生命不息,学习不止,对一切都要维持敬畏之心。
若有不正之处,请谅解和批评指正,不胜感激。
1. IO流
1.1 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。
1.2 IO的分类
- 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。
1.3 IO的流向说明图解
1.4 IO流顶层父类
类 | 含义 |
---|---|
java.io.OutputStream | 字节输出流顶层父类,抽象类,定义了写出数据方法write()。 |
java.io.InputStream | 字节输入流顶层父类,抽象类,定义了读取数据方法read()。 |
java.io.Writer | 字符输出流顶层父类,抽象类,定义了写出数据方法write()。 |
java.io.Reader | 字符输入流顶层父类,抽象类,定义了读取数据方法read()。 |
2.字符流
2.1 一切都是字节
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。
2.2 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 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。
注意:close方法,当完成流的操作时,必须调用此方法,释放系统资源。
2.3 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 { public static void main(String[] args) throws IOException{ // 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 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(); }
注意:
- 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。
- 写出的整数被直接写在目的文件中。
- 流操作完毕后,必须释放系统资源,调用close方法,千万记得。
- 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 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 = "abcdef".getBytes(); // 写出字节数组数据 fos.write(b); // 关闭资源 fos.close(); }
- 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表示写出的个字节个数。
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(); }
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 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(); }
2.4 IO中write方法的源码解析
- 我调用write方法写出数据的时候,JDK源代码中最终调用的方法是writeBytes()方法。
private native void writeBytes(byte b[], int off, int len, boolean append)throws IOException
- 方法是本地方法是和操作系统交互的方法。
- 操作系统本身就具有IO功能,因此JVM是调用操作系统中的功能实现数据的读写!
2.5 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 。
2.6 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
public class FileInputStreamConstructor { public static void main(String[] args) throws IOException{ // 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 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(); }
注意:如果文件中存在-1,我们在读取文件时也不会直接读取到-1,因为-1是两个字节,即-
和1
。每个文件都会被操作系统赋予一个结束的标识,JVM调用操作系统功能实现文件读取的,因此操作系统读取到文件结束标识后,会将表示返回到JVM中,而JVM接收到文件结束标识后,返回read()方法-1。
使用循环改进:
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 = 0 ; // 循环读取 while ((b = fis.read())!=-1) { System.out.println((char)b); } // 关闭资源 fis.close(); }
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 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(); }
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 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(); }
3. 字符流
当使用字节流读取文本文件时,可能会有一个小问题。就是遇到中文字符时,可能不会显示完整的字符,那是因为一个中文字符可能占用多个字节存储。所以Java提供一些字符流类,以字符为单位读写数据,专门用于处理文本文件。
3.1 字符输入流【Reader】
java.io.Reader
抽象类是表示用于读取字符流的所有类的超类,可以读取字符信息到内存中。它定义了字符输入流的基本共性功能方法。
public void close()
:关闭此流并释放与此流相关联的任何系统资源。public int read()
: 从输入流读取一个字符。public int read(char[] cbuf)
: 从输入流中读取一些字符,并将它们存储到字符数组 cbuf中 。
3.2 FileReader类
java.io.FileReader
类是读取字符文件的便利类。构造时使用系统默认的字符编码和默认字节缓冲区。
小贴士:
字符编码:字节与字符的对应规则。Windows系统的中文编码默认是GBK编码表。
idea中UTF-8
字节缓冲区:一个字节数组,用来临时存储字节数据。
构造方法
FileReader(File file)
: 创建一个新的 FileReader ,给定要读取的File对象。FileReader(String fileName)
: 创建一个新的 FileReader ,给定要读取的文件的名称。
当你创建一个流对象时,必须传入一个文件路径。类似于FileInputStream 。
- 构造举例,代码如下:
public class FileReaderConstructor throws IOException{ public static void main(String[] args) { // 使用File对象创建流对象 File file = new File("a.txt"); FileReader fr = new FileReader(file); // 使用文件名称创建流对象 FileReader fr = new FileReader("b.txt"); } }
读取字符数据
- 读取字符:
read
方法,每次可以读取一个字符的数据,提升为int类型,读取到文件末尾,返回-1
,循环读取,代码使用演示:
public class FRRead { public static void main(String[] args) throws IOException { // 使用文件名称创建流对象 FileReader fr = new FileReader("read.txt"); // 定义变量,保存数据 int b ; // 循环读取 while ((b = fr.read())!=-1) { System.out.println((char)b); } // 关闭资源 fr.close(); } }
小贴士:虽然读取了一个字符,但是会自动提升为int类型。
- 使用字符数组读取:
read(char[] cbuf)
,每次读取b的长度个字符到数组中,返回读取到的有效字符个数,读取到末尾时,返回-1
,代码使用演示:
public class FRRead { public static void main(String[] args) throws IOException { // 使用文件名称创建流对象 FileReader fr = new FileReader("read.txt"); // 定义变量,保存有效字符个数 int len ; // 定义字符数组,作为装字符数据的容器 char[] cbuf = new char[2]; // 循环读取 while ((len = fr.read(cbuf))!=-1) { System.out.println(new String(cbuf)); } // 关闭资源 fr.close(); } }
获取有效的字符改进,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 FileReader fr = new FileReader("read.txt"); // 定义变量,保存有效字符个数 int len ; // 定义字符数组,作为装字符数据的容器 char[] cbuf = new char[2]; // 循环读取 while ((len = fr.read(cbuf))!=-1) { System.out.println(new String(cbuf,0,len)); } // 关闭资源 fr.close(); } }
3.3 字符输出流【Writer】
java.io.Writer
抽象类是表示用于写出字符流的所有类的超类,将指定的字符信息写出到目的地。它定义了字节输出流的基本共性功能方法。
public abstract 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 abstract void flush()
:刷新此输出流并强制任何缓冲的输出字符被写出。public void write(int c)
:写出一个字符。public void write(char[] cbuf)
:将 b.length字符从指定的字符数组写出此输出流。public abstract void write(char[] b, int off, int len)
:从指定的字符数组写出 len字符,从偏移量 off开始输出到此输出流。public void write(String str)
:写出一个字符串。
3.4 FileWriter类
java.io.FileWriter
类是写出字符到文件的便利类。构造时使用系统默认的字符编码和默认字节缓冲区。
构造方法
FileWriter(File file)
: 创建一个新的 FileWriter,给定要读取的File对象。FileWriter(String fileName)
: 创建一个新的 FileWriter,给定要读取的文件的名称。
当你创建一个流对象时,必须传入一个文件路径,类似于FileOutputStream。
- 构造举例,代码如下:
public class FileWriterConstructor { public static void main(String[] args) throws IOException { // 使用File对象创建流对象 File file = new File("a.txt"); FileWriter fw = new FileWriter(file); // 使用文件名称创建流对象 FileWriter fw = new FileWriter("b.txt"); } }
基本写出数据
写出字符:write(int b)
方法,每次可以写出一个字符数据,代码使用演示:
public class FWWrite { public static void main(String[] args) throws IOException { // 使用文件名称创建流对象 FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt"); // 写出数据 fw.write(97); // 写出第1个字符 fw.write('b'); // 写出第2个字符 fw.write('C'); // 写出第3个字符 fw.write(30000); // 写出第4个字符,中文编码表中30000对应一个汉字。 /* 【注意】关闭资源时,与FileOutputStream不同。 如果不关闭,数据只是保存到缓冲区,并未保存到文件。 */ // fw.close(); } } 输出结果: abC田
小贴士:
- 虽然参数为int类型四个字节,但是只会保留一个字符的信息写出。
- 未调用close方法,数据只是保存到了缓冲区,并未写出到文件中。
关闭和刷新
因为内置缓冲区的原因,如果不关闭输出流,无法写出字符到文件中。但是关闭的流对象,是无法继续写出数据的。如果我们既想写出数据,又想继续使用流,就需要flush
方法了。
flush
:刷新缓冲区,流对象可以继续使用。close
:关闭流,释放系统资源。关闭前会刷新缓冲区。
代码使用演示:
public class FWWrite { public static void main(String[] args) throws IOException { // 使用文件名称创建流对象 FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt"); // 写出数据,通过flush fw.write('刷'); // 写出第1个字符 fw.flush(); fw.write('新'); // 继续写出第2个字符,写出成功 fw.flush(); // 写出数据,通过close fw.write('关'); // 写出第1个字符 fw.close(); fw.write('闭'); // 继续写出第2个字符,【报错】java.io.IOException: Stream closed fw.close(); } }
小贴士:即便是flush方法写出了数据,操作的最后还是要调用close方法,释放系统资源。
写出其他数据
- 写出字符数组 :
write(char[] cbuf)
和write(char[] cbuf, int off, int len)
,每次可以写出字符数组中的数据,用法类似FileOutputStream,代码使用演示:
public class FWWrite { public static void main(String[] args) throws IOException { // 使用文件名称创建流对象 FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt"); // 字符串转换为字节数组 char[] chars = "多易程序员".toCharArray(); // 写出字符数组 fw.write(chars); // 多易程序员 // 写出从索引2开始,2个字节。索引2是'程',两个字节,也就是'程序'。 fw.write(b,2,2); // 程序 // 关闭资源 fos.close(); } }
- 写出字符串:
write(String str)
和write(String str, int off, int len)
,每次可以写出字符串中的数据,更为方便,代码使用演示:
public class FWWrite { public static void main(String[] args) throws IOException { // 使用文件名称创建流对象 FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt"); // 字符串 String msg = "多易程序员"; // 写出字符数组 fw.write(msg); //多易程序员 // 写出从索引2开始,2个字节。索引2是'程',两个字节,也就是'程序'。 fw.write(msg,2,2); // 程序 // 关闭资源 fos.close(); } }
- 续写和换行:操作类似于FileOutputStream。
public class FWWrite { public static void main(String[] args) throws IOException { // 使用文件名称创建流对象,可以续写数据 FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt",true); // 写出字符串 fw.write("多易"); // 写出换行 fw.write("\r\n"); // 写出字符串 fw.write("程序员"); // 关闭资源 fw.close(); } } 输出结果: 多易 程序员
小贴士:字符流,只能操作文本文件,不能操作图片,视频等非文本文件。
当我们单纯读或者写文本文件时 使用字符流 其他情况使用字节流
4 缓冲流
4.1 概述
缓冲流,也叫高效流,是对4个基本的FileXxx
流的增强,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。
4.2 字节缓冲流
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"));
效率测试
查询API,缓冲流读写方法与基本的流是一致的,我们通过复制大文件(375MB),测试它的效率。
- 基本流,代码如下:
public class BufferedDemo { public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException { // 记录开始时间 long start = System.currentTimeMillis(); // 创建流对象 try ( FileInputStream fis = new FileInputStream("jdk8.exe"); FileOutputStream fos = new FileOutputStream("copy.exe") ){ // 读写数据 int b; while ((b = fis.read()) != -1) { fos.write(b); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } // 记录结束时间 long end = System.currentTimeMillis(); System.out.println("普通流复制时间:"+(end - start)+" 毫秒"); } } 十几分钟过去了...
- 缓冲流,代码如下:
public class BufferedDemo { public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException { // 记录开始时间 long start = System.currentTimeMillis(); // 创建流对象 try ( BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("jdk8.exe")); BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("copy.exe")); ){ // 读写数据 int b; while ((b = bis.read()) != -1) { bos.write(b); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } // 记录结束时间 long end = System.currentTimeMillis(); System.out.println("缓冲流复制时间:"+(end - start)+" 毫秒"); } } 缓冲流复制时间:8016 毫秒
如何更快呢?
使用数组的方式,代码如下:
public class BufferedDemo { public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException { // 记录开始时间 long start = System.currentTimeMillis(); // 创建流对象 try ( BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("jdk8.exe")); BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("copy.exe")); ){ // 读写数据 int len; byte[] bytes = new byte[8*1024]; while ((len = bis.read(bytes)) != -1) { bos.write(bytes, 0 , len); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } // 记录结束时间 long end = System.currentTimeMillis(); System.out.println("缓冲流使用数组复制时间:"+(end - start)+" 毫秒"); } } 缓冲流使用数组复制时间:666 毫秒
4.3 字符缓冲流
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。
构造举例,代码如下:
// 创建字符缓冲输入流 BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("br.txt")); // 创建字符缓冲输出流 BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("bw.txt"));
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 BufferedReaderDemo { public static void main(String[] args) throws IOException { // 创建流对象 BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("in.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.print(line); System.out.println("------"); } // 释放资源 br.close(); } }
newLine
方法演示,代码如下:
public class BufferedWriterDemo throws IOException { public static void main(String[] args) throws IOException { // 创建流对象 BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("out.txt")); // 写出数据 bw.write("我们是"); // 写出换行 bw.newLine(); bw.write("程序"); bw.newLine(); bw.write("员"); bw.newLine(); // 释放资源 bw.close(); } }
5 转换流
字符编码
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 。反之,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,称为解码 。比如说,按照A规则存储,同样按照A规则解析,那么就能显示正确的文本f符号。反之,按照A规则存储,再按照B规则解析,就会导致乱码现象。
- 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。 - a--->ASCII-->97-->2进制 编码
- 2进制 --->97---->ASCII---->a 解码
- 你 GBK -1 -2
- 你 UTF-8 -3 -4 -5
字符集
- 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-5559-1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。aAAAAAAAAAAAAAAA
- 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:
- 128个US-ASCII字符,只需一个字节编码。
- 拉丁文等字符,需要二个字节编码。
- 大部分常用字(含中文),使用三个字节编码。
- 其他极少使用的Unicode辅助字符,使用四字节编码。
5.1 InputStreamReader
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。
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");
指定编码读取
public class ReaderDemo2 { public static void main(String[] args) throws IOException { // 定义文件路径,文件为gbk编码 String FileName = "E:\\file_gbk.txt"; // 创建流对象,默认UTF8编码 InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream(FileName)); // 创建流对象,指定GBK编码 InputStreamReader isr2 = new InputStreamReader(new FileInputStream(FileName) , "GBK"); // 定义变量,保存字符 int read; // 使用默认编码字符流读取,乱码 while ((read = isr.read()) != -1) { System.out.print((char)read); // ��Һ� } isr.close(); // 使用指定编码字符流读取,正常解析 while ((read = isr2.read()) != -1) { System.out.print((char)read);// 大家好 } isr2.close(); } }
5.2 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。
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");
指定编码读取
public class ReaderDemo2 { public static void main(String[] args) throws IOException { // 定义文件路径,文件为gbk编码 String FileName = "E:\\file_gbk.txt"; // 创建流对象,默认UTF8编码 InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream(FileName)); // 创建流对象,指定GBK编码 InputStreamReader isr2 = new InputStreamReader(new FileInputStream(FileName) , "GBK"); // 定义变量,保存字符 int read; // 使用默认编码字符流读取,乱码 while ((read = isr.read()) != -1) { System.out.print((char)read); // ��Һ� } isr.close(); // 使用指定编码字符流读取,正常解析 while ((read = isr2.read()) != -1) { System.out.print((char)read);// 大家好 } isr2.close(); } }
5.2 OutputStreamWriter
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。
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");
指定编码写出
public class OutputDemo { public static void main(String[] args) throws IOException { // 定义文件路径 String FileName = "E:\\out.txt"; // 创建流对象,默认UTF8编码 OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(FileName)); // 写出数据 osw.write("你好"); // 保存为6个字节 osw.close(); // 定义文件路径 String FileName2 = "E:\\out2.txt"; // 创建流对象,指定GBK编码 OutputStreamWriter osw2 = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(FileName2),"GBK"); // 写出数据 osw2.write("你好");// 保存为4个字节 osw2.close(); } }
转换流理解图解
转换流是字节与字符间的桥梁!
6.序列化
6.1 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。
6.2 ObjectOutputStream
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。
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);
序列化操作
- 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 SerializeDemo{ public static void main(String [] args) { Employee e = new Employee(); e.name = "zhangsan"; e.address = "beiqinglu"; e.age = 20; try { // 创建序列化流对象 ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("employee.txt")); // 写出对象 out.writeObject(e); // 释放资源 out.close(); fileOut.close(); System.out.println("Serialized data is saved"); // 姓名,地址被序列化,年龄没有被序列化。 } catch(IOException i) { i.printStackTrace(); } } } 输出结果: Serialized data is saved
6.3 ObjectInputStream
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。
构造方法
public ObjectInputStream(InputStream in)
: 创建一个指定InputStream的ObjectInputStream。
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 DeserializeDemo { public static void main(String [] args) { Employee e = null; try { // 创建反序列化流 FileInputStream fileIn = new FileInputStream("employee.txt"); ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(fileIn); // 读取一个对象 e = (Employee) in.readObject(); // 释放资源 in.close(); fileIn.close(); }catch(IOException i) { // 捕获其他异常 i.printStackTrace(); return; }catch(ClassNotFoundException c) { // 捕获类找不到异常 System.out.println("Employee class not found"); c.printStackTrace(); return; } // 无异常,直接打印输出 System.out.println("Name: " + e.name); // zhangsan System.out.println("Address: " + e.address); // beiqinglu System.out.println("age: " + e.age); // 0 } }
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。
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. public int eid; public void addressCheck() { System.out.println("Address check : " + name + " -- " + address); } }
7. 打印流
7.1 概述
平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。
7.2 PrintStream类
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");
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",将数据输出到指定文本文件中。
public class PrintDemo { public static void main(String[] args) throws IOException { // 调用系统的打印流,控制台直接输出97 System.out.println(97); // 创建打印流,指定文件的名称 PrintStream ps = new PrintStream("ps.txt"); // 设置系统的打印流流向,输出到ps.txt System.setOut(ps); // 调用系统的打印流,ps.txt中输出97 System.out.println(97); } }