Java学习Day24(IO流)

13.2 IO流原理及流的分类

I/O是Input/Output的缩写， I/O技术是非常实用的技术，用于
处理设备之间的数据传输。如读/写文件，网络通讯等。
Java程序中，对于数据的输入/输出操作以“流(stream)” 的
方式进行。
Java.io包下提供了各种“流”类和接口，用以获取不同种类的
数据，并通过标准的方法输入或输出数据。
流的分类
按操作数据单位不同分为：字节流(8 bit)，字符流(16 bit)
按数据流的流向不同分为：输入流，输出流
按流的角色的不同分为：节点流，处理流

(抽象基类) 字节流字符流
输入流 InputStream Reader
输出流 OutputStream Writer

Java的IO流共涉及40多个类，实际上非常规则，都是从如下4个
抽象基类派生的。
由这四个类派生出来的子类名称都是以其父类名作为子类名后缀。
13.3 节点流

package auguigu.java;

import org.junit.Test;

import java.io.*;

/**
 * 一、流的分类：
 * 1.操作数据单位：字节流、字符流
 * 2.数据的流向：输入流、输出流
 * 3.流的角色：节点流、处理流
 *
 * 二、流的体系结构
 * 抽象基类         节点流(或文件流)                    缓冲流(处理流的一种)
 * InputStream      FileInputStream (byte)            BufferInputStream
 * OutputStream     FileOutputSteam (byte)            BufferOutputStream
 * Reader           FileReader  (char)                BufferReader
 * Writer           FileWriter  (char)                BufferWriter
 *
 *
 * @author xq
 * @create 2021-01-03-10:32
 */
public class FileReaderWriterTest {
    /*
    将Day09下的hello.txt文件内容读入程序中，并输出到控制台

    说明点：
    1.read()的理解：返回读入的一个字符。如果达到文件末尾，返回-1
    2.异常的处理：为了保证流资源一定可以执行关闭操作，需要使用try-catch-finally处理
    3.读入的文件一定要存在，否则就会报FileNotFoundException.

     */
    @Test
    public void testFileReader(){
        //1.实例化File类的对象，指明要操作的文件
        File file = new File("Hello.txt");//相较于当前Module
        //2.提供具体的流
        FileReader fr = null;
        try {

            //3.数据的读入
            //read()：返回读入的一个字符，如果达到文件末尾，返回-1
            int data = fr.read();
            while (data != -1){
                System.out.print((char)data);
                data = fr.read();
            }


        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //4.流的关闭操作
            try {
                if(fr != null) {
                    fr.close();
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    //对Read()操作升级：使用read的重载方法
    @Test
    public void testFileReader1() throws IOException {
        //1.File类的实例化
        File file = new File("Hello.txt");
        //2.FileReader流的实例化
        FileReader fr = new FileReader(file);
        //3.读入的操作
        //read(char[] cbuf):返回每次读入cbuf数组中的字符的个数。如果达到文件末尾，返回-1
        char[] cbuf = new char[5];
        int len;
        while((len = fr.read(cbuf)) != -1){
            System.out.println(cbuf);
        }
        //4.资源的关闭
        fr.close();
    }
    /*
    从内存中写出数据到硬盘的文件里

    说明：
    1.输出操作，对应的File可以不存在，并不会报异常
    2.
        File对应中的硬盘文件，如果不存在，在输出的过程中，会自动创建此文件
        如果存在：
                如果流使用的构造器是：FileWriter(file,false)/FileWriter(file):对原有文件的覆盖
                如果流使用的构造器是：FileWriter(file,true)不对原有文件的覆盖，而是追加操作
     */
    @Test
    public void testFileWriter() throws IOException {
        //1.提供File类的对象，指明写出到的文件
        File file = new File("hello1.txt");

        //2.提供FileWriter的对象，用于数据的写出
        FileWriter fw = new FileWriter(file);

        //3.写出的操作
        fw.write("I hava a dream!\n".toCharArray());
        fw.write("you need to hava a dream!");

        //4.流资源的关闭操作
        fw.close();
    }
    @Test
    public void testFileReaderFileWriter(){
        FileWriter fw = null;
        FileReader fr = null;
        try {
            //1.创建File类的对象，指明读入和写出的文件
            File srcFile = new File("Hello.txt");
            File destFile = new File("Hello2.txt");
            //2.创建输入流和输出流的对象
            fw = new FileWriter(destFile);
            fr = new FileReader(srcFile);
            //3.数据的读入和写出操作
            char[] cbuf = new char[5];
            int len;//记录每次读入到cbuf数组中的字符的个数
            while((len = fr.read(cbuf)) != -1){
                //每次写出len个字符
                fw.write(cbuf,0,len);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //4.关闭流资源
            if(fw != null){
                try {
                    fw.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            try {
                if(fr != null)
                fr.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }






    }
}

package auguigu.java;

import org.junit.Test;

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

/**
 * 测试FileInputStream和FileOutputStream的使用
 *
 * 结论：
 * 1.对于文本文件(.txt,.java,.c,.cpp)，使用字符流来处理
 * 2.对于非文本文件(.jpg,.mp3,,.mp4,.avi,.doc.ppt..)，使用字节流处理
 *
 * @author xq
 * @create 2021-01-03-14:16
 */
public class FileInputOutputStreamTest {
    //使用字节流FileInputStream可能出现乱码
    @Test
    public void testFileInputStream(){
        FileInputStream fis = null;
        try {
            //1.造文件
            File file = new File("Hello.txt");

            //2.造流
            fis = new FileInputStream(file);

            //3.读数据
            byte[] buffer = new byte[5];
            int len;//记录每次读取字节的个数
            while ((len = fis.read(buffer)) != -1){
                String str = new String(buffer,0,len);
                System.out.print(str);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //4.关闭资源
            if(fis != null) {
                try {
                    fis.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }


    }

}

13.4 缓冲流

package auguigu.java;

import org.junit.Test;

import java.io.*;

/**
 * 处理流之一：缓冲流的使用
 *
 * 1.缓冲流：
 * BufferInputStream
 * BufferOutputStream
 * BufferReader
 * BufferWriter
 *
 *
 * 2.作用：提高流的读取、写入速度
 *  提高读写速度的原因：内部提供了一个缓冲区
 *
 * 3.处理流，就是“套接”在已有流的基础上。
 *
 * @author xq
 * @create 2021-01-03-14:50
 */
public class BufferTest {
    /*
    实现非文件的复制
     */
    @Test
    public void BufferedStreamTest() throws FileNotFoundException {
        BufferedInputStream bis = null;
        BufferedOutputStream bos = null;
        try {
            //1.造文件
            File srcFile = new File("Hello.txt");
            File destFile = new File("Hello3.txt");
            //2.造流
            //2.1造节点流
            FileInputStream fis = new FileInputStream((srcFile));
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream(destFile);
            //2.2造缓冲流
            bis = new BufferedInputStream(fis);
            bos = new BufferedOutputStream(fos);

            //3.复制的细节：读取、写入
            byte[] buffer = new byte[10];
            int len;
            while ((len = bis.read(buffer)) != -1){
                bos.write(buffer,0,len);

            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //4.资源关闭
            //要求：先关闭外层的流，再关闭内层的流
            try {
                if(bis != null)
                bis.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            try {
                if(bos != null)
                bos.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            //说明：关闭外层流的同时，内层流也会自动的进行关闭。关于内层流的关闭，我们可以省略
//        fis.close();
//        fos.close();
        }


    }

}

13.5转换流

package auguigu.java;

import org.junit.Test;

import java.io.*;

/**
 * 处理流之二：转换流的使用
 * 1.转换流：属于字符流
 *  InputStreamReader:将一个字节的输入流转换为字符的输入流
 *  OutputStreamWriter:将一个字符的输出流转换为字节的输出流
 *
 * 2.作用：提供字节流与字符流之间的转换
 *
 * 3.解码：字节、字节数组--->字符数组，字符串
 *   编码：字符数组、字符串---->字节，字节数组
 *
 * 4.字符集
 * 提供了在字节流和字符流之间的转换
 * ASCII：美国标准信息交换码。用一个字节的7位可以表示
 * ISO8859-1：拉丁码表。欧洲码表用一个字节的8位表示。
 * GB2312：中国的中文编码表。最多两个字节编码所有字符
 * GBK：中国的中文编码表升级，融合了更多的中文文字符号。最多两个字节编码
 * Unicode：国际标准码，融合了目前人类使用的所有字符。为每个字符分配唯一的字符码。所有的文字都用两个字节来表示。
 * UTF-8：变长的编码方式，可用1-4个字节来表示一个字符。
 *
 *
 *
 * @author xq
 * @create 2021-01-03-16:02
 */
public class InputStreamReaderTest {
    /*
    此时处理异常的话，仍然应该使用try-catch-finally
    InputStreamReader的使用，实现字节的输入流到字符的输入流的转换
     */
    @Test
    public void test1() throws IOException {
        FileInputStream fis = new FileInputStream("dpcp.txt");
        //参数2指明了字符集，具体使用哪个字符集，取决于文件dbcp.txt保存时使用的字符集
        InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis,"UTF-8");//使用系统默认字符集

        char[] cbuf = new char[1024];
        int len;
        while ((len = isr.read(cbuf)) != -1){
            String str = new String(cbuf,0,len);
            System.out.println(str);
        }
        isr.close();

    }
    /*
    综合使用InputStreamReader和OutputStreamWriter
     */
    @Test
    public void test2() throws IOException {
        File file1 = new File("dpcp.txt");
        File file2 = new File("dpcp_gbk.txt");

        FileInputStream fis = new FileInputStream(file1);
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file2);

        InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis,"UTF-8");
        OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(fos,"gbk");

        char[] cbuf = new char[20];
        int len;
        while ((len = isr.read(cbuf)) != -1){
            osw.write(cbuf,0,len);
        }
        isr.close();
        osw.close();
    }
}

13.6 标准输入、输出流（了解）

package com.atguigu.java;

import org.junit.Test;

import java.io.*;

/**
 * 其他流的使用
 * 1.标准的输入、输出流
 * 2.打印流
 * 3.数据流
 *
 * @author shkstart
 * @create 2019 下午 6:11
 */
public class OtherStreamTest {

    /*
    1.标准的输入、输出流
    1.1
    System.in:标准的输入流，默认从键盘输入
    System.out:标准的输出流，默认从控制台输出
    1.2
    System类的setIn(InputStream is) / setOut(PrintStream ps)方式重新指定输入和输出的流。

    1.3练习：
    从键盘输入字符串，要求将读取到的整行字符串转成大写输出。然后继续进行输入操作，
    直至当输入“e”或者“exit”时，退出程序。

    方法一：使用Scanner实现，调用next()返回一个字符串
    方法二：使用System.in实现。System.in  --->  转换流 ---> BufferedReader的readLine()

     */
    public static void main(String[] args) {
        BufferedReader br = null;
        try {
            InputStreamReader isr = new InputStreamReader(System.in);
            br = new BufferedReader(isr);

            while (true) {
                System.out.println("请输入字符串：");
                String data = br.readLine();
                if ("e".equalsIgnoreCase(data) || "exit".equalsIgnoreCase(data)) {
                    System.out.println("程序结束");
                    break;
                }

                String upperCase = data.toUpperCase();
                System.out.println(upperCase);

            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (br != null) {
                try {
                    br.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
        }
    }

    /*
    2. 打印流：PrintStream 和PrintWriter

    2.1 提供了一系列重载的print() 和 println()
    2.2 练习：



     */

    @Test
    public void test2() {
        PrintStream ps = null;
        try {
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File("D:\\IO\\text.txt"));
            // 创建打印输出流,设置为自动刷新模式(写入换行符或字节 '\n' 时都会刷新输出缓冲区)
            ps = new PrintStream(fos, true);
            if (ps != null) {// 把标准输出流(控制台输出)改成文件
                System.setOut(ps);
            }


            for (int i = 0; i <= 255; i++) { // 输出ASCII字符
                System.out.print((char) i);
                if (i % 50 == 0) { // 每50个数据一行
                    System.out.println(); // 换行
                }
            }


        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (ps != null) {
                ps.close();
            }
        }

    }

    /*
    3. 数据流
    3.1 DataInputStream 和 DataOutputStream
    3.2 作用：用于读取或写出基本数据类型的变量或字符串

    练习：将内存中的字符串、基本数据类型的变量写出到文件中。

    注意：处理异常的话，仍然应该使用try-catch-finally.
     */
    @Test
    public void test3() throws IOException {
        //1.
        DataOutputStream dos = new DataOutputStream(new FileOutputStream("data.txt"));
        //2.
        dos.writeUTF("刘建辰");
        dos.flush();//刷新操作，将内存中的数据写入文件
        dos.writeInt(23);
        dos.flush();
        dos.writeBoolean(true);
        dos.flush();
        //3.
        dos.close();


    }
    /*
    将文件中存储的基本数据类型变量和字符串读取到内存中，保存在变量中。

    注意点：读取不同类型的数据的顺序要与当初写入文件时，保存的数据的顺序一致！

     */
    @Test
    public void test4() throws IOException {
        //1.
        DataInputStream dis = new DataInputStream(new FileInputStream("data.txt"));
        //2.
        String name = dis.readUTF();
        int age = dis.readInt();
        boolean isMale = dis.readBoolean();

        System.out.println("name = " + name);
        System.out.println("age = " + age);
        System.out.println("isMale = " + isMale);

        //3.
        dis.close();

    }

}

13.7 打印流（了解）

实现将基本数据类型的数据格式转化为字符串输出

打印流：PrintStream和PrintWriter
提供了一系列重载的print()和println()方法，用于多种数据类型的输出
PrintStream和PrintWriter的输出不会抛出IOException异常
PrintStream和PrintWriter有自动flush功能
PrintStream 打印的所有字符都使用平台的默认字符编码转换为字节。
在需要写入字符而不是写入字节的情况下，应该使用 PrintWriter 类。
System.out返回的是PrintStream的实例

13.8 数据流

为了方便地操作Java语言的基本数据类型和String的数据，可以使用数据流。

数据流有两个类：(用于读取和写出基本数据类型、String类的数据）
DataInputStream 和 DataOutputStream
分别“套接”在 InputStream 和 OutputStream 子类的流上
DataInputStream中的方法
boolean readBoolean() byte readByte()
char readChar() float readFloat()
double readDouble() short readShort()
long readLong() int readInt()
String readUTF() void readFully(byte[] b)
DataOutputStream中的方法
将上述的方法的read改为相应的write即可。