第14章 File类与IO流

主要内容

File类
字节流
字符流
文件流
缓冲流
转换流
数据流
对象流
打印流
Scanner与System与IO流

教学目标

[ ] 使用File类对象表示文件或目录
[ ] 能够辨别相对路径和绝对路径
[ ] 能够说出IO流的分类和功能
[ ] 能够使用字节输出流写出数据到文件
[ ] 能够使用字节输入流读取数据到程序
[ ] 能够理解读取数据read(byte[])方法的原理
[ ] 能够使用字节流完成文件的复制
[ ] 能够使用FileWirter写数据到文件
[ ] 能够说出FileWriter中关闭和刷新方法的区别
[ ] 能够使用FileWriter写数据的5个方法
[ ] 能够使用FileWriter写数据实现换行和追加写
[ ] 能够使用FileReader读数据
[ ] 能够使用FileReader读数据一次一个字符数组
[ ] 能够使用字节缓冲流读取数据到程序
[ ] 能够使用字节缓冲流写出数据到文件
[ ] 能够明确字符缓冲流的作用和基本用法
[ ] 能够使用缓冲流的特殊功能
[ ] 能够阐述编码表的意义
[ ] 能够使用转换流读取指定编码的文本文件
[ ] 能够使用转换流写入指定编码的文本文件
[ ] 能够说出打印流的特点
[ ] 能够使用序列化流写出对象到文件
[ ] 能够使用反序列化流读取文件到程序中

第十四章 File类与IO流

14.1 java.io.File类

14.1.1 概述

File类是java.io包下代表与平台无关的文件和目录，也就是说如果希望在程序中操作文件和目录都可以通过File类来完成，File类能新建、删除、重命名文件和目录。

在API中File的解释是文件和目录路径名的抽象表示形式，即File类是文件或目录的路径，而不是文件本身，因此File类不能直接访问文件内容本身，如果需要访问文件内容本身，则需要使用输入/输出流。

File类代表磁盘或网络中某个文件或目录的路径名称，如：/atguigu/javase/io/佟刚.jpg

但不能直接通过File对象读取和写入数据，如果要操作数据，需要IO流。File对象好比是到水库的“路线地址”，要“存取”里面的水到你“家里”，需要“管道”。

尚硅谷_高佳志_JavaSE_第14章 File类与IO流 - 图1

14.1.2 构造方法

public File(String pathname) ：通过将给定的路径名字符串转换为抽象路径名来创建新的 File实例。
public File(String parent, String child) ：从父路径名字符串和子路径名字符串创建新的 File实例。
public File(File parent, String child) ：从父抽象路径名和子路径名字符串创建新的 File实例。
构造举例，代码如下：

// 文件路径名
String pathname = "D:\\aaa.txt";
File file1 = new File(pathname); 
// 文件路径名
String pathname2 = "D:\\aaa\\bbb.txt";
File file2 = new File(pathname2); 
// 通过父路径和子路径字符串
 String parent = "d:\\aaa";
 String child = "bbb.txt";
 File file3 = new File(parent, child);
// 通过父级File对象和子路径字符串
File parentDir = new File("d:\\aaa");
String child = "bbb.txt";
File file4 = new File(parentDir, child);

小贴士：

一个File对象代表硬盘中实际存在的一个文件或者目录。
无论该路径下是否存在文件或者目录，都不影响File对象的创建。

14.1.3 常用方法（了解）

1、获取文件和目录基本信息的方法

public String getName() ：返回由此File表示的文件或目录的名称。
public long length() ：返回由此File表示的文件的长度。
public String getPath() ：将此File转换为路径名字符串。
public long lastModified()：返回File对象对应的文件或目录的最后修改时间（毫秒值）
方法演示，代码如下： ```java import java.io.File; import java.time.Instant; import java.time.LocalDateTime; import java.time.ZoneId;

public class TestFile { public static void main(String[] args) { File f = new File(“d:/aaa/bbb.txt”);
System.out.println(“文件构造路径:”+f.getPath()); System.out.println(“文件名称:”+f.getName()); System.out.println(“文件长度:”+f.length()+”字节”); System.out.println(“文件最后修改时间：” + LocalDateTime.ofInstant(Instant.ofEpochMilli(f.lastModified()),ZoneId.of(“Asia/Shanghai”)));

    File f2 = new File("d:/aaa");     
    System.out.println("目录构造路径:"+f2.getPath());
    System.out.println("目录名称:"+f2.getName());
    System.out.println("目录长度:"+f2.length()+"字节");
    System.out.println("文件最后修改时间：" + LocalDateTime.ofInstant(Instant.ofEpochMilli(f.lastModified()),ZoneId.of("Asia/Shanghai")));
}

}

输出结果：文件构造路径:d:\aaa\bbb.java 文件名称:bbb.java 文件长度:636字节文件最后修改时间：2019-07-23T22:01:32.065

目录构造路径:d:\aaa 目录名称:aaa 目录长度:4096字节文件最后修改时间：2019-07-23T22:01:32.065


> API中说明：length()，表示文件的长度。但是File对象表示目录，则返回值未指定。
<a name="6c70b167"></a>
#### 2、各种路径问题
- `public String getPath()` ：将此File转换为路径名字符串。
- `public String getAbsolutePath()` ：返回此File的绝对路径名字符串。
- `String getCanonicalPath()`：返回此File对象所对应的规范路径名。
File类可以使用文件路径字符串来创建File实例，该文件路径字符串既可以是绝对路径，也可以是相对路径。
默认情况下，系统总是依据用户的工作路径来解释相对路径，这个路径由系统属性“user.dir”指定，通常也就是运行Java虚拟机时所作的路径。
- **绝对路径**：从盘符开始的路径，这是一个完整的路径。
- **相对路径**：相对于**项目目录**的路径，这是一个便捷的路径，开发中经常使用。
- **规范路径**：所谓规范路径名，即对路径中的“..”等进行解析后的路径名
```java
    @Test
    public void test1() throws IOException{
        File f1 = new File("d:\\atguigu\\javase\\HelloIO.java");
        System.out.println("文件/目录的名称：" + f1.getName());
        System.out.println("文件/目录的构造路径名：" + f1.getPath());
        System.out.println("文件/目录的绝对路径名：" + f1.getAbsolutePath());
        System.out.println("文件/目录的规范路径名：" + f1.getCanonicalPath());
        System.out.println("文件/目录的父目录名：" + f1.getParent());
    }
    @Test
    public void test2() throws IOException{
        File f2 = new File("HelloIO.java");
        System.out.println("user.dir =" + System.getProperty("user.dir"));
        System.out.println("文件/目录的名称：" + f2.getName());
        System.out.println("文件/目录的构造路径名：" + f2.getPath());
        System.out.println("文件/目录的绝对路径名：" + f2.getAbsolutePath());
        System.out.println("文件/目录的规范路径名：" + f2.getCanonicalPath());
        System.out.println("文件/目录的父目录名：" + f2.getParent());
    }
        @Test
    public void test3() throws IOException{
        File f3 = new File("../../HelloIO.java");
        System.out.println("user.dir =" + System.getProperty("user.dir"));
        System.out.println("文件/目录的名称：" + f3.getName());
        System.out.println("文件/目录的构造路径名：" + f3.getPath());
        System.out.println("文件/目录的绝对路径名：" + f3.getAbsolutePath());
        System.out.println("文件/目录的规范路径名：" + f3.getCanonicalPath());
        System.out.println("文件/目录的父目录名：" + f3.getParent());
    }

window的路径分隔符使用“\”，而Java程序中的“\”表示转义字符，所以在Windows中表示路径，需要用“\”。或者直接使用“/”也可以，Java程序支持将“/”当成平台无关的路径分隔符。或者直接使用File.separator常量值表示。
把构造File对象指定的文件或目录的路径名，称为构造路径，它可以是绝对路径，也可以是相对路径
当构造路径是绝对路径时，那么getPath和getAbsolutePath结果一样
当构造路径是相对路径时，那么getAbsolutePath的路径 = user.dir的路径 + 构造路径
当路径中不包含”..”和”/开头”等形式的路径，那么规范路径和绝对路径一样，否则会将..等进行解析。路径中如果出现“..”表示上一级目录，路径名如果以“/”开头，表示从“根目录”下开始导航。

3、判断功能的方法

public boolean exists() ：此File表示的文件或目录是否实际存在。
public boolean isDirectory() ：此File表示的是否为目录。
public boolean isFile() ：此File表示的是否为文件。

方法演示，代码如下：

public class FileIs {
    public static void main(String[] args) {
        File f = new File("d:\\aaa\\bbb.java");
        File f2 = new File("d:\\aaa");
          // 判断是否存在
        System.out.println("d:\\aaa\\bbb.java 是否存在:"+f.exists());
        System.out.println("d:\\aaa 是否存在:"+f2.exists());
          // 判断是文件还是目录
        System.out.println("d:\\aaa 文件?:"+f2.isFile());
        System.out.println("d:\\aaa 目录?:"+f2.isDirectory());
    }
}
输出结果：
d:\aaa\bbb.java 是否存在:true
d:\aaa 是否存在:true
d:\aaa 文件?:false
d:\aaa 目录?:true

如果文件或目录不存在，那么exists()、isFile()和isDirectory()都是返回true

4、创建删除功能的方法

public boolean createNewFile() ：当且仅当具有该名称的文件尚不存在时，创建一个新的空文件。
public boolean delete() ：删除由此File表示的文件或目录。只能删除空目录。
public boolean mkdir() ：创建由此File表示的目录。
public boolean mkdirs() ：创建由此File表示的目录，包括任何必需但不存在的父目录。

方法演示，代码如下：

public class FileCreateDelete {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 文件的创建
        File f = new File("aaa.txt");
        System.out.println("是否存在:"+f.exists()); // false
        System.out.println("是否创建:"+f.createNewFile()); // true
        System.out.println("是否存在:"+f.exists()); // true
         // 目录的创建
          File f2= new File("newDir");    
        System.out.println("是否存在:"+f2.exists());// false
        System.out.println("是否创建:"+f2.mkdir());    // true
        System.out.println("是否存在:"+f2.exists());// true
        // 创建多级目录
          File f3= new File("newDira\\newDirb");
        System.out.println(f3.mkdir());// false
        File f4= new File("newDira\\newDirb");
        System.out.println(f4.mkdirs());// true
          // 文件的删除
           System.out.println(f.delete());// true
          // 目录的删除
        System.out.println(f2.delete());// true
        System.out.println(f4.delete());// false
    }
}

API中说明：delete方法，如果此File表示目录，则目录必须为空才能删除。

14.1.4 递归实现多级目录操作（了解，有时间作为复习递归练习用）

public String[] list() ：返回一个String数组，表示该File目录中的所有子文件或目录。
public File[] listFiles() ：返回一个File数组，表示该File目录中的所有的子文件或目录。
public File[] listFiles(FileFilter filter)：返回所有满足指定过滤器的文件和目录。如果给定 filter 为 null，则接受所有路径名。否则，当且仅当在路径名上调用过滤器的 FileFilter.accept(java.io.File) 方法返回 true 时，该路径名才满足过滤器。如果当前File对象不表示一个目录，或者发生 I/O 错误，则返回 null。

1、递归打印多级目录

分析：多级目录的打印。遍历之前，无从知道到底有多少级目录，所以我们可以使用递归实现。

代码实现：

    @Test
    public void test3() {
         File dir = new File("d:/atguigu");
         listSubFiles(dir);
    }
    public void listSubFiles(File dir) {
        if (dir != null && dir.isDirectory()) {
            File[] listFiles = dir.listFiles();
            if (listFiles != null) {
                for (File sub : listFiles) {
                    listSubFiles(sub);//递归调用
                }
            }
        }
        System.out.println(dir);
    }

2、递归打印某目录下（包括子目录）中所有满足条件的文件

示例代码：列出”D:/atguigu”下所有”.java”文件

    @Test
    public void test5() {
         File dir = new File("D:/atguigu");
         listByFileFilter(dir);
    }
    public void listByFileFilter(File file) {
        if (file != null && file.isDirectory()) {
            File[] listFiles = file.listFiles(new FilenameFilter() {
                @Override
                public boolean accept(File dir, String name) {
                    return name.endsWith(".java") || new File(dir,name).isDirectory();
                }
            });
            if (listFiles != null) {
                for (File sub : listFiles) {
                    if(sub.isFile()){
                        System.out.println(sub);
                    }
                    listByFileFilter(sub);
                }
            }
        }
    }

3、递归求目录总大小

    @Test
    public void test4() {
         File dir = new File("D:/atguigu");
         long length = getLength(dir);
         System.out.println("大小：" + length);
    }
    public long getLength(File dir){
        if (dir != null && dir.isDirectory()) {
            File[] listFiles = dir.listFiles();
            if(listFiles!=null){
                long sum = 0;
                for (File sub : listFiles) {
                    sum += getLength(sub);
                }
                return sum;
            }
        }else if(dir != null && dir.isFile()){
            return dir.length();
        }
        return 0;
    }

4、递归删除非空目录

如果目录非空，连同目录下的文件和文件夹一起删除

    @Test
    public void test6() {
         File dir = new File("D:/atguigu/javase");
         forceDeleteDir(dir);
    }
    public void forceDeleteDir(File dir) {
        if (dir != null && dir.isDirectory()) {
            File[] listFiles = dir.listFiles();
            if(listFiles!=null){
                for (File sub : listFiles) {
                    forceDeleteDir(sub);
                }
            }
        }
        dir.delete();
    }

14.2 IO概述

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。

2、IO的分类

根据数据的流向分为：输入流和输出流。

输入流 ：把数据从其他设备上读取到内存中的流。
- 以InputStream,Reader结尾
输出流 ：把数据从内存 中写出到其他设备上的流。
- 以OutputStream、Writer结尾

根据数据的类型分为：字节流和字符流。

字节流 ：以字节为单位，读写数据的流。
- 以InputStream和OutputStream结尾
字符流 ：以字符为单位，读写数据的流。
- 以Reader和Writer结尾

根据IO流的角色不同分为：节点流和处理流。

节点流：可以从或向一个特定的地方（节点）读写数据。如FileReader.
处理流：是对一个已存在的流进行连接和封装，通过所封装的流的功能调用实现数据读写。如BufferedReader.处理流的构造方法总是要带一个其他的流对象做参数。一个流对象经过其他流的多次包装，称为流的链接。

这种设计是装饰模式（Decorator Pattern）也称为包装模式（Wrapper Pattern），其使用一种对客户端透明的方式来动态地扩展对象的功能，它是通过继承扩展功能的替代方案之一。在现实生活中你也有很多装饰者的例子，例如：人需要各种各样的衣着，不管你穿着怎样，但是，对于你个人本质来说是不变的，充其量只是在外面加上了一些装饰，有，“遮羞的”、“保暖的”、“好看的”、“防雨的”….

常用的节点流：

文件 FileInputStream FileOutputStrean FileReader FileWriter 文件进行处理的节点流。
字符串 StringReader StringWriter 对字符串进行处理的节点流。
数组 ByteArrayInputStream ByteArrayOutputStream CharArrayReader CharArrayWriter 对数组进行处理的节点流（对应的不再是文件，而是内存中的一个数组）。
管道 PipedInputStream、PipedOutputStream、PipedReader、PipedWriter对管道进行处理的节点流。

常用处理流：

缓冲流：BufferedInputStream、BufferedOutputStream、BufferedReader、BufferedWriter—-增加缓冲功能，避免频繁读写硬盘。
转换流：InputStreamReader、OutputStreamReader—-实现字节流和字符流之间的转换。
数据流：DataInputStream、DataOutputStream -提供读写Java基础数据类型功能
对象流：ObjectInputStream、ObjectOutputStream—提供直接读写Java对象功能

3、4大顶级抽象父类们

	输入流	输出流
字节流	字节输入流InputStream	字节输出流OutputStream
字符流	字符输入流Reader	字符输出流Writer

14.3 字节流

14.3.1 一切皆为字节

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。

14.3.2 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 flush() ：刷新此输出流并强制任何缓冲的输出字节被写出。
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。

小贴士：

close方法，当完成流的操作时，必须调用此方法，释放系统资源。

14.3.3 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。

构造举例，代码如下：

public class FileOutputStreamConstructor throws IOException {
    public static void main(String[] args) {
            // 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 class FOSWrite {
    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();
    }
}
输出结果：
abc

小贴士：

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。
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 class FOSWrite {
    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 = "尚硅谷".getBytes();
          // 写出字节数组数据
          fos.write(b);
          // 关闭资源
        fos.close();
    }
}
输出结果：
尚硅谷

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个字节，代码使用演示：

public class FOSWrite {
    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();
    }
}
输出结果：
cd

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 class FOSWrite {
    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();
    }
}
文件操作前：cd
文件操作后：cdabcde

写出换行

Windows系统里，换行符号是\r\n 。把

以指定是否追加续写了，代码使用演示：

public class FOSWrite {
    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");  
          // 定义字节数组
          byte[] words = {97,98,99,100,101};
          // 遍历数组
        for (int i = 0; i < words.length; i++) {
              // 写出一个字节
            fos.write(words[i]);
              // 写出一个换行, 换行符号转成数组写出
            fos.write("\r\n".getBytes());
        }
          // 关闭资源
        fos.close();
    }
}
输出结果：
a
b
c
d
e

回车符\r和换行符\n ：

回车符：回到一行的开头（return）。
换行符：下一行（newline）。

系统中的换行：

Windows系统里，每行结尾是 回车+换行 ，即\r\n；
Unix系统里，每行结尾只有 换行 ，即\n；
Mac系统里，每行结尾是 回车 ，即\r。从 Mac OS X开始与Linux统一。

14.3.4 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。

小贴士：

close方法，当完成流的操作时，必须调用此方法，释放系统资源。

14.3.5 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 。

构造举例，代码如下：

public class FileInputStreamConstructor throws IOException{
    public static void main(String[] args) {
            // 使用File对象创建流对象
        File file = new File("a.txt");
        FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
        // 使用文件名称创建流对象
        FileInputStream fis = 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 class FISRead {
    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();
    }
}
输出结果：
a
b
c
d
e
-1

循环改进读取方式，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
           FileInputStream fis = new FileInputStream("read.txt");
          // 定义变量，保存数据
        int b ；
        // 循环读取
        while ((b = fis.read())!=-1) {
            System.out.println((char)b);
        }
        // 关闭资源
        fis.close();
    }
}
输出结果：
a
b
c
d
e

小贴士：

虽然读取了一个字节，但是会自动提升为int类型。
流操作完毕后，必须释放系统资源，调用close方法，千万记得。

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 class FISRead {
    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();
    }
}
输出结果：
ab
cd
ed

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 class FISRead {
    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();
    }
}
输出结果：
ab
cd
e

小贴士：

使用数组读取，每次读取多个字节，减少了系统间的IO操作次数，从而提高了读写的效率，建议开发中使用。

14.3.6 字节流练习：图片复制

尚硅谷_高佳志_JavaSE_第14章 File类与IO流 - 图2

复制图片文件，代码使用演示：

public class Copy {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 1.创建流对象
        // 1.1 指定数据源
        FileInputStream fis = new FileInputStream("D:\\test.jpg");
        // 1.2 指定目的地
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("test_copy.jpg");
        // 2.读写数据
        // 2.1 定义数组
        byte[] b = new byte[1024];
        // 2.2 定义长度
        int len;
        // 2.3 循环读取
        while ((len = fis.read(b))!=-1) {
            // 2.4 写出数据
            fos.write(b, 0 , len);
        }
        // 3.关闭资源
        fos.close();
        fis.close();
    }
}

小贴士：

流的关闭原则：先开后关，后开先关。

14.4 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。

14.4.1 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。

14.4.2 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。

eclipse中默认GBK，idea中默认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();
    }
}
输出结果：
尚
硅
谷

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();
    }
}
输出结果：
尚硅
谷硅

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();
    }
}
输出结果：
尚硅
谷

14.4.3 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。

void write(int c) 写入单个字符。
void write(char[] cbuf)写入字符数组。
abstract void write(char[] cbuf, int off, int len)写入字符数组的某一部分,off数组的开始索引,len写的字符个数。
void write(String str)写入字符串。
void write(String str, int off, int len) 写入字符串的某一部分,off字符串的开始索引,len写的字符个数。
void flush()刷新该流的缓冲。
void close() 关闭此流，但要先刷新它。

14.4.4 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:先刷新缓冲区，然后通知系统释放资源。流对象不可以再被使用了。

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 = "尚硅谷".toCharArray();
          // 写出字符数组
          fw.write(chars); // 尚硅谷
        // 写出从索引1开始，2个字节。索引1是'硅'，两个字节，也就是'硅谷'。
        fw.write(b,1,2); // 硅谷
          // 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 = "尚硅谷";
          // 写出字符数组
          fw.write(msg); //尚硅谷
        // 写出从索引1开始，2个字节。索引1是'硅'，两个字节，也就是'硅谷'。
        fw.write(msg,1,2);    // 尚硅谷
        // 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("尚");
          // 写出换行
          fw.write("\r\n");
          // 写出字符串
          fw.write("硅谷");
          // 关闭资源
        fw.close();
    }
}
输出结果:
尚
硅谷

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

14.5 缓冲流

缓冲流,也叫高效流，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。

14.5.1 字节缓冲流

构造方法

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 IOException {
        // 记录开始时间
          long start = System.currentTimeMillis();
        // 创建流对象
        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);
        }
        fos.close();
        fis.close();
        // 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 IOException {
        // 记录开始时间
          long start = System.currentTimeMillis();
        // 创建流对象
        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);
        }
        bos.close();
        bis.close();
        // 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 IOException {
          // 记录开始时间
        long start = System.currentTimeMillis();
        // 创建流对象
        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);
        }
        bos.close();
        bis.close();
        // 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

14.5.2 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("尚");
        // 写出换行
      bw.newLine();
      bw.write("硅");
      bw.newLine();
      bw.write("谷");
      bw.newLine();
      // 释放资源
      bw.close();
  }
}
输出效果:
尚
硅
谷

14.6 转换流

14.6.1 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。
编码表:生活中文字和计算机中二进制的对应规则

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。

尚硅谷_高佳志_JavaSE_第14章 File类与IO流 - 图3

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。

14.6.2 编码引出的问题

在Eclipse中，使用FileReader 读取项目中的文本文件。由于Eclipse的设置UTF-8编码但是，当读取Windows系统中创建的文本文件时，由于Windows系统的默认是GBK编码，就会出现乱码。

public class ReaderDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        FileReader fileReader = new FileReader("E:\\File_GBK.txt");
        int read;
        while ((read = fileReader.read()) != -1) {
            System.out.print((char)read);
        }
        fileReader.close();
    }
}
输出结果：
���

那么如何读取GBK编码的文件呢？

14.6.3 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。

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();
    }
}

14.6.4 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。

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();
    }
}

14.6.5 转换流理解图解

转换流是字节与字符间的桥梁！

尚硅谷_高佳志_JavaSE_第14章 File类与IO流 - 图4

14.6.6 练习：转换文件编码

将GBK编码的文本文件，转换为UTF-8编码的文本文件。

案例分析

指定GBK编码的转换流，读取文本文件。
使用UTF-8编码的转换流，写出文本文件。

案例实现

public class TransDemo {
   public static void main(String[] args) {      
        // 1.定义文件路径
         String srcFile = "file_gbk.txt";
        String destFile = "file_utf8.txt";
        // 2.创建流对象
        // 2.1 转换输入流,指定GBK编码
        InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream(srcFile) , "GBK");
        // 2.2 转换输出流,默认utf8编码
        OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(destFile));
        // 3.读写数据
        // 3.1 定义数组
        char[] cbuf = new char[1024];
        // 3.2 定义长度
        int len;
        // 3.3 循环读取
        while ((len = isr.read(cbuf))!=-1) {
            // 循环写出
              osw.write(cbuf,0,len);
        }
        // 4.释放资源
        osw.close();
        isr.close();
      }
}

14.7 数据流

前面学习的IO流，在程序代码中，要么将数据直接按照字节处理，要么按照字符处理。那么，如果要在程序中直接处理Java的基础数据类型，怎么办呢？

String name = “巫师”;
int age = 300;
char gender = ‘男’;
int energy = 5000;
double price = 75.5;
boolean relive = true;

完成这个需求，可以使用DataOutputStream进行写，随后用DataInputStream进行读取，而且顺序要一致。

示例代码：

import java.io.DataInputStream;
import java.io.DataOutputStream;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
public class TestData {
    public void save() throws IOException{
        String name = "巫师";
        int age = 300;
        char gender = '男';
        int energy = 5000;
        double price = 75.5;
        boolean relive = true;
        DataOutputStream dos = new DataOutputStream(new FileOutputStream("game.dat"));
        dos.writeUTF(name);
        dos.writeInt(age);
        dos.writeChar(gender);
        dos.writeInt(energy);
        dos.writeDouble(price);
        dos.writeBoolean(relive);
        dos.close();
    }    
    public void reload()throws IOException{
        DataInputStream dis = new DataInputStream(new FileInputStream("game.dat"));
        String name = dis.readUTF();
        int age = dis.readInt();
        char gender = dis.readChar();
        int energy = dis.readInt();
        double price = dis.readDouble();
        boolean relive = dis.readBoolean();
        System.out.println(name+"," + age + "," + gender + "," + energy + "," + price + "," + relive);
        dis.close();
    }
}

14.8 序列化

14.8.1 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。看图理解序列化：

尚硅谷_高佳志_JavaSE_第14章 File类与IO流 - 图5

14.8.2 ObjectOutputStream类

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

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 。
- 如果对象的某个属性也是引用数据类型，那么如果该属性也要序列化的话，也要实现Serializable 接口
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。
静态变量的值不会序列化

public class Employee implements java.io.Serializable {
    public static String company = "尚硅谷";
    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

14.8.3 ObjectInputStream类

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

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);
     }
}

14.8.4 练习：序列化集合

将存有多个自定义对象的集合序列化操作，保存到list.txt文件中。
反序列化list.txt ，并遍历集合，打印对象信息。

案例分析

把若干学生对象，保存到集合中。
把集合序列化。
反序列化读取时，只需要读取一次，转换为集合类型。
遍历集合，可以打印所有的学生信息

案例实现

public class SerTest {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 创建 学生对象
        Student student = new Student("老王", "laow");
        Student student2 = new Student("老张", "laoz");
        Student student3 = new Student("老李", "laol");
        ArrayList<Student> arrayList = new ArrayList<>();
        arrayList.add(student);
        arrayList.add(student2);
        arrayList.add(student3);
        // 序列化操作
        // serializ(arrayList);
        // 反序列化  
        ObjectInputStream ois  = new ObjectInputStream(new FileInputStream("list.txt"));
        // 读取对象,强转为ArrayList类型
        ArrayList<Student> list  = (ArrayList<Student>)ois.readObject();
          for (int i = 0; i < list.size(); i++ ){
              Student s = list.get(i);
            System.out.println(s.getName()+"--"+ s.getPwd());
          }
    }
    private static void serializ(ArrayList<Student> arrayList) throws Exception {
        // 创建 序列化流 
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("list.txt"));
        // 写出对象
        oos.writeObject(arrayList);
        // 释放资源
        oos.close();
    }
}

14.8.5 java.io.Externalizable接口

除了Serializable接口之外，还可以实现java.io.Externalizable接口，但是要求重写：

void readExternal(ObjectInput in)
void writeExternal(ObjectOutput out)

关于哪些属性序列化和反序列化，由程序员自己定。虽然可以自己决定任意属性的输出和读取，但是还是建议不要输出静态的和transient属性。

学生类：

import java.io.Externalizable;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInput;
import java.io.ObjectOutput;
public class Student implements Externalizable{
    private static String school = "atguigu";
    private String name;
    private transient int age;
    private int score;
    public Student(String name, int age, int score) {
        super();
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.score = score;
    }
    public Student() {
        super();
    }
    public static String getSchool() {
        return school;
    }
    public static void setSchool(String school) {
        Student.school = school;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public int getAge() {
        return age;
    }
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
    public int getScore() {
        return score;
    }
    public void setScore(int score) {
        this.score = score;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Student [name=" + name +",age =" +age + ", score=" + score +",schoool = " + school+ "]";
    }
    //一下两个方法不是程序员手动调用，而是在对象被序列化和反序列时，IO流自动调用
    @Override
    public void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException {
        //在这个方法中，程序员自己定，哪些属性需要序列化，及其顺序
        out.writeUTF(school);
        out.writeUTF(name);
        out.writeInt(score);
        out.writeInt(age);
    }
    @Override
    public void readExternal(ObjectInput in) throws IOException, ClassNotFoundException {
        //读取的顺序要与写的顺序一致
        school = in.readUTF();
        name = in.readUTF();
        score = in.readInt();
        age = in.readInt();
    }
}

测试类

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import org.junit.Test;
/*
 * 类通过实现 java.io.Serializable 接口以启用其序列化功能。未实现此接口的类将无法使其任何状态序列化或反序列化。
 *         序列化接口没有方法或字段，仅用于标识可序列化的语义。
 * 
 * java.io.Externalizable 实例类的唯一特性是可以被写入序列化流中，该类负责保存和恢复实例内容。 
 *         则它要实现 Externalizable 接口的 writeExternal 和 readExternal 方法。
 * 
 *  void readExternal(ObjectInput in) 
 *  void writeExternal(ObjectOutput out)  
 *  
 *  虽然可以自己决定任意属性的输出和读取，但是还是建议不要输出静态的和transient属性
 */
public class TestExternalizable {
    @Test
    public void in()throws IOException, ClassNotFoundException{
        FileInputStream fis = new FileInputStream("stu.dat");
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(fis);
        Object obj = ois.readObject();
        System.out.println(obj);
        ois.close();
        fis.close();
    }
    @Test
    public void out()throws IOException{
        Student student = new Student("张三", 23, 89);
        Student.setSchool("尚硅谷");
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("stu.dat");
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(fos);
        oos.writeObject(student);
        oos.close();
        fos.close();
    }
}

14.9 重新认识PrintStream和Scanner、System.in和out

14.9.1 PrintStream类

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。

构造方法

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")；

改变打印流向

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”，改变它的流向。

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);
    }
}

14.9.2 Scanner类

构造方法

Scanner(File source) ：构造一个新的 Scanner，它生成的值是从指定文件扫描的。
Scanner(File source, String charsetName) ：构造一个新的 Scanner，它生成的值是从指定文件扫描的。
Scanner(InputStream source) ：构造一个新的 Scanner，它生成的值是从指定的输入流扫描的。
Scanner(InputStream source, String charsetName) ：构造一个新的 Scanner，它生成的值是从指定的输入流扫描的。

常用方法：

boolean hasNextXxx()：如果通过使用nextXxx()方法，此扫描器输入信息中的下一个标记可以解释为默认基数中的一个 Xxx 值，则返回 true。
Xxx nextXxx()：将输入信息的下一个标记扫描为一个Xxx

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Scanner;
import org.junit.Test;
public class TestFile {
    @Test
    public void test1() throws IOException {
        Scanner input = new Scanner(System.in);
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        while(true){
            System.out.print("请输入一个单词：");
            String str = input.nextLine();
            if("stop".equals(str)){
                break;
            }
            list.add(str);
        }
        System.out.println(list);
        input.close();
    }
    @Test
    public void test2() throws IOException {
        Scanner input = new Scanner(new File("1.txt"));
        while(input.hasNextLine()){
            String str = input.nextLine();
            System.out.println(str);
        }
        input.close();
    }
    @Test
    public void test3() throws FileNotFoundException{
        System.setIn(new FileInputStream("1.txt"));
        Scanner input = new Scanner(System.in);
        while(input.hasNextLine()){
            String str = input.nextLine();
            System.out.println(str);
        }
        input.close();
    }
}

14.10 JDK1.7之后引入新try..catch

语法格式：

try(需要关闭的资源对象的声明){
    业务逻辑代码
}catch(异常类型 e){
    处理异常代码
}catch(异常类型 e){
    处理异常代码
}
....

它没有finally，也不需要程序员去关闭资源对象，无论是否发生异常，都会关闭资源对象

示例代码：

    @Test
    public void test03() {
        //从d:/1.txt(GBK)文件中，读取内容，写到项目根目录下1.txt(UTF-8)文件中
        try(
            FileInputStream fis = new FileInputStream("d:/1.txt");
            InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis,"GBK");
            BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream("1.txt");
            OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(fos,"UTF-8");
            BufferedWriter bw = new BufferedWriter(osw);
        ){
            String str;
            while((str = br.readLine()) != null){
                bw.write(str);
                bw.newLine();
            }
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }