JavaSE - 字节流、字符流 - 《Java笔记》

一、IO流
二、字节流
三、字符流
四、IO异常处理
五、属性集
- 5.1概述
- 5.2 Properties类

一、IO流

1.1 什么是IO

I: input 输入（读取）

O: output 输出（写入)

流：数据（字符，字节） 1个字符=2个字节 1个字节=8个二进制位

输入：把硬盘中的数据，读取到内存中使用

输出：把内存中的数据，写入到硬盘中

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流的分类

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。
输出流 ：把数据从内存 中写出到其他设备上的流。

格局数据的类型分为：字节流和字符流。

字节流 ：以字节为单位，读写数据的流。
字符流 ：以字符为单位，读写数据的流。

1.3 顶级父类们

	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

二、字节流

2.1 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，都是一个一个的字节，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 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。

2.3 FileOutputStream类

java.io.FileOutputStream extends OutputStream

FileOutputStream: 文件字节输出流

作用：把内存中的数据写入到硬盘的文件中

构造方法：

**FileOutputStream(String name) 创建一个向具有指定名称的文件中写入数据的输出文件流**
**FileOutputStream（File file）储藏家一个向指定File对象表示的文件中写入数据文件输出流**

参数：写入数据的目的

String name：目的地是一个文件的路径

File file：目的地是一个文件

构造方法的作用：

1.创建一个FileOutputStream对象

2.会根据构造方法中传递的文件/文件路径，创建一个空的文件

3.会把FileOutputStream对象指向创建好的文件

写入数据的原理（内存 —> 硬盘)

java程序 —>JVM(java虚拟机) —> OS（操作系统） —> OS调用写数据的方法 —> 把数据写入到文件中

字节输出流的使用步骤：

1.创建一个FileOutputStream对象，构造方法中传递写入数据的目的地

2.调用FileOutputStream对象中的方法write，把数据写入到文件中

3.释放资源（流使用会占用一定的内存，使用完毕要把内存清空，提高内存的效率）

public class Demo01OutputStream {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1.创建对象  构造方法->会创建一个空的文件
        FileOutputStream fos=new FileOutputStream("/Users/roderickkk/Desktop/newFile/a.txt");

        //2.调用write方法
        fos.write(97);//会把10进制整数转换为二进制整数
        //文本编辑器在打开文件的时候，都会查询编码表，把字节转换为字符表示   0-127：查询ASCII码表

        //3.释放资源
        fos.close();
    }
}

写出字节

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 = "黑马程序员".getBytes();
          // 写出字节数组数据
          fos.write(b);
          // 关闭资源
        fos.close();
    }
}
输出结果：
黑马程序员

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

数据的追加续写

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：

/*
*
*   追加写/续写 ：使用两个参数的构造方法
*   - `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。

    * 参数
    *   String name,File file：写入数据的目的地
    *   boolean append：追加写的开关
    *       true：创建文件不会覆盖原文件，继续在文件的末尾追加写数据
    *       false：创建新文件，覆盖
*       写换行：
*           windows：\r\n
*           linux:/n
*           mac:\r
* */
public class Demo03OutputStream {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1.创建对象'(追加写构造方法
        FileOutputStream fos= new FileOutputStream(new File("/Users/roderickkk/Desktop/newFile/a.txt"),true);

        //2.write
        for (int i = 1; i <=10 ; i++) {
            fos.write("你好".getBytes());
            fos.write("\r".getBytes());

        }


        //3.close
        fos.close();
    }
}

写出换行

WIndows系统：每行结尾是回车+换行，即\r\n；

Unix系统： \n;

Mac OS: \r

2.4 字节输入流【InputStream】

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

每次使用都要进行close

2.5 FileInputStream类

java.io.FileInputStream extends InputStream

FileInputStream类的作用：把硬盘文件中的数据读取到内存中使用

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 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 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

read方法，一次读取一个字节，返回int类型，读取到末尾返回-1

public class Demo01InputStream {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        FileInputStream fis=new FileInputStream("/Users/roderickkk/学习/Java代码/Java-project/level2-code/src/code/day10IOStream/Demo02InputStream/a.txt");

        //read方法
        //一次读取一个，读取到末尾返回-1
//        int result=fis.read();
//        System.out.println(result);//97  a->97
//
//        result=fis.read();
//        System.out.println(result);//98
//
//        result=fis.read();
//        System.out.println(result);//99
//
//        result=fis.read();
//        System.out.println(result);//-1 读取完毕返回-1

        //使用循环
        int result= 0;//记录读取信息
        while((result=fis.read())!=-1)//read返回int类型
        {
            //System.out.println(result);//97 98 99
            System.out.println((char)result);//a b c
        }
        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：

/*
*   字节输入流一次读取多个字节的方法
*   int read(byte[] b) 从输入流中读取一定数量的字节
* */
public class Demo02InputStream {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //创建FileInputStream对象
        FileInputStream fis=new FileInputStream("/Users/roderickkk/学习/Java代码/Java-project/level2-code/src/code/day10IOStream/Demo02InputStream/a.txt");
        //使用read方法读取文件
        byte[] bytes= new byte[2];
        int len=fis.read(bytes);
        System.out.println(len);//2 ->每次读取字节的个数（byte数组的大小）
        //System.out.println(Arrays.toString(bytes));//[97,98]

        System.out.println(new String(bytes));//ab

        len=fis.read(bytes);
        System.out.println(len);//2
        System.out.println(new String(bytes));//cd

        len=fis.read(bytes);
        System.out.println(len);//1
        System.out.println(new String(bytes));//ed 由于只读取了c，数组第二个位置的d没有被新内容替换，所以是ed

        len=fis.read(bytes);
        System.out.println(len);//-1
        System.out.println(new String(bytes));//ed 没有读取任何数据，所以数组内容没变
        //释放资源
        fis.close();

        /*
        * len:读取的有效字节个数
        * 数组：缓冲作用，存储取到的多个字节
        */
    }
}

三、字符流

字节流读取中文文件时，可能会出现缺失，因为一个中文字符可能占用多个字节存储。

所以字符流就是以字符为单位读写数据，专用于处理文本文件。

3.1 字符输入流【Reader】

public int read():从输出流读取一个字符
public int read(char[] cbuf):从输出流中读取一些字符，并将它们存储到字符数组cbuf中。

Reader是一个抽象类，需要用它的子类来使用方法->InputStreamReader->FileReader类

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。

读取字符数据

public class Demo01Reader {

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        FileReader fis=new FileReader("/Users/roderickkk/Desktop/I:O流实验文件/a.txt");

        /*int len=0;
        while((len=fis.read())!=-1){
            System.out.println((char)len);
        }*/

        char[] cs=new char[1024];
        int len=0;
        while((len=fis.read(cs))!=-1)
        {
            //String(char[] value, int offset, int count) 把字符数组的一部分转化为字符串，offset为开始索引，count为个数
            System.out.println(new String(cs,0,len));
        }

        fis.close();
    }
}

3.3 字符输出流【Write】

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

Write类是一个抽象类，需要使用子类->FileWriter类

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: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 = "黑马程序员".toCharArray();

          // 写出字符数组
          fw.write(chars); // 黑马程序员

        // 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 = "黑马程序员";

          // 写出字符数组
          fw.write(msg); //黑马程序员

        // 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("黑马");
          // 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:
黑马
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

四、IO异常处理

JDK7之前的处理

在JDK7之前，我们可以用try...catch...finally代码处理异常部分如：

public class HandleException1 {
    public static void main(String[] args) {
          // 声明变量
        FileWriter fw = null; //先声明变量（一旦流变量创建失败，需要一个初始值）
        try {
            //创建流对象
            fw = new FileWriter("fw.txt");
            // 写出数据
            fw.write("黑马程序员"); //黑马程序员
        } catch (IOException e)  //catch 捕获IOException
        {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                if (fw != null) //如果没有出现异常，则正常关闭
                {
                    fw.close();
                }
            } catch (IOException e) //如果出现异常，则无法关闭
            {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

JDK7tryCatch的新特性

JDK7tryCatch出现了一个新特新：try-with-resource语句优化

try后面可加入括号

格式：

try(创建流对象语句，如果多个，则会用';'隔开  [resource语句]){
    //读写数据
}catch(IOException e){
    e.printStackTrace();
}

例子：

public class HandleException2 {
    public static void main(String[] args) {
          // 创建流对象
        try ( FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt"); ) {
            // 写出数据
            fw.write("黑马程序员"); //黑马程序员
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

JDK9新特新

JDK9中try-with-resource 的改进，对于引入对象的方式，支持的更加简洁。被引入的对象，同样可以自动关闭，无需手动close，我们来了解一下格式。

改进前格式：

// 被final修饰的对象
final Resource resource1 = new Resource("resource1");
// 普通对象
Resource resource2 = new Resource("resource2");
// 引入方式：创建新的变量保存
try (Resource r1 = resource1;
     Resource r2 = resource2) {
     // 使用对象
}

改进后格式：

// 被final修饰的对象
final Resource resource1 = new Resource("resource1");
// 普通对象
Resource resource2 = new Resource("resource2");

// 引入方式：直接引入
try (resource1; resource2) {
     // 使用对象
}

改进后，代码使用演示：

public class TryDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
           // 创建流对象
        final  FileReader fr  = new FileReader("in.txt");
        FileWriter fw = new FileWriter("out.txt");
           // 引入到try中
        try (fr; fw) {
              // 定义变量
            int b;
              // 读取数据
              while ((b = fr.read())!=-1) {
                // 写出数据
                fw.write(b);
              }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

五、属性集

5.1概述

java.util.Properties继承与Hashtable,来表示一个持久的属性集（可以保存在流中，也可以在流中加载）。使用键值结构存储数据，每个键及其对应值都是一个字符串。

Properties集合是一个唯一和IO流相结合的集合

System.getProperties方法返回的就是一个Properties对象

5.2 Properties类

Properties集合是一个唯一和IO流相结合的集合

构造方法

public Properties():创建一个空的属性列表

基本方法

public Object setProperty(String key, String value) ：保存一对属性。
public String getProperty(String key) ：使用此属性列表中指定的键搜索属性值。
public Set<String> stringPropertyNames() ：所有键的名称的集合。

private static void show01() {
    //创建
    Properties prop=new Properties();
    //添加数据
    prop.setProperty("雨落","123");
    prop.setProperty("Terminal","233");
    prop.setProperty("spaces","314");

    //使用stringPropertyNames方法
    Set<String> keyName=prop.stringPropertyNames();

    //遍历keyName集合，通过key获取value
    for (String key : keyName) {
        //使用getProperty方法
        String value=prop.getProperty(key);
        System.out.println(key+":"+value);
    }

与流相关的方法

Store:

    将集合中的临时数据持久化写入硬盘中存储

void store(OutputStream out,String comments)
void store(Writer writer, String comments)

参数：

OutputStream out：字节输出流

Writer writer：字符输出流 可以写入中文

String comments：注释，默认Unicode编码

private static void show02() throws IOException {
    //创建
    Properties prop=new Properties();
    //添加数据
    prop.setProperty("雨落","123");
    prop.setProperty("Terminal","233");
    prop.setProperty("spaces","314");

    //创建字节输出流/字符输出流对象
    FileWriter fw= new FileWriter("/Users/roderickkk/Desktop/I:O流实验文件/a.txt");

    //store方法
    prop.store(fw,"save data");

    fw.close();
}

Load:

public void load(InputStream inStream)
public void load(Reader reader)

private static void show03() throws IOException {
    Properties prop=new Properties();

    //使用load方法
    prop.load(new FileReader("/Users/roderickkk/Desktop/I:O流实验文件/a.txt"));

    //打印
    Set<String> keyName=prop.stringPropertyNames();

    for (String key : keyName) {
        String value=prop.getProperty(key);
        System.out.println(key+":"+value);
    }

字节流、字符流

一、IO流

1.1 什么是IO

1.2 IO流的分类

1.3 顶级父类们

二、字节流

2.1 一切皆为字节

2.2 字节输出流 【OutputStream】

2.3 FileOutputStream类

写出字节

数据的追加续写

写出换行

2.4 字节输入流 【InputStream】

2.5 FileInputStream类

构造方法

读取字节数据

三、字符流

3.1 字符输入流【Reader】

3.2 FileReader类

构造方法

读取字符数据

3.3 字符输出流【Write】

3.4 FileWriter类

构造方法

基本写出数据

关闭和刷新

写出其他数据

四、IO异常处理

JDK7之前的处理

JDK7tryCatch的新特性

JDK9新特新

五、属性集

5.1概述

5.2 Properties类

构造方法

基本方法

与流相关的方法

Store:

Load:

2.2 字节输出流【OutputStream】

2.4 字节输入流【InputStream】