java重学系列之IO字节流

Posted 2022-02-05 大忽悠爱忽悠

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了java重学系列之IO字节流相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

字符集和编码

目标：字符集/编码集

字符集：各个国家为自己国家的字符取的一套编号规则。

计算机的底层是不能直接存储字符的。

计算机的底层只能存储二进制。010101

二进制就是可以转成10进制的。10进制就是整数编号。

 101 = 1*2^0 + 0*2^1 + 1*2^2 = 5

结论：计算机的底层可以存储编号

1B = 8b 计算机中的最小单位是字节B.

 美国人：
     8个开关一组就可以编码字符。 1个字节。
     2^8 = 256
     一个字节存储一个字符完全够用了。

     a  97
     b  98

     A  65
     B  66

     0  48
     1  49
     这套编码是ASCII编码。

     英文和数字在底层存储的时候都是采用1个字节存储的。

     中国人：
         中国人的字符很多：9万左右字符。
         中国人一般采用2个字节编码一个中文字符。
         这套编码叫：GBK编码。
         它也必须兼容ASCII编码表。
         ....

     美国人：
         我来收集全球所有的字符，统一编号。这套编码叫 Unicode编码（万国码）
         UTF-8就是变种形式。
         UTF-8一个中文一般占3个字节。
         它也必须兼容ASCII编码表。

     小结：
         英文和数字在任何编码集中都是一样的，都占1个字节。
         GBK编码中，1个中文字符一般占2个字节。
         UTF-8编码中，1个中文字符一般占3个字节。
         技术人员都应该使用UTF-8编码！

         编码前与编码后的编码集必须一致才不会乱码!!

         GBK   我爱你[oo oo oo]     GBK     不会乱码！
         GBK   我爱你[oo oo oo]     UTF-8   会乱码！

         英文和数字在任何编码集中可以通用，不会乱码！!
 */
public class CharsetDemo

IO概述

什么是IO

生活中，你肯定经历过这样的场景。当你编辑一个文本文件，忘记了ctrl+s ，可能文件就白白编辑了。当你电脑上插入一个U盘，可以把一个视频，拷贝到你的电脑硬盘里。那么数据都是在哪些设备上的呢？键盘、内存、硬盘、外接设备等等。

我们把这种数据的传输，可以看做是一种数据的流动，按照流动的方向，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。

Java中I/O操作主要是指使用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。

IO的分类

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。

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。

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	字符输出流 Writer

总结

/**
    目标：IO流读写数据。

    IO输入输出流：输入/输出流。
        Input:输入。
        Output:输出。

    引入：
        File类只能操作文件对象本身，不能读写文件对象的内容。
        读写数据内容，应该使用IO流。

    IO流是一个水流模型：IO理解成水管，把数据理解成水流。

    IO流的分类:
        按照流的方向分为：输入流，输出流。
           （1）输出流：以内存为基准，把内存中的数据写出到磁盘文件或者网络介质中去的流称为输出流。
                   输出流的作用：写数据到文件，或者写数据发送给别人。

           （2）输入流：以内存为基准，把磁盘文件中的数据或者网络中的数据读入到内存中去的流称为输入流。
                   输入流的作用：读取数据到内存。

        按照流的内容分为: 字节流，字符流。
           （1）字节流：流中的数据的最小单位是一个一个的字节，这个流就是字节流。
           （2）字符流：流中的数据的最小单位是一个一个的字符，这个流就是字符流。(针对于文本内容)


    所以流大体分为四大类:
        字节输入流：以内存为基准，把磁盘文件中的数据或者网络中的数据以一个一个的字节的形式读入到内存中去的流称为字节输入流。
        字节输出流：以内存为基准，把内存中的数据以一个一个的字节写出到磁盘文件或者网络介质中去的流称为字节输出流。
        字符输入流：以内存为基准，把磁盘文件中的数据或者网络中的数据以一个一个的字符的形式读入到内存中去的流称为字符输入流。
        字符输出流：以内存为基准，把内存中的数据以一个一个的字符写出到磁盘文件或者网络介质中去的流称为字符输出流。
    小结：
        IO流是读写传输数据的，IO流有很多种，每种流有自己的功能特点。
 */
public class IODemo

字节流

一切皆为字节

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。

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。

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。

FileOutputStream类

OutputStream有很多子类，我们从最简单的一个子类开始。

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

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。

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");

写出字节数据

写出字节：write(int b) 方法，每次可以写出一个字节数据，代码使用演示：

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();
    

输出结果：
abc

小贴士：

虽然参数为int类型四个字节，但是只会保留一个字节的信息写出。
流操作完毕后，必须释放系统资源，调用close方法，千万记得。

2.写出字节数组：write(byte[] b)，每次可以写出数组中的数据，代码使用演示：

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 = "大忽悠".getBytes();
      	// 写出字节数组数据
      	fos.write(b);
      	// 关闭资源
        fos.close();
    

输出结果：
大忽悠

3.写出指定长度字节数组：write(byte[] b, int off, int len) ,每次写出从off索引开始，len个字节，代码使用演示：

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();
    

输出结果：
cd

数据追加续写

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，代码使用演示：

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();
    

文件操作前：cd
文件操作后：cdabcde

写出换行

Windows系统里，换行符号是\\r\\n 。把

以指定是否追加续写了，代码使用演示：

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();
    


输出结果：
a
b
c
d
e

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。

基本使用演示

/**
    目标：字节输出流的使用。

    IO流的体系：
            字节流                                   字符流
    字节输入流           字节输出流               字符输入流       字符输出流
    InputStream         OutputStream           Reader         Writer     (抽象类)
    FileInputStream     FileOutputStream       FileReader     FileWriter (实现类)

    a.FileOutputStream文件字节输出流
        -- 作用：以内存为基准，把内存中的数据，按照字节的形式写出到磁盘文件中去。
                 简单来说，把内存数据按照字节写出到磁盘文件中去。
        -- 构造器：
            public FileOutputStream(File file):创建一个字节输出流管道通向目标文件对象。
            public FileOutputStream(String file):创建一个字节输出流管道通向目标文件路径。
            public FileOutputStream(File file , boolean append):创建一个追加数据的字节输出流管道通向目标文件对象。
            public FileOutputStream(String file , boolean append):创建一个追加数据的字节输出流管道通向目标文件路径。
        -- 方法：
           public void write(int a):写一个字节出去 。
           public void write(byte[] buffer):写一个字节数组出去。
           public void write(byte[] buffer , int pos , int len):写一个字节数组的一部分出去。
                        参数一，字节数组；参数二：起始字节索引位置，参数三：写多少个字节数出去。
    小结：
        字节输出流只能写字节出去。
        字节输出流默认是覆盖数据管道,每次启动管道前清空数据。
        换行用： os.write("\\r\\n".getBytes());
        关闭和刷新：刷新流可以继续使用，关闭包含刷新数据但是流就不能使用了！ 
 */
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;

public class OutputStreamDemo04

    public static void main(String[] args) throws IOException 
        OutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream("src/dhy.txt");
        //一次只能写一个字节--这里会自动都转换为ASCAII码
        fileOutputStream.write('a');
        fileOutputStream.write(98);
        //只会写出中文的第一个字节，因此写入到文件的内容是乱码
        fileOutputStream.write('大');
        //换行---\\r\\n兼容性比较好
        fileOutputStream.write("\\r\\n".getBytes());
        fileOutputStream.write("大忽悠喜欢小朋友".getBytes());
        //刷新数据到文件中去
        fileOutputStream.flush();
        //写完关闭流
        fileOutputStream.close();

        //默认以UTF-8提取字节，可以手动设置提供字节的解码方式
        // fileOutputStream.write("大忽悠喜欢小朋友".getBytes(Charset.forName("GBK")));
        fileOutputStream.write("大忽悠喜欢小朋友".getBytes("GBK"));

编码和解码的方式必须一致，否则会乱码

追加数据

/**
    目标：字节输出流的使用-追加数据管道。

    IO流的体系：
            字节流                                   字符流
    字节输入流           字节输出流               字符输入流       字符输出流
    InputStream         OutputStream           Reader         Writer     (抽象类)
    FileInputStream     FileOutputStream       FileReader     FileWriter (实现类)

    FileOutputStream字节输出流每次启动写数据的时候都会先清空之前的全部数据，从新写入。
    小结：
        覆盖数据管道： OutputStream os = new FileOutputStream("Day09Demo/out05");
        追加数据的管道：OutputStream os = new FileOutputStream("Day09Demo/out05" , true);
                 参数二代表了此管道是追加数据的管道，不会覆盖之前的数据！
 */
public class OutputStreamDemo05

    public static void main(String[] args) throws IOException 
        OutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream("src/dhy.txt",true);
        fileOutputStream.write("\\r\\n我是追加的数据".getBytes());
        fileOutputStream.close();

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。

FileInputStream类

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

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

构造举例，代码如下：

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");

读取字节数据

读取字节：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，代码使用演示：

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");
      	// 读取数据，返回一个字节
        int read = fis.read();
        System.out.println((char) read);
        read = fis.read();
        System.out.println((char) read);
        read = fis.read();
        System.out.println((char) read);
        read = fis.read();
        System.out.println((char) read);
        read = fis.read();
        System.out.println((char) read);
      	// 读取到末尾,返回-1
       	read = fis.read();
        System.out.println( read);
		// 关闭资源
        fis.close();
    

输出结果：
a
b
c
d
e
-1

循环改进读取方式，代码使用演示：

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();
    

输出结果：
a
b
c
d
e

小贴士：

虽然读取了一个字节，但是会自动提升为int类型。
流操作完毕后，必须释放系统资源，调用close方法，千万记得。

1.使用字节数组读取：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 ，代码使用演示：

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,把数组变成字符串打印
            System.out.println(new String(b));
        
		// 关闭资源
        fis.close();
    


输出结果：
ab
cd
ed

错误数据d，是由于最后一次读取时，只读取一个字节e，数组中，上次读取的数据没有被完全替换，所以要通过len ，获取有效的字节，代码使用演示：

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();
    


输出结果：
ab
cd
e

小贴士：

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。

一个一个字节读取

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.InputStream;

/**
    目标：字节输入流的使用。

    IO流的体系：
            字节流                                   字符流
    字节输入流           字节输出流               字符输入流      字符输出流
    InputStream         OutputStream           Reader         Writer     (抽象类)
    FileInputStream     FileOutputStream       FileReader     FileWriter (子类实现类)

    a.FileInputStream文件字节输入流。
        -- 作用：以内存为基准，把磁盘文件中的数据按照字节的形式读入到内存中的流。
                简单来说，就是按照字节读取文件数据到内存。
        -- 构造器：
           1.public FileInputStream(File path):创建一个字节输入流管道与源文件对象接通。
           2.public FileInputStream(String pathName):创建一个字节输入流管道与文件路径对接。
        -- 方法：
           1.public int read():每次读取一个字节返回！读取完毕会返回-1。

        小结：
             英文和数字都是一个字节,但是UTF-8中的中文是3个字节。
            一个一个字节读取英文和数字没有问题。
            但是一旦读取中文输出以上是关于java重学系列之IO字节流的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章 
 java之IO输出字节流相关操作
 Java之IO其它字节流
 Java学习笔记之 IO包 字节流
 Java之IO流---字节流
 java回顾之IO流字节流
 Java之IO流---字节流

java重学系列之IO字节流

java重学系列之IO流

字符集和编码

IO概述

什么是IO

IO的分类

顶级父类们

总结

字节流

一切皆为字节

字节输出流【OutputStream】

FileOutputStream类

构造方法

写出字节数据

数据追加续写

写出换行

基本使用演示

追加数据

字节输入流【InputStream】

FileInputStream类

构造方法

读取字节数据

一个一个字节读取