[就业班 2018.11.24]

字节流 字符流 Properties

1. IO流的概念和分类
IO流: 输入(Input)输出(Output)流
输入: 从硬盘(文件)读取到内存(Java程序)
输出: 从内存(Java程序)写入到硬盘(文件)
        (入和出都是相对于内存来说的)
IO流的分类:
字节流 (读写字节: byte, 可以读写所有类型的文件, 包括视频, 图片, 音频, 文本等)
字节输入流: java.io.InputStream 抽象类
字节输出流: java.io.OutputStream 抽象类

字符流 (读写字符: char, String, 只能读写文本文件)
字符输入流: java.io.Reader 抽象类
字符输出流: java.io.Writer 抽象类

2. 字节流
计算机中, 无论文本, 视频, 音频, 图片... 一切都是以"字节byte"形式存储的
也就是以数字形式存储的, 而数字可以用不同进制表示, 计算机能看懂的是二进制数字

字节输出流: OutputStream和FileOutputStream

java.io.OutputStream抽象类: 字节输出流 (顶层类)
        // 成员方法
        void close() ：释放资源
        void flush() ：刷新缓冲区(对于字节流来说没有作用)
        // 写字节的成员方法
        abstract void write(int b): 一次写一个字节 (参数int便于传递byte的整数不用强转)
        void write(byte[] b): 一次写一个字节数组
        void write(byte[] b, int offset, int len): 一次写一个字节数组的一部分

java.io.FileOutputStream类: 文件字节输出流 (向文件写数据)
        // 构造方法
        FileOutputStream(String name): 通过文件路径创建文件字节输出流
        FileOutputStream(File file): 通过File对象创建文件字节输出流
        构造方法的作用:
                1. 创建一个FileOutputStream对象
                2. 根据构造方法传递的路径, 在磁盘上创建一个空文件 ("如果文件存在则会清空数据")
                3. 将创建的FileOutputStream对象指向这个磁盘上的文件

字节输出流: 一次写一个字节到文件
写数据的原理:
        Java程序 -> JVM虚拟机 -> OS操作系统 -> OS调用写数据的方法 -> 将数据写入文件

使用字节输出流写数据到文件的步骤:
        1. 创建对象: 创建FileOutputStream对象, 构造方法中传递文件路径
        2. 写入数据: 使用FileOutputStream对象调用 write(int b) 方法, 将字节写入文件
        3. 释放资源: 使用FileOutputStream对象调用 close() 方法, 关闭流对象释放资源

        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("模块名\\文件名.txt");
        fos.write(97);
        fos.close();

需求:
创建FileOutputStream对象, 路径传递当前模块下的testOutputStream1.txt文件  "demo\\testOutputStream1.txt"
write() 写入 97, 98, 99
close() 释放资源
打开文件查看结果

示例代码:

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public class Test {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 1. 创建文件字节输出流对象
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("demo\\testOutputStream1.txt");
// 2. 写数据
fos.write(97);
fos.write(98);
fos.write(99);
// 3. 释放资源
fos.close();
}
}

文件存储原理和记事本打开文件的原理
向文件中写入字节数据时, 十进制的数字会被转换为"二进制"的数字写入文件

文本编辑器打开文本文件时, 会先查询编码表, 将二进制数字转换为对应的字符进行显示
0-127: 查询ASCII码表  -128~127
其他: 查询系统默认码表
Windows简体中文系统的程序打开是按 GBK 码表
IDEA中使用的是 UTF-8 码表   

ASCII编码表: 1个byte就是一个字符  97 a
GBK编码表:   2个byte数字组成一个汉字. "你": -60, -29
UTF-8编码表: 3个byte数字组成一个汉字. "你": -28, -67, -96

字节输出流: 一次写多个字节
java.io.FileOutputStream类: 文件字节输出流 (向文件写数据)
        void write(byte[] b): 一次写一个字节数组
        void write(byte[] b, int off, int len): 一次写一个字节数组的一部分
java.lang.String类:
        byte[] getBytes(): 使用平台的默认字符集将此String编码为byte数组
写多个字节时:
        如果第一个字节是正数中的 0~127, 则记事本会查询 ASCII码表 显示字符
        如果第一个字节是负数中的:-128~-1, 则记事本会查询 GBK码表 显示字符.(将两个连续的byte组合为一个中文)

示例代码:

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FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File("demo\\b.txt"));
        
byte[] bytes2 = "你好".getBytes(); // 使用平台的默认字符集将此String编码为byte数组
System.out.println(Arrays.toString(bytes2)); // [-28, -67, -96, -27, -91, -67]
fos.write(bytes2);

//释放资源
fos.close();

字节输出流: 续写, 换行
java.io.FileOutputStream类: 文件字节输出流
        // 带有 续写 功能的构造方法, 不会清空文件
        FileOutputStream(String name, boolean append): 通过文件路径创建流, true可以续写
        FileOutputStream(File file, boolean append): 通过File对象创建流, true可以续写

换行符:
        Windows系统: "\r\n"
        Linux系统: "\n"
        MacOS系统: "\r"

示例代码:

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public class Test {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
// 创建文件字节输出流对象
// 追加写
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("day09\\testOutputStream2.txt", true);  

        // 循环写入5行数据
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            // 写入文字
            fos.write("你好".getBytes());
            // 在文字后写入换行符
            fos.write("\r\n".getBytes());
        }

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

字节输入流: InputStream和FileInputStream
java.io.InputStream抽象类: 字节输入流 (顶层类)
        // 常用成员方法
        void close(): 释放资源
        // 读数据的方法
        int read(): 一次读一个字节
                读到文件末尾返回-1 (返回int也是为了代码编写方便)
        int read(byte[] b): 一次读一个字节数组
读到的字节存放在参数中的字节数组中, 返回int值是本次读到的字节的个数. 读到文件末尾返回-1

java.io.FileInputStream类: 文件字节输入流
        // 构造方法
        FileInputStream(String name): 使用文件路径创建文件字节输入流
        FileInputStream(File file): 使用File对象创建文件字节输入流
        构造方法的作用:
                1. 创建FileInputStream对象
                2. 将FileInputStream对象指向磁盘上的文件

字节输入流: 一次读取一个字节
Java程序从文件读取数据的原理:
        Java程序 -> JVM虚拟机 -> OS(操作系统) -> OS调用读取的方法 -> 读取磁盘文件数据

java.io.InputStream抽象类: 字节输入流 (顶层类)
        int read(): 一次读一个字节
                读到文件末尾返回-1 (返回int也是为了代码编写方便)

FileInputStream读数据步骤:
        1. 创建FileInputStream对象
        2. 使用FileInputStream对象, 调用 int read() 方法, 一次读取一个byte
        3. 释放资源

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        FileInputStream fis = new FileInputStream("模块名\\文件名");
        // 一次读一个字节:
        int by;   // int变量用来存储每次读到的数据
        while (   (  by = fis.read()  ) != -1    ) {
                System.out.print((char)by);  // 不要换行, 文件中自带换行的byte
        }

        fis.close();

字节输入流: 一次一个字节数组
java.io.InputStream抽象类: 字节输入流 (顶层类)
        int read(byte[] b): 一次读一个字节数组
                参数 byte[] b 作用: 存储每次读到的字节, 起到缓冲作用
                返回值作用: 每次读到的字节个数, 读到文件末尾返回-1

示例代码:

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FileInputStream fis = new FileInputStream("模块名\\文件名");

byte[] bytes = new byte[1024];  // 定义字节数组, 用于保存每次读取到的数据
int len;                        // 定义int变量, 用于保存每次读取到的长度
while ((len = fis.read(bytes)) != -1) {
    String s = new String(bytes, 0, len); // 将读取到的字节转换为字符串, 读到多少个就转换多少个
    System.out.print(s);
}

fis.close(); // 释放资源

字节流复制图片文件

文件复制的步骤:
        1.创建一个字节输入流对象,构造方法中绑定要读取的数据源
        2.创建一个字节输出流对象,构造方法中绑定要写入的目的地
        3.使用字节输入流对象中的方法read读取文件
        4.使用字节输出流中的方法write,把读取到的字节写入到目的地的文件中
        5.释放资源
        

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        // 创建输入流和输出流
        FileInputStream fis = new FileInputStream("c:\\1.jpg");   //输入流指向要读的数据源文件
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("d:\\1.jpg"); //输出流指向要写的目的地文件
        // 一次读写一个字节数组
        byte[] bytes = new byte[1024];
        int len = 0;
        while((len = fis.read(bytes))!=-1){
                fos.write(bytes,0,len);
        }
        // 释放资源
        fos.close();
        fis.close();

字节流读取中文问题
GBK编码中, 一个汉字占用2个byte
UTF-8编码中, 一个汉字占用3个byte

3. 字符流
字符流只能读写"文本文件"

字符输入流: Reader和FileReader

java.io.Reader抽象类: 字符输入流 (顶层)
        // 常用成员方法
        void close() ：关闭此流并释放与此流相关联的任何系统资源
        // 读
        int read(): 一次读一个字符char, 返回读到的字符.
            读到文件末尾返回-1  (返回int为了代码编写方便)
        int read(char[] cbuf): 一次读取一个字符数组char[]
                返回读取的字符个数. 读到文件末尾返回-1

java.io.FileReader类: 文件字符输入流
        // 构造方法
        FileReader(File file): 根据File对象创建文件字符输入流
        FileReader(String fileName): 根据File对象创建文件字符输入流
        构造方法的作用:
                1. 创建FileReader对象
                2. 将FileReader对象指向磁盘上的文件

字符输入流: 2种方式读取文本文件
java.io.Reader抽象类: 字符输入流 (顶层)
        int read(): 一次读一个字符char, 返回读到的字符.
            读到文件末尾返回-1  (返回int为了代码编写方便)
        int read(char[] cbuf): 一次读取一个字符数组char[]
                返回读取的字符个数. 读到文件末尾返回-1

java.lang.String类:
        String(char[] value): 将char数组转换为String
        String(char[] value, int offset, int count): 将char数组的一部分转换为String

示例代码:

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FileReader fr = new FileReader("a.txt");

// 一次读一个字符
int ch;  // 定义变量保存每次读到的字符
while ((ch = fr.read()) != -1) {
    System.out.print((char)ch);
}

// 一次读一个字符数组
char[] cs = new char[1024];
int len;
while ((len = fr.read(cs)) != -1) {
        String s = new String(cs, 0, len);
    System.out.print(s);
}

// 释放资源
fr.close();

字符输出流: Writer和FileWriter
java.io.Writer抽象类: 字符输出流 (顶层类)   'a''b'  缓冲区    97 98
        // 常用成员方法
        abstract void close(): 刷新缓冲区并释放资源
        abstract void flush() ：刷新缓冲区
        // 写
        void write(int c): 写一个字符 (int类型为了代码编写方便)
        void write(char[] cbuf): 写一个字符数组
        abstract void write(char[] b, int off, int len): 写一个字符数组的一部分
        void write(String str): 写一个字符串
        void write(String str, int off, int len): 写一个字符串的一部分
注意: write()方法只是将数据写到内存缓冲区, 调用flush()或close()才能将数据真正写入磁盘

java.io.FileWriter类: 文件字符输出流
        // 构造方法
        FileWriter(File file): 通过File对象创建文件字符输出流
        FileWriter(String fileName): 通过文件路径创建文件字符输出流
        作用:
                1. 创建FileWriter对象
                2. 根据构造方法中的路径, 在磁盘上创建文件 ("如果文件已存在, 则清空文件内容")
                3. 将FileWriter对象指向磁盘上的文件

字符输出流: 一次写一个字符
void write(int c): 写一个字符 (int类型为了代码编写方便)

FileWriter使用步骤:
        1.创建FileWriter对象, 构造方法中绑定要写入数据的目的地
        2.使用FileWriter中的方法 write(), 把数据写入到"内存缓冲区"中(字符转换为字节的过程)
        3.使用FileWriter中的方法 flush(), 把内存缓冲区中的数据,"刷新到文件中"
        4.释放资源 close() (会先把内存缓冲区中的数据刷新到文件中)
示例代码:

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        FileWriter fw = new FileWriter("demo\\d.txt");
        fw.write(97);  // int ch 用int值代表char
        //fw.flush();
fw.close();

        


字符输出流: flush与close区别
区别:
        flush(): 刷新缓冲区 (将数据从内存中写入到磁盘)
        close(): 刷新缓冲区, 并释放资源. 关闭流后不能再用同一个流对象操作
flush() 可以省略, 只用 close()来 刷新并释放资源

字符输出流: 其他方法

void write(char[] cbuf): 写一个字符数组
abstract void write(char[] b, int off, int len): 写一个字符数组的一部分
void write(String str): 写一个字符串
void write(String str, int off, int len): 写一个字符串的一部分

字符输出流: 续写, 换行
FileWriter中带有续写功能的构造:
        FileWriter(File file, boolean append): 通过File对象创建流. 第二个参数为true可以续写
        FileWriter(String fileName, boolean append): 通过文件路径创建流. 第二个参数为true可续写

换行:
        windows: "\r\n"  fw.write("\r\n");

字节流 和 字符流 如何选择:
        1. 如果不确定读写的是什么类型的数据, 用字节流最通用
        2. 如果确定读写的就是文本, 用字符流最方便

IO异常处理
IO流的标准格式:

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        FileWriter fw = null;
    try {
        //IO流对象的创建, 操作等代码
        fw = new FileWriter("d:\\demo\\g.txt", true);
        for (int i = 0; i <10 ; i++) {
            fw.write("HelloWorld"+i+"\r\n");
        }
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        // 释放资源
        if(fw != null){
            try {
                fw.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

JDK7和JDK9中IO异常处理的不同方式

JDK 7 增加的 "try-with-resource"
        省略了 finally, 可自动释放资源

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        // 格式
        try (创建流对象语句，如果多个,使用';'隔开) {
                // 读写数据    
        } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();    
        }

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// 示例
        try (FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt");FileReader fr = new FileReader("fr.txt")) {
                // IO操作
                int ch = fr.read();
                fw.write(ch);
        } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
        }

JDK 9 对于"try-with-resource"的改进:
        流对象的声明和创建可以放在括号外面
        流对象要求是有效final的.(即不要修改流对象的值)

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        FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt");
    FileReader fr = new FileReader("fr.txt");
    try (fw; fr) {
        // IO操作
        int ch = fr.read();
        fw.write(ch);
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }

JDK 9 的格式适用于定义方法时, 通过参数传递流对象

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public static void method(FileWriter fw, FileReader fr) {
    try (fw; fr) {
        // IO操作
        int ch = fr.read();
        fw.write(ch);
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

4. Properties集合
Properties双列集合:
        键和值都是 String 类型

java.util.Properties类: 属性集, 属于Map的双列集合, 继承自Hashtable
        // 构造方法
        Properties(): 创建一个Properties集合
        // 可以使用Map接口中的方法
        // 特有成员方法
        Object setProperty(String key, String value): 保存/替换键值对
        String getProperty(String key): 通过键获取值. 键不存在返回null
        Set<String> stringPropertyNames(): 返回键的集合
        void store(OutputStream out, String comments): 将集合用字节流写入文件(不能中文),并写入注释
        void store(Writer writer, String comments): 将集合用字符流写入文件(可以中文),并写入注释
        void load(InputStream inStream): 从配置文件中通过字节流加载数据到Properties集合(不能中文)
        void load(Reader reader): 从配置文件中通过字符流加载数据到Properties集合(可以中文)

Properties: store()存储数据到文件
Properties将数据写入到文件的方法:
void store(OutputStream out, String comments): 将集合用字节流写入文件(不能中文),并写入注释
void store(Writer writer, String comments): 将集合用字符流写入文件(可以中文), 并写入注释

使用步骤:
        1.创建Properties集合对象,添加数据
        2.创建字节输出流/字符输出流对象,构造方法中绑定要输出的目的地
        3.使用Properties集合中的方法store,把集合中的临时数据,持久化写入到硬盘中存储
        4.释放资源

属性集(配置文件), 标准的后缀是 .properties
配置文件格式要求:
        一行一个键值对
        键和值中间用=分隔 (标准格式, 但空格分开也行)
        #表示单行注释

示例代码:

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public class Test {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 先创建Properties集合对象
        Properties properties = new Properties();

        // 向集合中添加键值对数据
        properties.setProperty("赵丽颖", "168");
        properties.setProperty("迪丽热巴", "165");
        properties.setProperty("古力娜扎", "160");

        // 数据目前在集合中, 也就是在内存中
        // 要想持久化存储, 则需要调用store方法来存储
        FileWriter fw = new FileWriter("demo\\prop.properties");
        properties.store(fw, "save data");

        // 释放流的资源
        fw.close();
    }
}

Properties: load()从文件加载数据到集合
Properties将数据从文件加载到集合中的方法:
void load(InputStream inStream): 从配置文件中通过字节流加载数据到Properties集合(不能读中文)
void load(Reader reader): 从配置文件中通过字符流加载数据到Properties集合(可以读中文)

使用步骤:
        1.创建Properties集合对象
        2.使用Properties集合对象中的方法load读取保存键值对的文件
        3.遍历Properties集合

示例代码:

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public class Test {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 创建Properties集合对象
        Properties properties = new Properties();
        
        // 目前新创建的集合对象中什么数据都没有
        // 需要调用load方法从磁盘上加载数据
        properties.load(new FileReader("demo\\prop.properties"));

        // 调用完方法后, 集合中就已经有键值对了, 先获取所有键的集合, 然后遍历
        Set<String> set = properties.stringPropertyNames();
        for (String key : set) {
            // 通过键获取值
            String value = properties.getProperty(key);
            System.out.println(key + "=" + value);
        }
    }
}

到此一游。