Java--IO高级流

缓冲流

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。

概念图

字节缓冲流

练习

利用字节缓冲流拷贝文件

        BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("a.txt"));BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("b.txt"));int b;while((b = bis.read()) != -1){bos.write(b);}bis.close();bos.close();

        BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("a.txt"));BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("b2.txt"));int length;byte[] bytes = new byte[1024];while ((length = bis.read(bytes)) != -1) {bos.write(bytes, 0, length);}bis.close();bos.close();

字节缓冲流提高效率的原理

缓冲输入流和输出流的缓冲区是不一样的

在内存中传递数据效率远远大于在磁盘中传递数据效率

字符缓冲流

之前学的基本字符流中，已经存在了缓冲区，所以现在学的字符缓冲流效率提升不是很明显

学习目的：字符缓冲流中有两个简洁好用的方法

`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nullwhile ((line = br.readLine())!=null) {System.out.print(line);System.out.println("------");}// 释放资源br.close();}
}
注意：

readline方法在读取的时候，一次读一整行，遇到回车换行结束 // 但是他不会把回车换行读到内存当中

`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("黑马");// 写出换行bw.newLine();bw.write("程序");bw.newLine();bw.write("员");bw.newLine();// 释放资源bw.close();}
}
写入效果:
黑马
程序
员

综合案例

练习：拷贝文件

（四种方式拷贝文件，统计用时）

字节流的基本流：一次读写一个字节

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("jdk9.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...

字节流的基本流：一次读写一个字节数组

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("jdk9.exe");FileOutputStream fos = new FileOutputStream("copy.exe")){// 读写数据int len;byte[] bytes=new byte[1024];while ((len = fis.read()) != -1) {fos.write(bytes,0,len);}} 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");}
}一分钟过去了...

字节缓冲流：一次读写一个字节

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("jdk9.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

字节缓冲流：一次读写一个字节数组

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("jdk9.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

练习：修改文本顺序

把《出师表》的文章内容恢复正常顺序

public class test {public static void main(String[] args) throws IOException {//读取BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("csb.txt"));String line;ArrayList<String> list = new ArrayList<>();while ((line = br.readLine()) != null) {list.add(line);}br.close();//排序Collections.sort(list, new Comparator<String>() {@Overridepublic int compare(String o1, String o2) {int i1=Integer.parseInt(o1.split("\\.")[0]);int i2 = Integer.parseInt(o2.split("\\.")[0]);return i1-i2;}});//写入BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("csb.txt"));for (String s : list) {bw.write(s);bw.newLine();}bw.close();}
}

练习：软件运行次数

实现一个验证程序运行次数的小程序，要求如下：

1、当程序运行超过3次时给出文本提示：本软件只能免费使用3次，欢迎您注册会员后继续使用

2、程序运行演示如下：e

第一次运行控制台输出：欢迎使用本软件，第一次使用免费~

第二次运行控制台输出：欢迎使用本软件，第二次使用免费~

第三次运行控制台输出：欢迎使用本软件，第三次使用免费~

第四次及以后运行控制台输出：本软件只能免费使用3次，欢迎您注册会员后继续使用

        //1.把文件中的数字读取到内存中//原则：//IO：随用随创建//    什么时候不用什么时候关闭BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("myio\\count.txt"));String line = br.readLine();br.close();System.out.println(line);//nullint count = Integer.parseInt(line);//表示当前软件又运行了一次count++;//1//2.判断if(count <= 3){System.out.println("欢迎使用本软件,第"+count+"次使用免费~");}else{System.out.println("本软件只能免费使用3次,欢迎您注册会员后继续使用~");}BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("myio\\count.txt"));//3.把当前自增之后的count写出到文件当中bw.write(count + ""); //97 + ""bw.close();

转换流

转换流是一种处理流，它提供了字节流和字符流之间的转换。

转换流主要用于处理不同编码方式的文本文件，可以通过指定编码方式实现字节与字符的转换。

字符编码和字符集

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。

编码:字符(能看懂的)--字节(看不懂的)

解码:字节(看不懂的)-->字符(能看懂的)

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。

InputStreamReader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。

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

指定编码读取（淘汰）

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();}
}

现在使用的

        FileReader fileReader=new FileReader("a.txt", Charset.forName("utf-8"));int read;// 使用默认编码字符流读取,乱码while ((read = fileReader.read()) != -1) {System.out.print((char)read);}fileReader.close();

OutputStreamWriter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。

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

指定编码写出（淘汰）

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();}
}

现在使用的

        FileWriter fileWriter =new FileWriter("a.txt",Charset.forName("utf-8"));fileWriter.write("你好");fileWriter.close();

练习：

将本地文件中的GBK文件，转成UTF-8

        FileReader fileReader = new FileReader("a.txt",Charset.forName("utf-8"));FileWriter fileWriter = new FileWriter("e.txt",Charset.forName("gbk"));int len;while ((len = fileReader.read()) != -1){fileWriter.write(len);}fileReader.close();fileWriter.close();

转换流综合案例

利用字节流读取文本文件中的数据，每次读一整行，而且不能出现乱码
        FileInputStream fis = new FileInputStream("a.txt");InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis);BufferedReader br = new BufferedReader(isr);String line ;while ((line =br.readLine())!= null) {System.out.println(line);}br.close();

序列化流和反序列化流

序列化流

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。

代码实现：

定义类
/** Serializable接口里面是没有抽象方法，为标记型接口* 一旦实现了这个接口，那么就表示当前的Student类可以被序列化* 理解：*      一个物品的合格证*/
public class Student implements Serializable {String Name;int age;public Student() {}public Student(String Name, int age) {this.Name = Name;this.age = age;}/*** 获取* @return Name*/public String getName() {return Name;}/*** 设置* @param Name*/public void setName(String Name) {this.Name = Name;}/*** 获取* @return age*/public int getAge() {return age;}/*** 设置* @param age*/public void setAge(int age) {this.age = age;}public String toString() {return "Student{Name = " + Name + ", age = " + age + "}";}
}测试类
public class test {public static void main(String[] args) throws IOException {//创建对象Student stu =new Student("张三", 23);//创建序列化流的对象/对象操作输出流ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("e.txt"));//写出数据oos.writeObject(stu);//释放资源oos.close();}
}

反序列化流

代码实现：

        //创建学生对象Student stu = new Student("张三", 23);//创建序列化流的对象/对象操作输出流ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("e.txt"));//写出数据oos.writeObject(stu);//创建序列化流的对象/对象操作输出流ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("e.txt"));//写出数据Object o = ois.readObject();//打印资源System.out.println(o);//释放资源oos.close();ois.close();

序列化流和反序列化流的小细节

综合案例：用对象流读写多个对象

需求：

将多个自定义对象序列化到文件中，但是由于对象的个数不确定，反序列化流该如何读取呢？

定义类
public class Student implements Serializable {@Serialprivate static final long serialVersionUID = 6138113465965306484L;private String name;private int age;private String address;public Student() {}public Student(String name, int age, String address) {this.name = name;this.age = age;this.address = address;}public String toString() {return "Student{name = " + name + ", age = " + age + ", address = " + address + "}";}
}写数据
public class test {public static void main(String[] args) throws IOException {Student s1 = new Student("John", 20, "Mathematics");Student s2= new Student("Jane", 22, "Physics");Student s3= new Student("Mike", 21, "Chemistry");ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("a.txt"));ArrayList<Student> students = new ArrayList<>();Collections.addAll(students, s1, s2, s3);out.writeObject(students);out.close();}
}
读数据
public class test2 {public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("a.txt"));ArrayList<Student> list = (ArrayList<Student>) ois.readObject();list.forEach(System.out::println);ois.close();}
}

注意：

我们通常用Arraylist集合来存储这些对象数据，因为Arraylist集合也实现了servalizable接口

打印流

字节打印流

代码演示：

        //创建字节打印流的对象PrintStream ps = new PrintStream("a.txt");//写出数据ps.println(97);//写出+自动刷新+换行ps.print("hello world");ps.printf("%s移动%s阿强","java","java");//释放资源ps.close();

字符打印流

代码演示：

        //创建字节打印流的对象PrintWriter pw = new PrintWriter(new FileWriter("a.txt"),true);//写数据pw.println("hello");pw.print("world");pw.printf("%s移动%s阿强","java","java");//释放资源pw.close();

解压缩流和压缩流

解压缩流

代码演示：

public class ZipStreamDemo1 {public static void main(String[] args) throws IOException {//1.创建一个File表示要解压的压缩包File src = new File("D:\\aaa.zip");//2.创建一个File表示解压的目的地File dest = new File("D:\\");//调用方法unzip(src,dest);}//定义一个方法用来解压public static void unzip(File src,File dest) throws IOException {//解压的本质：把压缩包里面的每一个文件或者文件夹读取出来，按照层级拷贝到目的地当中//创建一个解压缩流用来读取压缩包中的数据ZipInputStream zip = new ZipInputStream(new FileInputStream(src));//要先获取到压缩包里面的每一个zipentry对象//表示当前在压缩包中获取到的文件或者文件夹ZipEntry entry;while((entry = zip.getNextEntry()) != null){System.out.println(entry);if(entry.isDirectory()){//文件夹：需要在目的地dest处创建一个同样的文件夹File file = new File(dest,entry.toString());file.mkdirs();}else{//文件：需要读取到压缩包中的文件，并把他存放到目的地dest文件夹中（按照层级目录进行存放）FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File(dest,entry.toString()));int b;while((b = zip.read()) != -1){//写到目的地fos.write(b);}fos.close();//表示在压缩包中的一个文件处理完毕了。zip.closeEntry();}}zip.close();}
}

压缩流

压缩单个文件

代码演示：

public class ZipStreamDemo2 {public static void main(String[] args) throws IOException {/**   压缩流*      需求：*          把D:\\a.txt打包成一个压缩包* *///1.创建File对象表示要压缩的文件File src = new File("D:\\a.txt");//2.创建File对象表示压缩包的位置File dest = new File("D:\\");//3.调用方法用来压缩toZip(src,dest);}/**   作用：压缩*   参数一：表示要压缩的文件*   参数二：表示压缩包的位置* */public static void toZip(File src,File dest) throws IOException {//1.创建压缩流关联压缩包ZipOutputStream zos = new ZipOutputStream(new FileOutputStream(new File(dest,"a.zip")));//2.创建ZipEntry对象，表示压缩包里面的每一个文件和文件夹//参数：压缩包里面的路径ZipEntry entry = new ZipEntry("aaa\\bbb\\a.txt");//3.把ZipEntry对象放到压缩包当中zos.putNextEntry(entry);//4.把src文件中的数据写到压缩包当中FileInputStream fis = new FileInputStream(src);int b;while((b = fis.read()) != -1){zos.write(b);}zos.closeEntry();zos.close();}
}

压缩文件夹

代码演示：

public class ZipStreamDemo3 {public static void main(String[] args) throws IOException {/**   压缩流*      需求：*          把D:\\aaa文件夹压缩成一个压缩包* *///1.创建File对象表示要压缩的文件夹File src = new File("D:\\aaa");//2.创建File对象表示压缩包放在哪里（压缩包的父级路径）File destParent = src.getParentFile();//D:\\//3.创建File对象表示压缩包的路径File dest = new File(destParent,src.getName() + ".zip");//4.创建压缩流关联压缩包ZipOutputStream zos = new ZipOutputStream(new FileOutputStream(dest));//5.获取src里面的每一个文件，变成ZipEntry对象，放入到压缩包当中toZip(src,zos,src.getName());//aaa//6.释放资源zos.close();}/**   作用：获取src里面的每一个文件，变成ZipEntry对象，放入到压缩包当中*   参数一：数据源*   参数二：压缩流*   参数三：压缩包内部的路径* */public static void toZip(File src,ZipOutputStream zos,String name) throws IOException {//1.进入src文件夹File[] files = src.listFiles();//2.遍历数组for (File file : files) {if(file.isFile()){//3.判断-文件，变成ZipEntry对象，放入到压缩包当中ZipEntry entry = new ZipEntry(name + "\\" + file.getName());//aaa\\no1\\a.txtzos.putNextEntry(entry);//读取文件中的数据，写到压缩包FileInputStream fis = new FileInputStream(file);int b;while((b = fis.read()) != -1){zos.write(b);}fis.close();zos.closeEntry();}else{//4.判断-文件夹，递归toZip(file,zos,name + "\\" + file.getName());//     no1            aaa   \\   no1}}}
}