Java学习之IO流对象

一、对象序列化

ObjectOutputStram和ObjectInputStream

1、概述:

将堆内存中的对象存入硬盘,保留对象中的数据,称之为对象的持久化(或序列化)

2、特有方法:

1、write(int val) ---> 写入一个字节(最低八位)

2、writeInt(int vale) ---> 吸入一个32为int值

3、使用步骤:

说明:serialVersion
a、给类一个可被编译器识别的的序列号,在编译类时,会分配一个long型UID,通过序列号,将类存入硬盘中,并序列化,即持久化。序列号根据成员算出的。静态不能被序列化。如果非静态成员也无需序列化,可以用transien修饰。

b、接口Serializable中没有方法,称之为标记接口

1、写入流对象:

1)创建对象写入流,与文件关联,即传入目的

2)通过写入writeObject()方法,将对象作为参数传入,即可写入文件

2、读取流对象

1)创建对象读取流,与文件关联,即传入源

2)通过writeObject()方法,读取文件中的对象,并返回这个对象

示例:

import java.io.*;  
//创建Person类,实现序列化  
class Person implements Serializable{  
    //定义自身的序列化方式  
    public static final long serialVersionUID = 42L;  
    //定义私有属性  
    private String name;  
    private int age;  
    transient String id;  
    static String country = "cn";  
    //构造Person类  
    Person(String name,int age,String id,String country){  
        this.name = name;  
        this.age = age;  
        this.id = id;  
        this.country = country;  
    }  
    //覆写toString方法  
    public String toString(){  
        return name+ ":" + age + ":" + id + ":" + country;  
    }  
}  
//对象序列化测试  
class ObjectStreamDemo{  
    public static void main(String[] args){  
        //对象写入流  
        writeObj();  
        //对象读取流  
        readObj();  
    }  
    //定义对象读取流  
    public static void readObj(){  
        ObjectInputStream ois = null;  
        try{  
            //创建对象读取流  
            ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("obj.txt"));  
            //通过读取文件数据,返回对象  
            Person p = (Person)ois.readObject();  
            System.out.println(p);  
        }catch (Exception e){  
            throw new RuntimeException("写入文件失败");  
        }  
        //最终关闭流对象  
        finally{  
            try{  
                if(ois!=null)  
                    ois.close();  
                }catch (IOException e){  
                throw new RuntimeException("写入流关闭失败");  
            }  
        }  
    }  
    //定义对象写入流  
    public static void writeObj(){  
        ObjectOutputStream oos = null;  
        try{  
            //创建对象写入流  
            oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("obj.txt"));  
            //写入对象数据  
            oos.writeObject(new Person("lisi",25,"01","cn"));             
        }catch (Exception e){  
            throw new RuntimeException("写入文件失败");  
        }  
        //关闭流资源  
        finally{  
            try{  
                if(oos!=null)  
                    oos.close();  
                }catch (IOException e){  
                throw new RuntimeException("写入流关闭失败");  
            }  
        }  
    }  
} 

二、管道流

1、概述:

1、管道流:PipedInputStream和PipedOutputStream

2、管道流涉及到多线程的问题

2、使用步骤:

1、要先创建一个读和写的两个类,实现Runnable接口,因为是两个不同的线程,覆盖run方法,注意,需要在内部抛异常

2、创建两个管道流,并用connect()方法将两个流连接

3、创建读写对象,并传入两个线程内,并start执行

示例:

import java.io.*;  
  
//创建Read类,实现run方法  
class Read implements Runnable{  
    private PipedInputStream in;      
    Read(PipedInputStream in){  
        this.in = in;  
    }  
    //实现run方法  
    public void run(){  
        try{  
            //读取写入的数据  
            //System.out.println("开始写入数据,等待时间");//测试用  
            Thread.sleep(3000);  
            byte[] b = new byte[1024];  
            int len = in.read(b);  
            //System.out.println("读取完毕");//测试用  
            String s = new String(b,0,len);  
            System.out.println(s);  
            in.close();  
        }catch (Exception e){  
            throw new RuntimeException("管道流读取失败");  
        }  
    }  
}  
//创建Write类  
class Write implements Runnable{  
    private PipedOutputStream out;  
    //Write构造函数  
    Write(PipedOutputStream out){  
        this.out = out;  
    }  
    //实现run方法  
    public void run(){  
        try{  
            //写入数据  
            //System.out.println("开始写入数据");//测试用  
            out.write("管道流来喽~~~~".getBytes());  
            out.close();  
        }catch (IOException e){  
            throw new RuntimeException("管道流写入失败");  
        }  
    }  
}  
class PipedStreamDemo{  
    public static void main(String[] args) throws IOException  
    {  
        //创建管道流对象  
        PipedInputStream in = new PipedInputStream();  
        PipedOutputStream out = new PipedOutputStream();  
        //将读取流(输入流)和写入流(输出流)关联起来  
        in.connect(out);  
        //创建读写对象,并创建线程对象  
        Read r = new Read(in);  
        Write w = new Write(out);  
        new Thread(r).start();  
        new Thread(w).start();  
    }  
}

三、RandomAccessFile 类

1、概述:

1、RandomAccessFile称之为随机访问文件的类,自身具备读写方法。

2、该类不算是IO体系中的子类,而是直接继承Object,但是它是IO包成员,因为它具备读写功能,内部封装了一个数组,且通过指针对数组的元素进行操作,同时可通过seek改变指针的位置。

3、可以完成读写的原理:内部封装了字节输入流

4、构造函数:RandomAccessFile(File file,String mode),可已从它的构造函数中看出,该类只能操作文件(也有字符串),而且操作文件还有模式。

模式传入值:”r“:以只读方式打开;”rw“:打开以便读写

如果模式为只读,则不会创建文件,会去读一个已存在的文件,若文件不存在,则会出现异常,如果模式为rw,且该对象的构造函数要操作的文件不存在,会自动创建,如果存在,则不会覆盖,也可通过seek方法修改。

2、特有方法:

1、seek(int n):设置指针,可以将指针设置到前面或后面

2、skipBytes(int n):跳过指定字节数,不可往前跳

3、使用步骤:

1、创建RandomAccessFile对象

2、将数据写入到指定文件中

3、读取数据,读入到指定文件中

注意:尧都区后面的数据,需要调用数组指针,通过改变角标位置,取出相应的数据

a.调整对象的指针:seek()
b.跳过指定字节数

示例:

import java.io.*;  
//注:这几个函数内部都需要try,为测试,在函数上抛异常  
class RanAccFileDemo{  
    public static void main(String[] args) throws IOException{  
        //readRaf();  
        readRaf2();  
        //writeRaf();  
    }  
    //写入数据  
    public static void writeRaf()throws IOException{  
        //创建对象,写入数据  
        RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile("ran.txt","rw");  
        raf.write("王五".getBytes());  
        raf.writeInt(99);  
        raf.write("李四".getBytes());  
        raf.writeInt(97);  
        raf.close();  
    }  
    //读取数据  
    public static void readRaf()throws IOException{  
        //创建对象,读取数据  
        RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile("ran.txt","r");  
        byte[] b = new byte[4];  
        raf.read(b);  
        String name = new String(b);  
        int age = raf.readInt();  
        System.out.println("name="+ name);  
        System.out.println("age=" + age);  
        raf.close();  
    }  
    //读取数据  
    public static void readRaf2()throws IOException {  
        //创建对象,读取数据  
        RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile("ran.txt","r");  
        //调整对象中的指针  
        //raf.seek(8);  
        //跳过指定字节数  
        raf.skipBytes(8);  
        byte[] b = new byte[4];  
        raf.read(b);  
        String name = new String(b);  
        int age = raf.readInt();  
        System.out.println("name="+ name);  
        System.out.println("age=" + age);  
        raf.close();  
    }  
}

四、操作基本数据类型的流对象

1、概述:

1、操作基本数据类型的流对象:DataInputStream和DataOutputStream

2、这两个读写对象,可用于操作基本数据类型的流对象,包含读写各种基本数据类型的方法

2、特有方法:

int型 writeInt(int n) int readInt()
boolean型 writeBoolean(boolean b) boolean readBoolean()
double型 writeDouble(double d) double readDouble()

五、操作数组和字符串

1、操作字节数组的对象:ByteArrayInputStream和ByteArrayOutputStream

1、这个对象并没有调用底层资源,所以不用关闭流资源

2、存入的是缓冲区,并未用到键盘和硬盘灯,所以不需要抛任何IO异常

3、对象中封装了数组

4、构造函数:
1)ByteArrayInputStream:在构造函数的时候,需要接受数据源,而且数据源是一个字节数据。
2)ByteArrayOutputStream:在构造函数的时候,不用定义数据目的,因为该对象中已经在内部封装了可变长度的字节数组,这就是数据的目的地

4、因为两个流对象都是操作的是数据,并没有使用系统资源,所以不用进行close关闭。

6、其实就是用流的思想操作数组

7、特有方法:writeTo(OutputStream out) 这个方法用到了字节输出流,有异常存在,需要抛IO异常

2、对应的字符数组和字符串:

字符数组流对象:CharArrayReader和CharArrayWriter
字符串流对象: StringReader和StringWriter

示例:

import java.io.*;  
class ArrayStreamDemo  
{  
    public static void main(String[] args)  
    {  
        //数据源  
        ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream("ABCDEFF".getBytes());  
        //数据目的  
        ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();  
        int by = 0;  
        //读取和写入数据  
        while((by=bais.read())!=-1)  
        {  
            baos.write(by);  
        }  
        System.out.println(baos.size());  
  
        System.out.println(baos.toString());  
          
        try  
        {  
            //方法,此处抛异常,所以上面需要抛出去  
            baos.writeTo(new FileOutputStream("a.txt"));  
        }  
        catch (IOException e)  
        {  
            throw new RuntimeException("写入文件失败");  
        }  
          
    }  
}

六、字符编码

1、概述:

1、字符流的出现为了方便操作字符,更重要的是加入了编码的转换,即转换流。

2、通过子类进行转换

3、在两个对象进行构造时,可加入编码表

4、可传入编码表的有:
1)转换流:InuputStreamReader和OutputStreamWriter
2)打印流:PrintStream和PrintWriter,只有输出流

5、常见的编码表:
1)ASCII:美国标准信息交换码表。用一个字节的7位表示
2)IOS8859-1:拉丁码表;欧洲码表。用一个字节的8位表示
3)GB2312:中国的中文编码表
4)GBK:中国的中文编码表升级,融合了更多的中文文字字符。打头的是两个高位为1的两个字节编码。为负数
5)Unicode:国际标准码,融合了多种文字
6)UTF-8:最多用三个字节表示一个字符的编码表,包括:一位、两位、三位表示的字符
UTF-8有自己的字节码:
一个字节:0开头
两个字节:
》字节一 ---> 110 位数:10 ~ 6
》字节二 ---> 10 位数:5 ~ 0
三个字节:
》字节一 ---> 110 位数:15 ~ 12
》字节二 ---> 10 位数:11 ~ 6
》字节三 ---> 10 位数:5 ~ 0

2、编码和解码:

1、编解码:
编码:字符串变成字节数组
解码:字节数组变成字符串

2、转换:
1)默认字符集:
String ---> byte[] :srt.getBytes()
byte[] ---> String :new String(byte[])
2)指定字符集:
String ---> byte[] :srt.getBytes(charsetName)
byte[] ---> String :new String(byte[],charsetName)

3、对于编码和解码的字符集转换

1、如果编码失败,解码就没意义了。

2、如果编码成功,解码出来的是乱码,,则需对乱码通过再次编码(用解错码的编码表),然后再通过正确的编码表解码。针对于IOS8859-1是通用的。

3、如果用的是GBK编码,UTF-8解码,那么再通过2的方式,就不能成功了,因为UTF-8也支持中文,在UTF-8解的时候,会将对应的字节数改变,所以不会成功。

编解码示意图

4、特别注意:

对于中文的”联通“,这两个字比较特别,它的二进制位正好是和在UTF-8中两个字节打头的相同,可以找到对应的符号,但不再是”联通“了。

示例:

import java.util.*;  
  
class EncodeDemo  
{  
    public static void main(String[] args) throws Exception{  
        CodeDemo();  
        //编译成功,解码失败后的解决方式  
        CodeBack();  
    }  
    public static void CodeDemo()throws Exception{  
        String s = "你好";  
        byte[] b1 = s.getBytes();  
        String s1 = new String(b1);  
        System.out.println(Arrays.toString(b1));  
  
        byte[] b2 = s.getBytes("GBK");//默认编码  
        String s2 = new String(b2);  
        System.out.println("s1=" + s1 + ",s2=" + s2);  
        System.out.println(Arrays.toString(b2));  
  
        byte[] b3 = s.getBytes("UTF-8");//国际编码  
        String s3 = new String(b3);  
        System.out.println("s3=" + s3);  
        System.out.println(Arrays.toString(b3));  
  
        byte[] b4 = s.getBytes("ISO8859-1");//欧洲编码  
        String s4 = new String(b4);  
        System.out.println("s4=" + s4);  
        System.out.println(Arrays.toString(b4));  
    }  
    //编码与解码  
    public static void CodeBack()throws Exception{  
        String s = "你好";  
        System.out.println("原数据:" + s);  
        byte[] b1 = s.getBytes("GBK");//默认编码  
        System.out.println(Arrays.toString(b1));  
        String s1 = new String(b1,"ISO8859-1");  
        System.out.println("s1=" + s1);  
          
  
        System.out.println("----对s1进行ISO8859-1编码-----");  
        //对s1进行ISO8859-1编码  
        byte[] b2 = s1.getBytes("ISO8859-1");//欧洲编码  
        System.out.println(Arrays.toString(b2));  
          
        String s2 = new String(b2,"GBK");  
        System.out.println("s2=" + s2);  
    }  
  
}

七、练习

五个学生,每个学生有3门课程的成绩,从键盘输入以上数据(姓名,三门课成绩),

输入格式:如:zahngsan,30,40,60计算出总成绩,并把学生的信息和计算出的总分数高低按顺序存放在磁盘文件stud.txt中

步骤:
1、描述学生对象
2、定义一个可操作学生对象的工具类

思路:
1、通过获取键盘录入一行的数据,并将该行数据的信息取出,封装成学生对象
2、因为学生对象很多,则需要存储,使用集合,因为要对学生总分排序
所以可以使用TreeSet
3、将集合中的信息写入到一个文件中

import java.io.*;  
import java.util.*;  
//定义学生类  
class Student implements Comparable<Student>  
{  
    //定义私有属性  
    private String name;  
    private int ma,cn,en;  
    private int sum;  
    //构造Student函数,初始化  
    Student(String name,int ma,int cn,int en)  
    {  
        this.name = name;  
        this.ma = ma;  
        this.cn = cn;  
        this.en = en;  
        sum = ma+cn+en;  
    }  
    //覆写compareTo方法,按学生总成绩排序  
    public int compareTo(Student s)  
    {  
        int num = new Integer(this.sum).compareTo(new Integer(s.sum));  
        if(num==0)  
            return this.name.compareTo(s.name);  
        return num;  
    }  
    //获取学生信息  
    public String getName()  
    {  
        return name;  
    }  
    public int getSum()  
    {  
        return sum;  
    }  
    //覆写hasdCode()和equals()方法,排除相同的两个学生  
    public int hashCode()  
    {  
        return name.hashCode() + sum*39;  
    }  
    public boolean equals(Object obj)  
    {  
        if(obj instanceof Student)  
            throw new ClassCastException("类型不匹配");  
        Student s = (Student)obj;  
        return this.name.equals(s.name) && this.sum==s.sum;  
    }  
    //定义学生信息显示格式  
    public String toString()  
    {  
        return "student[" + name + ", " + ma + ", " + cn + ", " + en + "]";  
    }  
}  
//工具类,将键盘录入的输入存入集合,并将集合的元素写入文件中  
class StudentInfoTool  
{  
    //无比较器的学生集合  
    public static Set<Student> getStudents()  
    {  
        return getStudents(null);  
    }  
    //具备比较器的学生集合  
    public static Set<Student> getStudents(Comparator<Student> cmp)  
    {  
        BufferedReader bufr = null;  
        Set<Student> stus = null;  
        try  
        {  
            //创建读取流对象缓冲区,键盘录入  
            bufr = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));  
            String line = null;  
            //选择集合是否有比较器  
            if(cmp==null)  
                stus = new TreeSet<Student>();  
            else  
                stus = new TreeSet<Student>(cmp);  
            //循环读取键盘录入的数据  
            while((line=bufr.readLine())!=null)  
            {  
                if("over".equals(line))  
                    break;  
                //对读取的数据进行分割并存入集合  
                String[] info = line.split(",");  
                Student stu = new Student(info[0],Integer.parseInt(info[1]),  
                                                Integer.parseInt(info[2]),  
                                                Integer.parseInt(info[3]));  
                stus.add(stu);  
            }  
        }  
        catch (IOException e)  
        {  
            throw new RuntimeException("学生信息读取失败");  
        }  
        //关闭流资源  
        finally  
        {  
            try  
            {  
                if(bufr!=null)  
                    bufr.close();  
            }  
            catch (IOException e)  
            {  
                throw new RuntimeException("读取流关闭失败");  
            }  
            return stus;  
        }  
    }  
    //将数据写入指定文件  
    public static void write2File(Set<Student> stus,String fileName)  
    {  
        BufferedWriter bufw = null;  
        try  
        {  
            //创建写入流对象  
            bufw = new BufferedWriter(new FileWriter(fileName));  
            //循环写入数据  
            for(Student stu : stus)  
            {  
                bufw.write(stu.toString() + "\t");  
                bufw.write(stu.getSum() + "");  
                bufw.newLine();  
                bufw.flush();  
            }  
        }  
        catch (IOException e)  
        {  
            throw new RuntimeException("读取流关闭失败");  
        }  
        //关闭流资源  
        finally  
        {  
            try  
            {  
                if(bufw!=null)  
                    bufw.close();  
            }  
            catch (IOException e)  
            {  
                throw new RuntimeException("写入流关闭失败");  
            }  
        }  
    }  
}  
  
class Demo  
{  
    public static void main(String[] args)   
    {  
        //反转比较器,将成绩从大到小排  
        Comparator<Student> cmp = Collections.reverseOrder();  
        //将录入的学生信息存入集合  
        Set<Student> stus = StudentInfoTool.getStudents(cmp);  
        //将信息写入指定文件中  
        StudentInfoTool.write2File(stus,"sudentinfo.txt");  
    }  
}

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