Java的輸入輸出資料流

Java語言的輸入輸出功能是十分強大而靈活的，美中不足的是看上去輸入輸出的代碼並不是很簡潔，因為你往往需要封裝許多不同的對象。在Java類庫中，IO部分的內容是很龐大的，因為它涉及的領域很廣泛:標準輸入輸出，檔案的操作，網路上的資料流，字串流，物件流程，zip檔案流....本文的目的是為大家做一個簡要的介紹。

　　流是一個很形象的概念，當程式需要讀取資料的時候，就會開啟一個通向資料來源的流，這個資料來源可以是檔案，記憶體，或是網路連接。類似的，當程式需要寫入資料的時候，就會開啟一個通向目的地的流。這時候你就可以想象資料好像在這其中“流”動一樣，如：

　　Java中的流分為兩種，一種是位元組流，另一種是字元流，分別由四個抽象類別來表示（每種流包括輸入和輸出兩種所以一共四個）:InputStream，OutputStream，Reader，Writer。Java中其他多種多樣變化的流均是由它們派生出來的:

　　在這其中InputStream和OutputStream在早期的Java版本中就已經存在了，它們是基於位元組流的，而基於字元流的Reader和Writer是後來加入作為補充的。以上的層次圖是Java類庫中的一個基本的層次體系。

　　在這四個抽象類別中，InputStream和Reader定義了完全相同的介面：

int read（） int read（char cbuf[]） int read（char cbuf[], int offset, int length）

　　而OutputStream和Writer也是如此：

int write（int c） int write（char cbuf[]） int write（char cbuf[], int offset, int length）

　　這六個方法都是最基本的，read（）和write（）通過方法的重載來讀寫一個位元組，或者一個位元組數組。

　　更多靈活多變的功能是由它們的子類來擴充完成的。知道了Java輸入輸出的基本階層以後，本文在這裡想給大家一些以後可以反覆應用例子，對於所有子類的細節及其功能並不詳細討論。

import java.io.*； public class IOStreamDemo {       public void samples（） throws IOException {            //1. 這是從鍵盤讀入一行資料,返回的是一個字串            BufferedReader stdin =new BufferedReader（new InputStreamReader（System.in））；            System.out.print（"Enter a line:"）；            System.out.println（stdin.readLine（））；            //2. 這是從檔案中逐行讀入資料            BufferedReader in = new BufferedReader（new FileReader（"IOStreamDemo.java"））；            String s, s2 = new String（）；            while（（s = in.readLine（））!= null）                       s2 += s + "/n"；            in.close（）；            //3. 這是從一個字串中逐個讀入位元組            StringReader in1 = new StringReader（s2）；            int c；            while（（c = in1.read（）） != -1）                       System.out.print（（char）c）；            //4. 這是將一個字串寫入檔案            try {                       BufferedReader in2 = new BufferedReader（new StringReader（s2））；                       PrintWriter out1 = new PrintWriter（new BufferedWriter（new FileWriter（"IODemo.out"）））；                       int lineCount = 1；                       while（（s = in2.readLine（）） != null ）                                  out1.println（lineCount++ + ": " + s）；                       out1.close（）；            } catch（EOFException e） {                       System.err.println（"End of stream"）；            }       } }

　　對於上面的例子，需要說明的有以下幾點：

　　1. BufferedReader是Reader的一個子類，它具有緩衝的作用，避免了頻繁的從物理裝置中讀取資訊。它有以下兩個建構函式：

BufferedReader（Reader in） BufferedReader（Reader in, int sz）

　　這裡的sz是指定緩衝區的大小。

　　它的基本方法：

void close（） //關閉流            void mark（int readAheadLimit） //標記當前位置            boolean markSupported（） //是否支援標記            int read（） //繼承自Reader的基本方法            int read（char[] cbuf, int off, int len） //繼承自Reader的基本方法            String readLine（） //讀取一行內容並以字串形式返回            boolean ready（） //判斷流是否已經做好讀入的準備            void reset（） //重設到最近的一個標記            long skip（long n） //跳過指定個數的字元讀取

　　2. InputStreamReader是InputStream和Reader之間的橋樑，由於System.in是位元組流，需要用它來封裝之後變為字元流供給             BufferedReader使用。

　　3. PrintWriter out1 = new PrintWriter（new BufferedWriter（new FileWriter（"IODemo.out"）））；

　　這句話體現了Java輸入輸出系統的一個特點，為了達到某個目的，需要封裝好幾層。首先，輸出目的地是檔案IODemo.out，所以最內層封裝的是FileWriter，建立一個輸出檔案流，接下來，我們希望這個流是緩衝的，所以用BufferedWriter來封裝它以達到目的，最後，我們需要格式化輸出結果，於是將PrintWriter包在最外層。

　　Java提供了這樣一個功能，將標準的輸入輸出資料流轉向，也就是說，我們可以將某個其他的流設為標準輸入或輸出資料流，看下面這個例子：

import java.io.*； public class Redirecting {        public static void main（String[] args） throws IOException {               PrintStream console = System.out；               BufferedInputStream in = new BufferedInputStream（ new FileInputStream（ "Redirecting.java"））；               PrintStream out = new PrintStream（ new BufferedOutputStream（ new FileOutputStream（"test.out"）））；               System.setIn（in）；               System.setOut（out）；               BufferedReader br = new BufferedReader（ new InputStreamReader（System.in））；               String s；               while（（s = br.readLine（）） != null）                      System.out.println（s）；               out.close（）；               System.setOut（console）；       } }

　　在這裡java.lang.System的靜態方法

static void setIn（InputStream in） static void setOut（PrintStream out）

　　提供了重新定義標準輸入輸出資料流的方法，這樣做是很方便的，比如一個程式的結果有很多，有時候甚至要翻頁顯示，這樣不便於觀看結果，這是你就可以將標準輸出資料流定義為一個檔案流，程式運行完之後開啟相應的檔案觀看結果，就直觀了許多。

　　Java流有著另一個重要的用途，那就是利用物件流程對對象進行序列化。下面將開始介紹這方面的問題。

　　在一個程式啟動並執行時候，其中的變數資料是儲存在記憶體中的，一旦程式結束這些資料將不會被儲存，一種解決的辦法是將數
據寫入檔案，而Java中提供了一種機制，它可以將程式中的對象寫入檔案，之後再從檔案中把對象讀出來重建立立。這就是所謂的對象序列化Java中引入它
主要是為了RMI（Remote Method Invocation）和Java Bean所用，不過在平時應用中，它也是很有用的一種技術。

　　所有需要實現對象序列化的對象必須首先實現Serializable介面。下面看一個例子：

import java.io.*； import java.util.*； public class Logon implements Serializable {        private Date date = new Date（）；        private String username；        private transient String password；        Logon（String name, String pwd） {               username = name；               password = pwd；        }        public String toString（） {               String pwd = （password == null） ? "（n/a）" : password；               return "logon info: /n " + "username: " + username + "/n date: " + date + "/n password: " + pwd；        }        public static void main（String[] args） throws IOException, ClassNotFoundException {               Logon a = new Logon（"Morgan", "morgan83"）；               System.out.println（ "logon a = " + a）；               ObjectOutputStream o = new ObjectOutputStream（ new FileOutputStream（"Logon.out"））；               o.writeObject（a）；               o.close（）；               int seconds = 5；               long t = System.currentTimeMillis（） + seconds * 1000；               while（System.currentTimeMillis（） < t） ；               ObjectInputStream in = new ObjectInputStream（ new FileInputStream（"Logon.out"））；               System.out.println（ "Recovering object at " + new Date（））；               a = （Logon）in.readObject（）；               System.out.println（"logon a = " + a）；        } }

　　類Logon是一個記錄登入資訊的類，包括使用者名稱和密碼。首先它實現了介面Serializable，這就標誌著它可以被序列化。之後再main方法裡ObjectOutputStream o = new ObjectOutputStream（ new FileOutputStream（"Logon.out"））；建立一個對象輸出資料流封裝一個檔案流，表示對象序列化的目的地是檔案Logon.out。然後用方法writeObject開始寫入。想要還原的時候也很簡單ObjectInputStream in = new ObjectInputStream（ new FileInputStream（"Logon.out"））；建立一個對象輸入資料流以檔案流Logon.out為參數，之後調用readObject方法就可以了。

　　需要說明一點，對象序列化有一個神奇之處就是，它建立了一張對象網，將當前要序列化的對象中所持有的引用指向的對象
都包含起來一起寫入到檔案，更為奇妙的是，如果你一次序列化了好幾個對象，它們中相同的內容將會被共用寫入。這的確是一個非常好的機制。它可以用來實現深
層拷貝。

　　關鍵字transient在這裡表示當前內容將不被序列化，比如例子中的密碼，需要保密，所以沒有被寫入檔案。

　　對Java的輸入輸出功能，就淺淺的介紹到這裡，本文的目的只是開一個好頭，希望能讓大家對Java輸入輸出資料流有個基本的認識。