關於Java中<字節流>和<字符流>的操作

　　在程序中所有的數據都是以流的方式進行傳輸或者保存的，程序需要數據的時候需要使用輸入流讀取數據，而當程序需要將一些數據保存起來的時候，就要使用輸出流。

　　可以通過下面的輸入輸出流關系圖表示這種方式。

　　

 

　　在java.io包中流的操作主要有字節流、字符流兩大類，並且兩個都具備輸入輸出的操作。

　　在字節流中輸出數據主要使用OutputStream類完成，輸入則是InputStream類。

　　在字符流中輸出數據主要使用Writer類完成，輸入則是Reader類。

　　任何一種流接口，它下面都會有多個實現類。下圖展示的是流之間的層次關系圖。

　　

 

字節流：

　　字節流主要操作byte類型數據，以byte數組為准，主要操作類是OutputStream類和InputStream類。

　　1）字節輸出流：OutputStreame

　　OutputStream是整個IO包中字節輸出流最大的父類，此類的定義如下：

public abstract class OutputStream extends Object implements Closeable, Flushable

　　從這個定義中可以發現，OutputStream類是一個抽象類，如若要使用此類，首先就必須要通過子類來實例化對象。假設現在要操作的事一個文件，則可以使用FileOutputStream類，通過向上轉型后，可以為OutputStream實例化，在OutputStream類中的主要操作方法如下：

public void close() throws IOException  //關閉輸出流
public void flush() throws IOException  //刷新緩沖區
public void write(byte[] b) throws IOException //將一個byte數組寫入數據流
public void write(byte[] b,int off,int len) throws IOException //將一個指定范圍的byte數組寫入數據流
public abstract void write(int b) throws IOException //將一個字節數據寫入數據流

　　此時會用FileOutputStream子類，此類的構造方法如下：

public FileOutputStream(File file) throws FileNotFoundException

　　操作時必須接收File類實例，指明要輸出的文件路徑。

　　在OutputStream類的定義中可以發現此類實現了Closeable和Flushable兩個接口，這兩個接口的作用從其定義方法中可以得知，Closeable表示可關閉，Flushable表示可刷新，而且在OutputStream類中已經有了這兩個方法的實現，所以操作時一般不會關心這兩個接口，而直接使用OutputStream類就行了。下面舉一個例子：

import java.io.*;

/**
 * Author : Rabbit Yulin
 * Created on 2017/2/24 0024 上午 11:10
 * Description : 向文件中寫入字符串
 */
public class OutputStreamDemo1 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        /*使用File指定一個文件*/
        File f = new File("d:"+File.pathSeparator+"test.txt");//申明File對象
        /*通過子類實例化父類*/
        OutputStream out;  //輸出對象
        out = new FileOutputStream(f); //通過對象多態性進行實例化
        /*寫入操作*/
        String str = "Hello , World"; //字符串
        byte b[] = str.getBytes(); //因為只能輸出byte數組，所以將字符串變為byte數組
        out.write(b);  //將內容輸出
        /*關閉輸出流*/
        out.close();
    }
}

　　程序運行后可以發現D盤下面已經新增了一個test.txt的文件，打開查看的時候妥妥的內容是：“Hello , World”。上面的代碼在實例化、寫、關閉的時候都會有異常，為了方便起見所以在主方法上直接throws了IOException拋出異常，這樣可以減少try…catch語句。

　　可以很清楚的知道一個問題，那就是test.txt文件在程序操作之前是不存在的（當然如果硬是說“我創建了一個”那也沒辦法，反正會被覆蓋掉），程序會自動創建這個文件，並且將內容寫入到這個文件之中。將一個字符串變為byte的數組之后，然后使用write(byte[] b)的方式將byte數組直接寫入到文件中，當然也可以通過循環把每一個字節一個一個地寫入到文件中（其實並沒有什么不同，實現的功能都是一樣的，可以根據喜好隨意），同樣的，下面放出一個Demo:

import java.io.*;
/**
 * Author : Rabbit Yulin
 * Created on 2017/2/24 0024 上午 11:29
 * Description :
 */
public class OutputStreamDemo2 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        /*File指定一個文件*/
        File f = new File("d:"+File.pathSeparator+"test2.txt"); //申明對象
        /*子類實例化父類*/
        OutputStream out; //輸出對象
        out = new FileOutputStream(f); //實例化
        /*寫操作*/
        String str = "Hello , Again";
        byte b[] = str.getBytes();
        for(int i = 0;i<b.length;i++){
            out.write(b[i]);
        }
        /*關閉輸出流*/
        out.close();
    }
}

　　2）追加內容

　　剛才有提到過，假若在指定的目錄之下已經有一個同名文件，在程序運行的時候該文件會被覆蓋。一樣的，如果再直接往文本中寫入內容，會造成原有數據的覆蓋。那么此時就可以通過FileOutputStream向文件中追加內容，FileOutputStream的另外一個構造方法：

public FileOutputStream(File file,boolean append) throws FileNotFoundException

　　在該構造方法中，如果將append的值設置為true，則表示在文件的末尾追加內容。如果要在文件之后的追加內容，是緊跟在原有的內容之后增加換行，使文件內容顯示更加清晰，則可以使用"\r\n"換行。

　　3）字節輸入流 InputStream

　　既然程序可以向文件寫入內容，則可以通過InputStream從文件中把數據讀取進程序當中。InputStream類的定義如下：

public abstract class InputStream extends Object implements Closeable

　　與OutputStream類一樣，InputStream本身也是一個抽象類，必須依靠子類。如果現在從文件中讀取，子類肯定是FileInputStream。InputStream類中的主要方法如下：

public int availabel() throws IOException //可以取得輸入文件的大小
public void close() throws IOException //關閉輸入流
public abstract int read() throws IOException //讀取內容，以數字方式讀取
public int read(byte[] b) throws IOException //將內容讀到byte數組中同時返回讀入的個數

　　通過一個例子來看看如何從文件中讀取內容：

import java.io.*;

/**
 * Author : Rabbit Yulin
 * Created on 2017/2/24 0024 下午 1:46
 * Description :
 */
public class InputStreamDemo1 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        /*File指定一個文件*/
        File f = new File("d:"+File.pathSeparator+"test.txt"); //申明File文件
        /*子類實例化父類*/
        InputStream is;  //准備一個輸入對象
        is = new FileInputStream(f); //通過對象多態性進行實例化
        /*進行讀操作*/
        byte[] b = new byte[1024]; //所有的內容讀到次數組中
        is.read(b);/*關閉輸入流*/
        is.close();
        System.out.println("內容為："+new String(b)); //把數組變為字符串
    }
}

　　雖然內容都被讀取進來了，但是有一個問題就是打印結果的后面有很多個空格。這是因為byte數組的大小有1024，然而實際的內容只有13個字節，也就是說還存在着1011個空白的弓箭，在將byte數組變為字符串時也將這1011個無用的空間轉為了字符串，這樣的操作肯定是不合理的。如果要想要解決以上的問題，則要觀察read的方法，在次方法上有一個返回值，此返回值表示想數組中寫入了多少個數據。因此把上面的程序修改一下的代碼如下：

import java.io.*;

/**
 * Author : Rabbit Yulin
 * Created on 2017/2/24 0024 下午 1:46
 * Description :
 */
public class InputStreamDemo1 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        /*File指定一個文件*/
        File f = new File("d:"+File.pathSeparator+"test.txt"); //申明File文件
        /*子類實例化父類*/
        InputStream is;  //准備一個輸入對象
        is = new FileInputStream(f); //通過對象多態性進行實例化
        /*進行讀操作*/
        byte[] b = new byte[1024]; //所有的內容讀到次數組中
        int len = is.read(b);
        /*關閉輸入流*/
        is.close();
        System.out.println("讀取的數據長度："+len);
        System.out.println("內容為："+new String(b,0,len)); //把數組變為字符串
    }
}

　　這樣處理之后的代碼再次運行，發現那些多余的空格就不會再產生了。因為程序在最后只是將byte數組指定范圍中的內容編程了字符串。需要注意的一點是，FileInputStream讀取時如果指定的路徑不存在，則程序會出現異常。

　　以上的這個問題解決的方式似乎還是有些不太完美，因為雖然最后指定了byte數組的范圍，但是程序依然開辟了很多的無用空間，這樣肯定會造成資源的浪費，那么此時能否根據根據文件的數據長度來開辟空間大小？查看了API可以得知File類中存在一個length()方法，此方法可以取得文件的大小，來開辟指定的byte數組空間。

import java.io.*;

/**
 * Author : Rabbit Yulin
 * Created on 2017/2/24 0024 下午 2:37
 * Description :
 */
public class InputStreamDemo2 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        File f = new File("d:"+ File.pathSeparator+"test.txt");
        InputStream is;
        is = new FileInputStream(f);
        byte[] b = new byte[(int)f.length()];
        is.read(b);
        is.close();
        System.out.println("內容為："+new String(b));
    }
}

　　這種讀取的方式其實適用范圍比較小，因為文本數據只要很大，那就造成一些未知的錯誤了。

 

字符流：

　　在程序中一個字符等於兩個字節，那么Java提供了Reader和Writer兩個專門操作字符流的類。

　　1）字符輸出流 Writer

　　Writer 本身是一個字符流的輸出類，此類的定義如下：

public abstract calss Writer extends Object implements Appendable,Closeable,Flushable;

　　此類也是一個抽象類，如果要使用這個類則需要使用其子類，這個時候如果要往文件中寫入數據，應該使用FileWriter的子類。Writer類的常用方法如下：

public abstract void close() throws IOException //關閉輸出流
public void write(String str) throws IOException //將字符串輸出
public void write(char[] cbuf) throws IOException //將字符數組輸出
public abstract void flush() throws IOException //強制性清空緩存

　　FileWriter類的構造方法定義如下：

public FileWriter(File file) throws IOException

　　在Writer類中除了實現Closeable和Flushable兩個接口之外，還實現一個Appendable接口，此接口表示的是內容可以被追加，接受的參數是CharSequence，實際上String類就實現了此接口，所以可以直接通過次接口的方法向輸出流中追加內容。例如：

import java.io.File;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
import java.io.Writer;

/**
 * Author : Rabbit Yulin
 * Created on 2017/2/24 0024 下午 3:31
 * Description :
 */
public class WriterDemo1 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        File f = new File("d:"+File.pathSeparator+"test.txt");
        Writer out;
        out = new FileWriter(f);
        String str = "Hello,World";
        out.write(str);
        out.flush();
        out.close();
    }
}

　　整個代碼看下來和OutputStream沒有太大的區別，唯一的好處就是可以直接輸出字符串，而不用再將字符串變為byte數組之后再輸出。

　　2）使用FileWriter追加文件的內容

　　在使用字符流操作的時候，也可以實現文件的追加功能，直接使用FileWriter類黃總的一下構造，就可以實現追加：

public FileWriter(File file,boolean append) throws IOException

　　將append的值設置為truw，表示追加。

　　3）字符輸入流Reader

　　Reader是使用字符的方式從文件中取出數據，Reader類的定義如下：

public abstract class Reader extends Object implement Readable,Closeable

　　Reader不用說，也是一個抽象類，如果要在從文件中刦內容時，則可以直接使用FileReader子類。Reader類的常用方法：

public abstract void close() throws IOException //關閉輸出流
public int read() throws IOException //讀取單個字符
public int read(char[] cbuf) throws IOException //將內容讀到字符數組內，返回讀入的長度

　　FileReader的構造方法定義如下：

public FileReader(File file) throws FileNotFoundException

　　以下放出實例來讀取文件中的文本內容

import java.io.*;

/**
 * Author : Rabbit Yulin
 * Created on 2017/2/24 0024 下午 3:51
 * Description :
 */
public class ReaderDemo1 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        File f = new File("d:"+File.pathSeparator+"test.txt");
        Reader reader = new FileReader(f);
        char[] c = new char[1024];
        int len = reader.read(c);
        reader.close();
        System.out.println("內容為："+new String(c,0,len));
    }
}

　　如果此時不知道數據的長度，也可以使用循環的方式進行內容的讀取：

import java.io.*;

/**
 * Author : Rabbit Yulin
 * Created on 2017/2/24 0024 下午 3:54
 * Description :
 */
public class ReaderDemo2 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        File f = new File("d:"+ File.pathSeparator+"test.txt");
        Reader reader = new FileReader(f);
        int len = 0;
        char[] c = new char[1024];
        int temp = 0;
        while((temp = reader.read()) != -1){
            c[len] = (char)temp;
            len++;
        }
        reader.close();
        System.out.println("內容為："+ new String(c,0,len));
    }
}