Java基础---缓冲流+转换流+序列化流+打印流

Posted 2021-07-04 LL.LEBRON

文章目录

• 缓冲流+转换流+序列化流+打印流
• • 1.缓冲流
  • • 1.1概述
    • 1.2字节缓冲流
    • 1.3字符缓冲流
  • 2.转化流
  • • 2.1字符编码和字符集
    • 2.2编码引出的问题
    • 2.3InputStreamReader类
    • 2.4OutputStreamWriter类
  • 3.序列化
  • • 3.1概述
    • 3.2序列化流- ObjectOutputStream类
    • 3.3反序列化流-ObjectInputStream类
    • 3.4练习：序列化集合
  • 4.打印流
  • • 4.1概述
    • 4.2PrintStream类

缓冲流+转换流+序列化流+打印流

1.缓冲流

1.1概述

缓冲流也叫高效流，是对四个基本的FileXxx流的增加，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。

1.2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。

   构造举例，代码如下：

   // 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. 代码演示

   public class mainIo1 {
       public static void main(String[] args) throws IOException {
           BufferedOutputStream bo = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("a.txt"));
           bo.write("xppmzz".getBytes());
           bo.close();
           BufferedInputStream bi=new BufferedInputStream(new FileInputStream("a.txt"));
           byte[] b=new byte[4];
           int len=0;
           while((len=bi.read(b))!=-1){
               System.out.println(new String(b,0,len));
           }
           bi.close();
       }
   }
   

1.3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。

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。

   readLine方法演示，代码如下：

   public class mainIo1 {
       public static void main(String[] args) throws IOException {
           // 创建流对象
           BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("a.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.println(line);
               System.out.println("------");
           }
           // 释放资源
           br.close();
       }
   }
   

   newLine方法演示，代码如下：

   public class mainIo1 {
       public static void main(String[] args) throws IOException {
       	// 创建流对象
           BufferedWriter bw=new BufferedWriter(new FileWriter("a.txt"));
           // 写出数据
           bw.write("小皮皮");
           // 写出换行
           bw.newLine();
           bw.write("美滋滋");
           // 释放资源
           bw.close();
       }
   }
   输出效果:
   小皮皮
   美滋滋
   

2.转化流

2.1字符编码和字符集

• 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 。

  字符(能看懂的)–字节(看不懂的)

• 解码：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

  解码:字节(看不懂的)–>字符(能看懂的)

• 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。

  编码表:生活中文字和计算机中二进制的对应规则

• 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-8859-1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。
    2. 拉丁文等字符，需要二个字节编码。
    3. 大部分常用字（含中文），使用三个字节编码。
    4. 其他极少使用的Unicode辅助字符，使用四字节编码。

2.2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。

public class ReaderDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        FileReader fileReader = new FileReader("E:\\\\File_GBK.txt");
        int read;
        while ((read = fileReader.read()) != -1) {
            System.out.print((char)read);
        }
        fileReader.close();
    }
}
输出结果：
���

2.3InputStreamReader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。

1. 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。

   构造举例，代码如下：

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

2. 指定编码读取

   public class mainIo1 {
       public static void main(String[] args) throws IOException {
           // 创建流对象,默认UTF8编码
           InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream("a.txt"));
           // 创建流对象,指定GBK编码
           InputStreamReader isr2 = new InputStreamReader(new FileInputStream("a.txt"), "GBK");
           int read;
           while ((read = isr.read()) != -1) {
               System.out.println((char) read);// ��Һ�
           }
           isr.close();
           while ((read = isr2.read()) != -1) {
               System.out.println((char) read);// 大家好
           }
           isr2.close();
       }
   }
   

2.4OutputStreamWriter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。

1. 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。

   构造举例，代码如下：

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

2. 指定编码写出

   public class mainIo1 {
       public static void main(String[] args) throws IOException {
           OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("a.txt"));
           OutputStreamWriter osw2 = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("b.txt"), "GBK");
           osw.write("你好");// 保存为6个字节
           osw2.write("你好");// 保存为4个字节
           osw.close();
           osw2.close();
       }
   }
   

3.序列化

3.1概述

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。看图理解序列化：

3.2序列化流- 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。

1. 构造方法

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

   构造举例，代码如下：

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

2. 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。

      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。

      public class pppDemo1 implements Serializable {
          private String name;
          private int age;
      
          public pppDemo1(String name, int age) {
              this.name = name;
              this.age = age;
          }
      
          public pppDemo1() {
          }
      
          public String getName() {
              return name;
          }
      
          public void setName(String name) {
              this.name = name;
          }
      
          public int getAge() {
              return age;
          }
      
          public void setAge(int age) {
              this.age = age;
          }
      }
      

      public class mainIo1 {
          public static void main(String[] args) throws IOException {
              ObjectOutputStream oos=new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("a.txt"));
              oos.writeObject(new pppDemo1("小皮皮",12));
              oos.close();
          }
      }
      

3.3反序列化流-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。

1. 构造方法

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

2. 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。

     public class mainIo1 {
         public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
             ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("a.txt"));
             pppDemo1 p = (pppDemo1) ois.readObject();
             ois.close();
             System.out.println("姓名："+p.getName());
             System.out.println("年龄："+p.getAge());
         }
     }
     

   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。

3. 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。

   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.
   }
   

3.4练习：序列化集合

public class mainIo1 {
    public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
        ArrayList<pppDemo1> a = new ArrayList<>();
        a.add(new pppDemo1("小皮皮", 3));
        a.add(new pppDemo1("美滋滋", 23));

        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("a.txt"));
        oos.writeObject(a);

        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("a.txt"));
        ArrayList<pppDemo1> aa = (ArrayList<pppDemo1>) ois.readObject();

        for (pppDemo1 p : aa) {
            System.out.println(p);
        }
        oos.close();
        ois.close();
    }
}
//输出：
小皮皮---3
美滋滋---23

4.打印流

4.1概述

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。

4.2PrintStream类

1. 构造方法

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

   构造举例，代码如下：

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

2. 改变打印流向

   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"，改变它的流向。

   public class mainIo1 {
       public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
   	    // 调用系统的打印流
           System.out.println("控制台输出小皮皮");
           // 创建打印流,指定文件的名称
           PrintStream ps = new PrintStream("a.txt");
           // 设置系统的打印流流向,输出到a.txt
           System.setOut(ps);
           // 调用系统的打印流
           System.out.println("打印流目的地输出小皮皮");
       }
   }