把多个 InputStream 合并为一个 InputStream 

2：OutputStream 抽象类 

　　OutputStream 提供了 3 个 write 方法来做数据的输出，这个是和 InputStream 是相对应的。 
　　1. public void write (byte b [])：将参数 b 中的字节写到输出流。 
　　2. public void write (byte b [], int off, int len) ：将参数 b 的从偏移量 off 开始的 len 个字节写到输出流。 
　　3. public abstract void write (int b) ：先将 int 转换为 byte 类型，把低字节写入到输出流中。 
　　4. public void flush ( ) : 将数据缓冲区中数据全部输出，并清空缓冲区。 
　　5. public void close ( ) : 关闭输出流并释放与流相关的系统资源。 

       主要的子类：

      1) ByteArrayOutputStream：把信息存入内存中的一个缓冲区中 
      2) FileOutputStream：把信息存入文件中 
      3) PipedOutputStream：实现了 pipe 的概念，主要在线程中使用 
      4) SequenceOutputStream：把多个 OutStream 合并为一个 OutStream 

流结束的判断：方法 read () 的返回值为 - 1 时；readLine () 的返回值为 null 时。

3：文件输入流： FileInputStream 类

      FileInputStream 可以使用 read () 方法一次读入一个字节，并以 int 类型返回，或者是使用 read () 方法时读入至一个 byte 数组，byte 数组的元素有多少个，就读入多少个字节。在将整个文件读取完成或写入完毕的过程中，这么一个 byte 数组通常被当作缓冲区，因为这么一个 byte 数组通常扮演承接数据的中间角色。

作用：以文件作为数据输入源的数据流。或者说是打开文件，从文件读数据到内存的类。
使用方法 (1)    
   

  File  fin=new File("d:/abc.txt"); 
  FileInputStream in=new FileInputStream( fin);

使用方法 (2)
   

FileInputStream  in=new  FileInputStream(“d: /abc.txt”);

程序举例：
将 InputFromFile.java 的程序的内容显示在显示器上

import java.io.IOException;  
import java.io.FileInputStream;  

public class TestFile {  
    public static void main(String args[]) throws IOException {  
        try{      
               FileInputStream rf=new   FileInputStream("InputFromFile.java");  
               int n=512;   byte  buffer[]=new  byte[n];     
               while((rf.read(buffer,0,n)!=-1)&&(n>0)){  
                   System.out.println(new String(buffer) );  
                }  
                System.out.println();  
                rf.close();  
        } catch(IOException  IOe){        
              System.out.println(IOe.toString());  
        }  
  
    }  
  
}

4：文件输出流：FileOutputStream 类

　  作用：用来处理以文件作为数据输出目的数据流；或者说是从内存区读数据入文件

      FileOutputStream 类用来处理以文件作为数据输出目的数据流；一个表示文件名的字符串，也可以是 File 或 FileDescriptor 对象。 
　　创建一个文件流对象有两种方法： 
　　方式 1： 
　　 File   f=new  File (“d:/myjava/write.txt ");
        FileOutputStream  out= new FileOutputStream (f);
　　方式 2： 
　　FileOutputStream out=new FileOutputStream(“d:/myjava/write.txt "); 
　　方式 3：构造函数将 FileDescriptor () 对象作为其参数。 
　　FileDescriptor() fd=new FileDescriptor(); 
　　FileOutputStream f2=new FileOutputStream(fd); 
　　方式 4：构造函数将文件名作为其第一参数，将布尔值作为第二参数。 
　　FileOutputStream f=new FileOutputStream("d:/abc.txt",true); 
　　注意： （1）文件中写数据时，若文件已经存在，则覆盖存在的文件；（2）的读 / 写操作结束时，应调用 close 方法关闭流。

程序举例：使用键盘输入一段文章，将文章保存在文件 write.txt 中

import java.io.IOException;  
import java.io.FileOutputStream;  
public class TestFile {  
    public static void main(String args[]) throws IOException {  
        try {  
            System.out.println("please Input from      Keyboard");  
            int count, n = 512;  
            byte buffer[] = new byte[n];  
            count = System.in.read(buffer);  
            FileOutputStream wf = new FileOutputStream("d:/myjava/write.txt");  
            wf.write(buffer, 0, count);  
            wf.close(); // 当流写操作结束时，调用close方法关闭流。  
            System.out.println("Save to the write.txt");  
        } catch (IOException IOe) {  
            System.out.println("File Write Error!");  
        }  
    }  
  
}

5：FileInputStream 流和 FileOutputStream 的应用

利用程序将文件 file1.txt 拷贝到 file2.txt 中。

import java.io.File;  
import java.io.IOException;  
import java.io.FileOutputStream;  
import java.io.FileInputStream;  
  
public class TestFile {  
    public static void main(String args[]) throws IOException {  
        try {  
            File inFile = new File("copy.java");  
            File outFile = new File("copy2.java");  
            FileInputStream finS = new FileInputStream(inFile);  
            FileOutputStream foutS = new FileOutputStream(outFile);  
            int c;  
            while ((c = finS.read()) != -1) {  
                foutS.write(c);  
            }  
            finS.close();  
            foutS.close();  
        } catch (IOException e) {  
            System.err.println("FileStreamsTest: " + e);  
        }  
    }  
  
}

 6：缓冲输入输出流 BufferedInputStream/ BufferedOutputStream

       计算机访问外部设备非常耗时。访问外存的频率越高，造成 CPU 闲置的概率就越大。为了减少访问外存的次数，应该在一次对外设的访问中，读写更多的数据。为此，除了程序和流节点间交换数据必需的读写机制外，还应该增加缓冲机制。缓冲流就是每一个数据流分配一个缓冲区，一个缓冲区就是一个临时存储数据的内存。这样可以减少访问硬盘的次数，提高传输效率。

BufferedInputStream: 当向缓冲流写入数据时候，数据先写到缓冲区，待缓冲区写满后，系统一次性将数据发送给输出设备。

BufferedOutputStream : 当从向缓冲流读取数据时候，系统先从缓冲区读出数据，待缓冲区为空时，系统再从输入设备读取数据到缓冲区。

1）将文件读入内存：

将 BufferedInputStream 与 FileInputStream 相接 

  FileInputStream in = new FileInputStream(“file1.txt ”);

  BufferedInputStream bin = new BufferedInputStream(in); 

2）将内存写入文件：

将 BufferedOutputStream 与 FileOutputStream 相接

FileOutputStreamout = new FileOutputStream(“file1.txt”);

BufferedOutputStream bin = new BufferedInputStream(out);

3）键盘输入流读到内存

将 BufferedReader 与标准的数据流相接  

InputStreamReader sin = new InputStreamReader (System.in) ；

BufferedReader bin = new BufferedReader(sin);

import java.io.*;  
  
public class ReadWriteToFile {  
    public static void main(String args[]) throws IOException {  
        InputStreamReader sin = new InputStreamReader(System.in);  
        BufferedReader bin = new BufferedReader(sin);  
        FileWriter out = new FileWriter("myfile.txt");  
        BufferedWriter bout = new BufferedWriter(out);  
        String s;  
        while ((s = bin.readLine()).length() > 0) {  
            bout.write(s, 0, s.length());  
        }  
  
    }  
}

程序说明：
从键盘读入字符，并写入到文件中 BufferedReader 类的方法：String readLine()
作用：读一行字符串，以回车符为结束。
BufferedWriter 类的方法：bout.write(String s,offset,len)
作用：从缓冲区将字符串 s 从 offset 开始，len 长度的字符串写到某处。