Java基础——输入输出流(一）

最近想重新整理一下Java的IO流，IO流真的是一个非常非常非常庞大的系统。不过Java中的输入输出流也基本上围绕两个方面展开的。所以今天我们先看看最基础的字节流和字符流，基础打牢，才可以学习扩展类。

什么是流

在Java.io包中，File类是唯一一个跟文件本身相关的程序处理类，但是File只能够处理文件本身而不能操作文件内容，所以在实际的编程中，IO的核心意义在于输入与输出操作。那么什么是流呢？可以理解为流就是在程序中通信的内容，如下图所示：

什么是流.PNG

在Java中的输入输出流，可以分为字节处理流和字符处理流（以下都是抽象类）

• 字节处理流： InputStream（输入字节流）、OutputStream（输出字节流）；
• 字符处理流： Reader（输入字符流）、Writer（输出字符流）

所有的流操作都要应该采用如下统一的步骤进行，以文件处理为例：

• 如果现在要进行的是文件的读写操作，则一定要通过File类找到一个文件路径
• 通过字节流或者字符流的子类，为父类对象实例化（因为都是抽象类）
• 利用字节流或者字符流中的方法实现数据的输入或输出操作
• 流的操作属于资源操作，资源操作必须要进行关闭处理

下面我们对上述的四种类进行介绍(说明，在此只介绍最基本和常用的方法)：

OutputStream

字节的数据是以byte类型为主实现的操作，在进行字节内容输出的时候可以使用OutputStream。
public abstract class OutputStream extends Object implements Closeable, Flushable
而且OutputStream实现了两个接口。，如下图所示：

OutputStream.PNG

OutputStream类定义的是一个公共的输出操作标准，而在这个操作标准里面一共定义了3个内容输出方法

No.	方法名称	类型	说明
1	public abstract void write(int b) throws IOException	普通	输出单个字节数据
2	public void write(byte[] b) throws IOException	普通	输出一组字节数据
3	public void write(byte[] b, int off, int len) throws IOException	普通	输出部分字节数据

但是需要注意的问题：OutputStream是一个抽象类，这个抽象类如果要想获得实例化对象，应通过子类实例的向上转型完成。拿文件处理为例，需要使用FileOutputStream进行实例化

• 【覆盖】构造方法：public FileOutputStream(File file) throws FileNotFoundException
• 【追加】 构造方法：public FileOutputStream(File file, boolean append) throws FileNotFoundException

范例：使用OutputStream类实现内容的输出

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        File file = new File("D:" + File.separator + "hello" + File.separator + "hello.txt"); // 输出的文件路径
        if (!file.getParentFile().exists()) {  // 判断文件是否存在
            file.getParentFile().mkdirs();  //创建父目录
        }
        OutputStream out = new FileOutputStream(file);
        String str = "hello world!";  // 要输出的文件内容
        out.write(str.getBytes());   //将字符串变为字节数组
        out.close();  //关闭资源
    }
}

通过运行上述代码，就能看到在D盘有个hello/hello.txt文件了，打开文件，里面的内容便是我们写的内容。
注：我们只是创建父目录，但是文件我们并没有创建，程序会自动帮我们创建。

我们知道，OutputStream实现了自动关闭的接口，以下将上述代码改成自动关闭（加try-catch）

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        File file = new File("D:" + File.separator + "hello" + File.separator + "hello.txt"); // 输出的文件路径
        if (!file.getParentFile().exists()) {  // 判断文件是否存在
            file.getParentFile().mkdirs();  //创建父目录
        }

        try(OutputStream out = new FileOutputStream(file)) {
            String str = "hello world!";  // 要输出的文件内容
            out.write(str.getBytes());   //将字符串变为字节数组
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

InputStream

跟OutputStream对应的一个流就是字节输入流，在进行字节内容输入的时候可以使InputStream。
public abstract class InputStream extends Object implements Closeable
注：InputStream中只实现了一个接口，如下图所示：

InputStream.PNG

InputStream类一共定义了3个内容输入方法

No.	方法名称	类型	说明
1	public abstract int read() throws IOException	普通	读取单个字节数据，如果现在已经读取到底，返回-1
2	public int read(byte[] b) throws IOException	普通	读取一组字节数据
3	public int read(byte[] b, int off, int len) throws IOException	普通	读取部分字节数据

1.方法1是一个一个字节读取，效率较低，如图所示，** 返回的具体的字节数据**

方法一.PNG

2.方法二是一组一组字节读取，效率高，如下图所示，返回的是读取的个数长度，如果没有数据已经读取到底则返回-1

方法二.PNG

同样：InputStream是一个抽象类，这个抽象类如果要想获得实例化对象。拿文件处理为例，需要使用FileInputStream进行实例化

• 构造方法：public FileInputStream(File file) throws FileNotFoundException

范例：使用InputStream类实现内容的读取

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        File file = new File("D:" + File.separator + "hello" + File.separator + "hello.txt"); // 输出的文件路径
        InputStream input = new FileInputStream(file);

        byte[] data = new byte[1024]; // 开辟一个缓冲区读取数据
        input.read(data);  // 读取数据，数据保存在数组中
        System.out.println("【" + new String(data) + "】");
    }
}

通过运行上述代码，我们可以清晰看到，文件内容已经输出在控制台了。
但是我们发现，字符串非常长，因为最后一个】符号在最最末尾，这是因为我们声明了1024长度的字节数组
那我们怎修改呢？我们可以根据read(byte[] data)返回的是数据长度，做如下修改：

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        File file = new File("D:" + File.separator + "hello" + File.separator + "hello.txt"); // 输出的文件路径
        InputStream input = new FileInputStream(file);

        byte[] data = new byte[1024]; // 开辟一个缓冲区读取数据
        int len = input.read(data);  // 读取数据，数据保存在数组中
        System.out.println("【" + new String(data, 0 , len) + "】");
    }
}

对字节输入流，最麻烦的时候问题在于使用read读取的时候只能够以字节数组进行接收。所以才有字符流的诞生（后续会介绍）

在JDK1.9中增加了新的方法 byte[] readAllBytes。
但是注意如果文件内容很大（大概10k左右）这个方法会让程序崩溃，所以使用此方法需慎重。

Reader和Writer在下一篇介绍吧~