day10 缓冲流 转换流 序列化流 打印流
今天我们在昨天的IO基础上，学习几种特殊的流-提高读写效率的缓冲流、字节流和字符流的桥梁转换流、用于对象序列化的序列化流和用于打印的打印流。
以下是今天的学习目标：
- 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
以下是今天的详细笔记：
缓冲流缓冲流的原理缓冲流的原理:
底层也是使用基本流(FileXxx)来读写
但缓冲流内部定义了一个缓冲数组, 在读的时候类似于我们一次读一个数组的方式, 减少了磁盘操作次数, 提高了程序效率
缓冲字节输出流: BufferedOutputStream
字节缓冲流
|_ BufferedInputStream # 缓冲字节输入流
|_ BufferedOutputStream # 缓冲字节输出流
字符缓冲流
|_ BufferedReader # 缓冲字符输入流
|_ BufferedWriter # 缓冲字符输出流
java.io.BufferedOutputStream类: 缓冲字节输出流
// 构造方法
BufferedOutputStream(OutputStream out): 使用基本流创建一个缓冲字节输出流
BufferedOutputStream(OutputStream out, int size): 使用基本流创建一个缓冲字节输出流, 设置缓冲区大小
BufferedOutputStream使用步骤:
1.创建FileOutputStream对象, 构造方法中绑定要输出的目的地
2.创建BufferedOutputStream对象, 构造方法中传递FileOutputStream对象, 提高FileOutputStream效率
3.使用BufferedOutputStream对象中的方法 write(), 把数据写入到内部缓冲区中
4.使用BufferedOutputStream对象中的方法 flush(), 把内部缓冲区中的数据,刷新到文件中
5.释放资源(会先调用flush方法刷新数据, 第4步可以省略)
[Java] 纯文本查看 复制代码 FileOutputStream fos = new FileOutputStream("文件路径");
BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(fos);
bos.write("你好".getBytes());
// bos.flush(); // 可以省略
bos.close();
5分钟练习: 使用BufferedOutputStream
需求:
使用BufferedOutputStream向当前模块的"testBufferedOutput1.txt"中, 写入"我把数据写入到内存缓冲区中"这个字符串
[Java] 纯文本查看 复制代码 public class Test {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 创建基本流对象
/*FileOutputStream fos = new FileOutputStream("day10\\testBufferedOutput1.txt");
// 创建缓冲流对象
BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(fos);*/
BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("day10\\testBufferedOutput1.txt"));
// 写数据
bos.write("我把数据写入到内存缓冲区中".getBytes());
// 刷新并释放资源
bos.close(); // 关闭缓冲流对象即可, 该方法内部会将基本流一起关闭
}
}
缓冲字节输入流: BufferedInputStream
java.io.BufferedInputStream类: 缓冲字节输入流
// 构造方法
BufferedInputStream(InputStream in): 使用基本流创建一个缓冲字节输入流
BufferedInputStream(InputStream in, int size): 使用基本流创建一个缓冲字节输入流, 设置缓冲区大小
使用步骤:
1.创建FileInputStream对象, 构造方法中绑定要读取的数据源
2.创建BufferedInputStream对象, 构造方法中传递FileInputStream对象, 提高FileInputStream效率
3.使用BufferedInputStream对象中的方法 read(), 读取文件
4.释放资源 close()
[Java] 纯文本查看 复制代码 FileInputStream fis = new FileInputStream("文件路径");
BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(fis);
byte[] bytes = new byte[1024];
int len;
while ((len = bis.read(bytes)) != -1) {
System.out.println(new String(bytes, 0, len));
}
bis.close();
5分钟练习: 使用BufferedInputStream读取文件
需求:
使用BufferedInputStream读取刚才的"testBufferedOutput1.txt"文件, 打印到控制台
代码：
[Java] 纯文本查看 复制代码 public class Test {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 创建缓冲字节输入流对象
BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("day10\\testBufferedOutput1.txt"));
// 一次读一个字节数组
byte[] bytes = new byte[1024];
int len;
while ((len = bis.read(bytes)) != -1) {
// 打印字符串
System.out.println(new String(bytes, 0, len));
}
bis.close();
}
}
缓冲流的效率测试: 复制文件
缓冲流 + 一次读写一个字节数组 效率最高
缓冲字符输出流: BufferedWriterjava.io.BufferedWriter类:
// 构造方法
BufferedWriter(Writer out): 使用基本流创建一个缓冲字符输出流
BufferedWriter(Writer out, int size): 使用基本流创建一个缓冲字符输出流, 设置缓冲区大小
// 特有方法
void newLine(): 写入一个换行符, 换行符自动根据当前系统确定
5分钟练习: 使用BufferedWriter
需求:
使用BufferWriter向当前模块下的"testBufferedWriter1.txt"写入10行"传智播客"
代码：
[Java] 纯文本查看 复制代码 public class Test {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 创建字符缓冲输出流对象
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("day10\\testBufferedWriter1.txt"));
// 循环写入
for (int i = 0; i < 10; i++) {
bw.write("传智播客");
bw.newLine(); // 写入换行符
}
// 刷新并释放资源
bw.close();
}
}
缓冲字符输入流: BufferedReader
java.io.BufferedReader类: 缓冲字符输入流
// 构造方法
BufferedReader(Reader in): 使用基本流创建一个缓冲字符输入流
BufferedReader(Reader in, int size): 使用基本流创建一个缓冲字符输入流, 设置缓冲区大小
// 特有方法
String readLine(): 一次读一行字符串, "不包含换行符". 读到文件末尾返回null
5分钟练习: 使用BufferedReader
需求:
使用BufferedReader将当前模块下的"testBufferedWriter1.txt"中的内容读取出来, 打印到控制台
代码：
[Java] 纯文本查看 复制代码 public class Test {
public static void main(String[] args) throws IOException{
// 创建缓冲字符输入流对象
BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("day10\\testBufferedWriter1.txt"));
// 循环读取
String line; // 定义一个字符串变量, 用于保存每次读到的一行字符串
while ((line = br.readLine()) != null) {
// 将读到的一行字符串打印到控制台
System.out.println(line);
}
br.close();
}
}
练习: 文本排序5分钟练习: 文本排序
需求:
3.侍中、侍郎郭攸之、费祎、董允等，此皆良实，志虑忠纯，是以先帝简拔以遗陛下。愚以为宫中之事，事无大小，悉以咨之，然后施行，必得裨补阙漏，有所广益。
8.愿陛下托臣以讨贼兴复之效，不效，则治臣之罪，以告先帝之灵。若无兴德之言，则责攸之、祎、允等之慢，以彰其咎；陛下亦宜自谋，以咨诹善道，察纳雅言，深追先帝遗诏，臣不胜受恩感激。
4.将军向宠，性行淑均，晓畅军事，试用之于昔日，先帝称之曰能，是以众议举宠为督。愚以为营中之事，悉以咨之，必能使行阵和睦，优劣得所。
2.宫中府中，俱为一体，陟罚臧否，不宜异同。若有作奸犯科及为忠善者，宜付有司论其刑赏，以昭陛下平明之理，不宜偏私，使内外异法也。
1.先帝创业未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此诚危急存亡之秋也。然侍卫之臣不懈于内，忠志之士忘身于外者，盖追先帝之殊遇，欲报之于陛下也。诚宜开张圣听，以光先帝遗德，恢弘志士之气，不宜妄自菲薄，引喻失义，以塞忠谏之路也。
9.今当远离，临表涕零，不知所言。
6.臣本布衣，躬耕于南阳，苟全性命于乱世，不求闻达于诸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉屈，三顾臣于草庐之中，咨臣以当世之事，由是感激，遂许先帝以驱驰。后值倾覆，受任于败军之际，奉命于危难之间，尔来二十有一年矣。
7.先帝知臣谨慎，故临崩寄臣以大事也。受命以来，夙夜忧叹，恐付托不效，以伤先帝之明，故五月渡泸，深入不毛。今南方已定，兵甲已足，当奖率三军，北定中原，庶竭驽钝，攘除奸凶，兴复汉室，还于旧都。此臣所以报先帝而忠陛下之职分也。至于斟酌损益，进尽忠言，则攸之、祎、允之任也。
5.亲贤臣，远小人，此先汉所以兴隆也；亲小人，远贤臣，此后汉所以倾颓也。先帝在时，每与臣论此事，未尝不叹息痛恨于桓、灵也。侍中、尚书、长史、参军，此悉贞良死节之臣，愿陛下亲之信之，则汉室之隆，可计日而待也。
将以上文本按照序号排序, 写入到当前模块下的out.txt中
Map key 不可重复
key排序: 大小顺序 TreeMap key HashSet HashMap 哈希表 123456.....10877 10876 10878
分析:
序号和文本是一对一关系: 用HashMap集合
HashMap集合底层哈希表, key是存取无序的, 但是对于整数的key, 比较小的数字会自动按大小排序
读取文件:
一次读一行: 用
拆分序号和内容: 用 split("\\.")
写到新文件:
遍历Map, 获取key和value
按照.拼接key和value
将字符串写入文件, 并写入换行
代码：
[Java] 纯文本查看 复制代码 public class Test {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 创建缓冲字符输入流对象
BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("day10\\in.txt"));
// 创建缓冲字符输出流对象
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("day10\\out.txt"));
// 创建HashMap集合
HashMap<String, String> map = new HashMap<>();
// 读取文件
String line;
while ((line = br.readLine()) != null) {
// 将读取到的字符串按照.拆分
String[] split = line.split("\\.");
// 添加到集合中
map.put(split[0], split[1]);
}
// 遍历Map集合, 拼接好, 写出到新文件
for (String key : map.keySet()) {
String value = map.get(key);
// 拼接
String result = key + "." + value;
// 写出
bw.write(result);
bw.newLine();
}
// 释放资源
br.close();
bw.close();
}
}
转换流字符编码和字符集
编码: 字符 -> 字节 'a' -> 97
解码: 字节 -> 字符 97 -> 'a'
编码表: 字符和二进制数字的对应规则
字符集和编码表: 字符集包含编码表
ASCII字符集
ASCII编码表
ISO-8859-1字符集:
Latin-1: 拉丁字符. 没有中文. 每个字符由1个byte组成
GB字符集
GB2312编码表: 每个字符由2个byte组成
GBK编码表: 每个字符由2个byte组成
GB18030编码表: 每个字符由1, 2, 4个byte组成
Unicode
UTF-8: ASCII字符占1个byte, 拉丁字符占2个byte, 中文占3个byte, Unicode辅助字符占4个byte
UTF-16
UTF-32
ANSI: 表示使用系统默认编码表
乱码问题: FileReader读取GBK编码
乱码原因: 读写编码不一致
GBK文件中存储的是"你好"在GBK中对应的byte
而IDEA中使用FileReader读取文件时, 是将byte按照UTF-8编码表查找字符, 结果找不到, 就显示了问号
乱码原理: 字符流和转换流的关系
java.io.Reader
|_ InputStreamReader: 转换字符输入流 读 char char[] byte -> char 97 -> 'a'
|_ FileReader byte -UTF-8-> char
java.io.Writer char char[] String
|_ OutputStreamWriter: 转换字符输出流 char char[] String -> byte
|_ FileWriter char -UTF-8-> byte
FileReader=InputStreamReader+FileInputStream, 只不过固定按照IDEA中的UTF-8来将读取的字节转换为字符
FileWriter=OutputStreamWriter+FileOutputStream, 只不过固定按照IDEA中的UTF-8来将写出的字符转换为字节
字符流 = 字节流 + 编码表
转换流InputStreamReader, OutputStreamWriter在读写时, 可以指定按照哪个编码表来进行转换
OutputStreamWriter类介绍及使用
java.io.OutputStreamWriter类: 输出转换流. 字符流通往字节流的桥梁
// 构造方法
OutputStreamWriter(OutputStream out): 使用默认编码表创建转换流
OutputStreamWriter(OutputStream out, String charsetName): 使用指定编码表创建转换流
write('a') -> "GBK" -> 97 OutputStream out -> 文件
// 使用默认UTF-8
OutputStreamWriter o = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("a.txt"));
// 使用指定的GBK
OutputStreamWriter o = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("a.txt"), "GBK");
o.write("你") -> GBK -> 7676 -> 文件
写数据: 字符流 -------> 字节流
InputStreamReader类介绍及使用
java.io.InputStreamReader类: 输入转换流. 字节流通往字符流的桥梁
// 构造方法
InputStreamReader(InputStream in): 使用默认编码表创建转换流
InputStreamReader(InputStream in, String charsetName): 使用指定编码表创建转换流
// 使用默认UTF-8
InputStreamReader r = new InputStreamReader(new FileInputStream("a.txt"));
// 使用指定的GBK
InputStreamReader r = new InputStreamReader(new FileInputStream("a.txt"), "GBK");
bbb int ch = r.read() <------GBK----------- 字节byte 989898
r.read(chs)
读数据: 字符流 <------ 字节流
练习: 转换文件编码5分钟练习: 转换文件编码
需求:
读取GBK编码文件, 转为UTF-8文件
分析:
GBK编码文件中保存的字符, 是根据GBK查询到的byte. UTF-8文件中要存根据UTF-8查到的byte
GBK"你好"的byte --> Java程序按GBK读"你好", 按UTF-8写 --> UTF-8"你好"的byte
使用InputStreamReader读取GBK编码文件时, 需要指定编码为GBK
使用OutputStreamWriter将读取到的字符, 按照UTF-8写入到UTF-8编码文件
边读边写类似于复制文件
释放资源
代码：
[Java] 纯文本查看 复制代码 public class Test {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 创建输入转换流
InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream("day10\\我是GBK文件.txt"), "GBK");
// 创建输出转换流
OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("day10\\我是UTF_8文件.txt"), "UTF-8");
// 循环读写: 一次读写一个字符char
int ch;
while ((ch = isr.read()) != -1) {
// 读到的字符, 经过InputStreamReader已经按照GBK转换为正确的"你好"
// 接下来交给OutputStreamWriter写出去, 写的时候会按照UTF-8转换为UTF-8的byte
osw.write(ch);
}
// 刷新并释放资源
isr.close();
osw.close();
}
}
序列化流(对象流)序列化和反序列化概述
序列化: 内存中的对象转换为字节序列, 以流的方式写入到磁盘的文件中
对象转字节
反序列化: 磁盘文件中的字节序列, 以流的方式读取到内存中变成对象
字节转对象
通过序列化流, 我们可以将内存中的数据方便的存储到磁盘上, 下次程序启动后也能从磁盘读取恢复之前的对象状态
OutputStream
|_ ObjectOutputStream类: 对象字节输出流
InputStream
|_ ObjectInputStream类: 对象字节输入流
对象序列化流: ObjectOutputStream
java.io.ObjectOutputStream类: 对象字节输出流
// 构造方法
ObjectOutputStream(OutputStream out)
// 特有成员方法
void writeObject(Object obj): 将对象写出
[Java] 纯文本查看 复制代码 // 创建对象输出流
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("student.txt"));
// 写对象
Student s = new Student("小美女", 18);
oos.writeObject(s);
// 释放资源
oos.close();
注意:
被读写的对象的类, 必须实现 java.io.Serializable 接口, 否则会抛出 NotSerializableException
该类的所有属性也都必须是可序列化的. (实现 java.io.Serializable 接口)
如果某个属性不需要序列化, 则需要用 transient 修饰为瞬态的
如果要将集合序列化, 那么集合中存储的对象也必须是可序列化的
对象反序列化流: ObjectInputStream
java.io.ObjectInputStream类: 对象字节输入流
// 构造方法
ObjectInputStream(InputStream in)
// 特有成员方法
Object readObject(): 读取对象
[Java] 纯文本查看 复制代码 // 创建对象输入流
ObjectInputStream oos = new ObjectInputStream(new FileInputStream("student.txt"));
// 读对象
Object o = oos.readObject();
Student s = (Student)o;
System.out.println(s);
// 释放资源
oos.close();
transient瞬态关键字: 避免属性序列化
static 修饰的成员变量属于类不属于对象, 所以不能序列化
transient 修饰的成员变量, 不能被序列化
如果对象的某个属性不希望被序列化, 可以使用transient修饰, 这样就不会被对象流写到文件中
InvalidClassException异常: 原因和解决方案
serialVersionUID序列号的作用:
序列化操作时, 会根据类生成一个默认的 serialVersionUID 属性, 写入到文件中.
该版本号是根据类中成员计算出来的一个数值. 当类的成员发生改变时, 序列版本号也会发生变化
当代码中的类和读取的对象序列版本号不一致时, 就会抛出InvalidClassException
为了避免这种问题, 我们可以手动写死这个序列号, 这样无论成员如何变化, 序列版本号都是一样的
补充: IDEA设置生成序列版本号: Setting -> Editor -> Inspections -> Java -> Serialization issues -> 勾选Serializable class without 'serialVersionUID'
然后在类名上按Alt + Enter提示就会有Add 'serialVersionID' field
需求:
定义Person类, 实现Serializable接口
私有成员变量: String name, int age
生成空参/有参构造, set/get方法, toString方法
定义测试类:
创建ArrayList集合, 存储3个Person对象:
张三, 18
李四, 19
王五, 20
使用序列化流将集合写入当前模块的list.txt文件中, 再反序列化并遍历集合打印元素
代码：
[Java] 纯文本查看 复制代码 public class Test {
public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
// 创建集合
ArrayList<Person> list = new ArrayList<>();
// 添加对象
list.add(new Person("张三", 18));
list.add(new Person("李四", 19));
list.add(new Person("王五", 20));
// 创建序列化流
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("day10\\list.txt"));
// 写集合对象
oos.writeObject(list);
// 创建反序列化流
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("day10\\list.txt"));
// 读取集合对象
Object o = ois.readObject();
// 强转为ArrayList
ArrayList<Person> readList = (ArrayList<Person>)o;
// 遍历集合
for (Person person : readList) {
System.out.println(person);
}
// 释放资源
oos.close();
ois.close();
}
}
打印流打印流PrintStream: 概述和使用
PrintStream特点:
1. 只有输出流, 没有输入流
2. PrintStream永远不会抛出IOException
3. 有特殊方法 print(), println(), 可以输出任意类型的值
java.io.PrintStream类: 字节打印流
// 构造方法
PrintStream(File file): 创建字节打印流, 输出到一个文件
PrintStream(OutputStream out): 创建字节打印流, 输出到一个字节输出流
PrintStream(String fileName): 创建字节打印流, 输出到一个文件路径
注意事项:
如果用 write() 方法, 会查编码表
如果用 print(), println(), 则原样输出
java.lang.System类:
// 静态方法
static void setOut(PrintStream out): 设置System.out的输出目的地为参数的打印流
IO框架体系结构
// 体系结构:
字节流
|_ InputStream # 字节输入流
| |_ FileInputStream # 专门操作文件的字节输入流
| |_ BufferedInputStream # 带有缓冲区的字节输入流, 效率高
| |_ ObjectInputStream # 对象输入流
|
|_ OutputStream # 字节输出流
|_ FileOutputStream # 专门操作文件的字节输出流
|_ BufferedOutputStream # 带有缓冲区的字节输出流, 效率高
|_ ObjectOutputStream # 对象输出流
|_ PrintStream # 字节打印流
字符流
|_ Reader # 字符输入流
| |_ BufferedReader # 带有缓冲区的字符输入流, 效率高
| |_ InputStreamReader # 将字节流转换为字符流输入的转换输入流
| |_ FileReader # 专门操作文件的字符输入流
|
|_ Writer # 字符输出流
|_ BufferedWriter # 带有缓冲区的字符输出流, 效率高
|_ OutputStreamWriter # 将字符流转换为字节流输出的转换输出流
| |_ FileWriter # 专门操作文件的字符输出流
今日API
java.io.BufferedOutputStream类: 缓冲字节输出流
// 构造方法
BufferedOutputStream(OutputStream out): 使用基本流创建一个缓冲字节输出流
BufferedOutputStream(OutputStream out, int size): 使用基本流创建一个缓冲字节输出流, 设置缓冲区大小
java.io.BufferedInputStream类: 缓冲字节输入流
// 构造方法
BufferedInputStream(InputStream in): 使用基本流创建一个缓冲字节输入流
BufferedInputStream(InputStream in, int size): 使用基本流创建一个缓冲字节输入流, 设置缓冲区大小
java.io.BufferedWriter类:
// 构造方法
BufferedWriter(Writer out): 使用基本流创建一个缓冲字符输出流
BufferedWriter(Writer out, int size): 使用基本流创建一个缓冲字符输出流, 设置缓冲区大小
// 特有方法
void newLine(): 写入一个换行符, 换行符自动根据当前系统确定
java.io.BufferedReader类: 缓冲字符输入流
// 构造方法
BufferedReader(Reader in): 使用基本流创建一个缓冲字符输入流
BufferedReader(Reader in, int size): 使用基本流创建一个缓冲字符输入流, 设置缓冲区大小
// 特有方法
String readLine(): 一次读一行字符串, "不包含换行符". 读到文件末尾返回null
java.io.OutputStreamWriter类: 输出转换流. 字符流通往字节流的桥梁
// 构造方法
OutputStreamWriter(OutputStream out): 使用默认编码表创建转换流
OutputStreamWriter(OutputStream out, String charsetName): 使用指定编码表创建转换流
java.io.InputStreamReader类: 输入转换流. 字节流通往字符流的桥梁
// 构造方法
InputStreamReader(InputStream in): 使用默认编码表创建转换流
InputStreamReader(InputStream in, String charsetName): 使用指定编码表创建转换流
java.io.ObjectOutputStream类: 对象字节输出流
// 构造方法
ObjectOutputStream(OutputStream out)
// 特有成员方法
void writeObject(Object obj): 将对象写出
java.io.ObjectInputStream类: 对象字节输入流
// 构造方法
ObjectInputStream(InputStream in)
// 特有成员方法
Object readObject(): 读取对象
java.io.PrintStream类: 字节打印流
// 构造方法
PrintStream(File file): 创建字节打印流, 输出到一个文件
PrintStream(OutputStream out): 创建字节打印流, 输出到一个字节输出流
PrintStream(String fileName): 创建字节打印流, 输出到一个文件路径
java.lang.System类:
// 静态方法
static void setOut(PrintStream out): 设置System.out的输出目的地为参数的打印流
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