Java學習筆記—第十章 資料輸入與輸出

標籤：輸入/輸出流   fileoutputstream   fileinputstream   

第十章  資料輸入與輸出

1. 輸入資料流與輸出資料流：

   （1）輸入資料流：以程式為基準，向程式中輸入資料的流定義為輸入資料流。從輸入資料流向程式中輸入資料稱為讀資料(read)。

   （2）輸出資料流：以程式為基準，從程式輸出資料的流稱為輸出資料流。從程式中將資料輸出到輸出資料流稱為寫資料(write)。

   650) this.width=650;" src="http://s3.51cto.com/wyfs02/M01/6B/E6/wKioL1U559bDrdRTAABay7cxCgk667.jpg" title="無標題.png" alt="wKioL1U559bDrdRTAABay7cxCgk667.jpg" />

   650) this.width=650;" src="http://s3.51cto.com/wyfs02/M01/6B/EA/wKiom1U55vLz4eWbAABaWeLqq4s763.jpg" title="無標題.png" alt="wKiom1U55vLz4eWbAABaWeLqq4s763.jpg" />

2. 位元組流和字元流

   （1）位元組流：按照位元組的形式讀/寫資料。Java中抽象類別InputStream和OutputStream及其派生子類用來處理位元組流的輸入和輸出。

   （2）字元流：按照字元的形式讀/寫資料。Java中抽象類別Reader和Writer及其派生子類用來處理字元流的輸入與輸出。

   （3）系統提供用於標準輸入、輸出的System類，以及用來解析各種類型資料（如整數、浮點數、字串等）的Scanner類。

   （4）雖然Java從本質上說是將輸入/輸出流分成位元組流和字元流，但並不表示只能以這兩種最低級的形式來處理輸入/輸出資料。事實上，還可以通過調用很多類的構造方法和成員方法來輸入/輸出各種類型的資料。

3. 位元組與字元輸入/輸出流類

   （1）位元組輸入資料流類InputStream：用於以位元組形式從資料來源中讀取資料。它是所有位元組輸入資料流類的父類。是一個抽象類別，不能被執行個體化。主要派生子類包括：FileInputStream(按位元組讀取檔案中的資料)、BufferedInputStream(將按位元組形式讀入的資料儲存到緩衝區)等。階層如下：

   InputStream

        ByteArrayInputStream

        FileInputStream

        FilterInputStream

              BufferedInputStream

              DataInputStream

              LineNumberInputStream

              PushbackInputStream

        ObjectInputStream

        PipedInputStream

        SequenceInputStream

        StringBufferInputStream

   其中，BufferedInputStream是一個非常有用的類，它可以緩衝輸入的資料，從而提高資料的輸入效率。其構造方法為：public BufferedInputStream(InputStream in)。其中，in可以是檔案輸入資料流或鍵盤輸入資料流。該類的幾個主要方法有：

   a. public void close()：關閉此輸入資料流並釋放與該流關聯的所有系統資源。

   b. public abstract int read()：從輸入資料流中讀取資料的下一個位元組。傳回值為整數，如果到達流的末尾，則返回-1。

   c. public int read(byte[] b)：將從輸入資料流讀取的內容儲存在位元組數組b中。傳回值為讀入的位元組數。如果到達流末尾不再有資料可用，則返回-1。

   備忘：從鍵盤輸入資料時(即資料來源為System.in)，read()方法被阻塞，直至按斷行符號鍵。如果按【Ctrl+Z】按鍵組合，表示輸入資料流結束，此時改行輸入的內容均被忽略，read()傳回值為-1。讀取檔案時(資料來源為FileInputStream類對象)，如果到達檔案結尾，read()方法傳回值為-1。

   （2）位元組輸出資料流類OutputStream：用於以位元組形式將資料寫入目的地。主要派生子類包括:FileOutputStream(將資料寫入檔案)、PrintStream(用於輸出各種類型的資料，如整數、浮點數、字元、字串、布爾值等，其主要方法有print()和println())等。階層如下：

   OutputStream

         ByteArrayOutputStream

         FileOutputStream

         FilterOutputStream

               BufferedOutputStream

               DataOutputStream

               PrintStream

         ObjectOutputStream

         PipedOutputStream

   BufferedOutputStream類可以緩衝輸出的資料，提高資料輸出效率。該類的構造方法如下：

   public BufferedOutputStream(OutputStream out)

   表示建立一個新的緩衝輸出資料流，以將資料寫入指定的底層輸出資料流。

   a. public void close()：關閉此緩衝輸出資料流並釋放與此流有關的所有系統資源。

   b. public void write(int b)：將指定的位元組寫入此緩衝輸出資料流。

   c. public void write(byte[] b)：將b.length個位元組寫入此緩衝輸出資料流。

   （3）字元輸入資料流類Reader：以字元形式從資料來源中讀取資料。主要派生子類包括：InputStreamReader（讀取位元組資料並將其解碼為字元）、FileReader（讀取字元檔案的內容）、BufferedReader（從字元輸入資料流中讀取文本，緩衝各個字元，從而實現字元、數組和行的高效讀取）等。其階層如下：

   Reader

      BufferedReader

          LineNumberReader

      CharArrayReader

      FilterReader

          PushbackReader

      InputStreamReader

          FileReader

      PipedReader

      StringReader

   其中，InputStreamReader類的構造方法為：public InputStreamReader(InputStream in);

   其主要成員方法有：

   a. public void close()：關閉該流並釋放與之關聯的所有資源。

   b. public int read()：讀取單個字元。

   c. public int read(char[] c)：將字元讀入數組。傳回值為讀取的字元數。如果已到達末尾，則返回-1。

   BufferedReader類的構造方法為：public BufferedReader(Reader in)，它用於建立一個使用預設大小輸入緩衝區的緩衝字元輸入資料流。其成員方法與InputStreamReader類似，只是新增了一個readLine()方法，其聲明方式和作用如下：

   public String readLine()：讀取一個文本行。通過下列字元之一即可認為某行已終止：換行（‘\n‘）、斷行符號（‘\r‘）或斷行符號後直接跟著換行。其傳回值為包含該行內容的字串，並且不包含任何行終止符。如果已到達流末尾，則返回null。

   （4）字元輸出資料流類Writer：以字元的形式將資料寫入目的地。Writer類是所有字元輸出資料流類的父類，其主要派生子類包括：OutputStreamWriter（將字元以位元組形式寫入輸出資料流）、FileWriter（將字元資料寫入檔案）、BufferedWriter（將字元資料寫入緩衝區）、PrintWriter（格式化輸出字元資料）等子類。其階層如下：

   Writer

       BufferedWriter

       CharArrayWriter

       FilterWriter

       OutputStreamWriter

           FileWriter

       PipedWriter

       PrintWriter

       StringWriter

   其中，OutputStreamWriter類的構造方法為：public OutputStreamWriter(OutputStream out);

   其主要成員方法包括：

   a. public void close()：關閉此流。

   b. public void write(int c)：寫入單個字元。

   c. public void write(char[] c)：寫入字元數組。

   d. public void write(String str)：寫入字串。

   BufferedWriter類的構造方法為：public BufferedWriter(Writer out);其主要成員方法包括：

   a. public void close();關閉流。

   b. public void write(int c);寫入單個字元。

   c. public void write(char[] c);寫入字元數組。

   d. public void write(String str);寫入字串。

   e. public void newLine();寫入一個行分隔字元。

4. 使用Scanner類輸入各種類型的資料

   Scanner類是一個可以使用Regex來解析基本類型和字串的簡單文本掃描器。該類的重要方法如下：

   （1）nextByte()、nextShort()、nextInt()、nextLong()、nextFloat()、nextDouble()、nextBoolean()等方法分別用來讀取位元組、短整型、整型、長整型、浮點數、雙精確度浮點數和布爾值等。

   （2）hasNextByte()、hasNextShort()、hasNextInt()、hasNextLong()、hasNextFloat()、hasNextDouble()、hasNextBoolean()等方法分別用來判斷要讀入的資料是否是位元組、短整型、整型、長整型、浮點數、雙精確度浮點數或布爾值等。

   （3）nextLine()方法用於讀取一行資料，如果已用nextByte()、nextShort()等方法讀取資料，此方法用於讀取當前行中後續資料；hasNextLine()方法用於確認是否還有下一行資料，此方法主要針對檔案，用於判斷是否到達檔案結尾處。

   如果在一行中輸入多個資料，可以用空格分割各資料。

5. 掌握檔案的讀寫與管理方法

   （1）檔案位元組輸入/輸出流：指FileInputStream和FileOutputStream類，這兩個類實現了對檔案的順序訪問，並以位元組為單位進行讀/寫操作。Java中，對檔案的讀/寫操作主要步驟是：①.建立檔案輸入/輸出流對象，此時檔案自動開啟或建立；②.用檔案讀寫方法讀寫資料；③.關閉資料流，同時關閉了檔案。

   a. FileInputStream類：構造方法如下：

   FileInputStream(String name)

   FileInputStream(File file)

   其中，name表示要開啟的檔案名稱，file表示檔案類File的對象。例如：

   //建立檔案輸入資料流對象，同時開啟檔案

   FileInputStream fis = new FileInputStream("d:\\test.txt");

   如果沒有找到要開啟的檔案，系統會拋出FileNotFoundException異常。

   b. FileOutputStream類：將資料寫入檔案，構造方法如下：

   FileOutputStream(String name)

   FileOutputStream(String name,boolean append)

   FileOutputStream(File file)

   其中，在FileOutputStream(String name)構造方法中，name表示要建立並開啟的檔案名稱；在FileOutputStream(String name,boolean append)構造方法中，參數append的值為true時，表示在原檔案的尾部添加資料，否則將覆蓋原檔案的內容；在FileOutputStream(File file)構造方法中，file表示檔案類File對象。例如：

   //建立File類對象file

   File file = new File("d:\\test.txt");

   //基於File類對象file建立檔案輸出資料流類對象fos，建立d:\\test.txt對象

   FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file);

   備忘：FileInputStream類和FileOutputStream類繼承了InputStream和OutputStream類的read()方法和write()方法，以便可以對開啟的檔案進行讀/寫操作。輸入/輸出流的程式都會拋出非運行時異常IOException，因此，必須在方法的聲明處進行拋出，或者使用try-catch語句進行捕獲。為了避免系統資源的浪費，當不再使用流時，需要使用close()方法關閉流，實際上就是關閉檔案。

   （2）檔案字元輸入/輸出流

    FileReader(File file)

    FileReader(String filename)

    FileWriter(String finename)

    FileWriter(String filename,boolean append)

    FileWriter(File file)

    FileWriter(File file,boolean append)

    其中，file是檔案類File的對象;filename是要開啟的檔案名稱；當參數append值為true時，表示在原     檔案的末尾添加資料，否則將覆蓋原檔案的內容。

    （3）利用File類管理檔案

    Java中File類既可以表示檔案又可以表示目錄，它提供了操作檔案或目錄的一組方法。

    a. 構造方法;

    File(String pathname)：通過將給定的路徑字串轉換為抽象路徑名來建立一個新File執行個體。

    File(String parent,String child)：根據parent路徑名字串和child路徑名字串建立一個新File執行個體。

    File(File parent,String child)：根據parent抽象路徑名和child路徑名字串建立一個新File執行個體。

    備忘：抽象路徑名實際上是一個字串，它以"盤符："開始，後面跟"\\路徑名或檔案名稱"，其中，中間名稱均表示目錄，最後一個名稱可以表示目錄或檔案。另外，抽象路徑中的路徑部分被稱為父目錄(parent)。由於"\\"是一個逸出字元，所以"\\"實際上表示"\"。

    b. 查詢檔案名稱和路徑名

    public String getName()：返回此抽象路徑名表示的檔案或目錄的名稱。

    public String getPath()：將此抽象路徑名轉換為一個路徑名字串。

    public String getAbsolutePath()：返回此抽象路徑名的絕對路徑名字串。

    public String getParent()：返回此抽象路徑名父目錄的路徑字串。如果此路徑名沒有指定父目錄，則返回null。

    c. 抽象路徑查詢

    public boolean exists()：測試此抽象路徑名表示的檔案或目錄是否存在。如果存在，返回true；否則，返回false。

    public boolean isDirectory()：測試此抽象路徑名表示的是否是一個目錄。如果是返回true；否則返回false。

    public boolean isFile()：測試此抽象路徑名表示的是否是一個標準檔案。如果是返回true；否則返回false。

    public boolean isHidden()：測試此抽象路徑名表示的是否是一個隱藏檔案。如果是返回true；否則返回false。

    d. 檔案與目錄操作

    public boolean createNewFile()：若且唯若不存在此抽象路徑名指定的檔案時，建立一個新的空檔案。如果指定的檔案不存在且建立成功，返回true；否則返回false。

    public boolean mkdir()：建立此抽象路徑名指定的目錄。如果建立成功，返回true；否則返回false。如果路徑名有多層，必須確保前面路徑有效。例如，嘉定File對象的內容為"c:\\abc\\xyz"，則要調用mkdir()方法來建立xyz目錄，必須首先確保"c:\abc"目錄是存在的。唯有如此，才能在"c:\abc"目錄下建立目錄xyz。

    public boolean delete()：刪除此抽象路徑名表示的檔案或目錄。如果此抽象路徑名表示一個目錄，則該目錄必須為空白才能刪除。若且唯若成功刪除檔案或目錄時，返回true；否則返回false。

    public String[] list()：列出此抽象路徑名表示的目錄中的檔案和目錄。如果此抽象名表示的不是一個目錄，那麼此方法將返回null；否則將返回一個字串數組，每個數組元素對應目錄中的一個檔案或目錄。

    （4）使用RandomAccessFile類隨機讀寫檔案

    位元組輸入/輸出流和字元輸入/輸出流都是順序讀/寫檔案的，而RandomAccessFile類提供了隨機訪問檔案的方法。RandomAccessFile類與輸入/輸出流類有兩個不同點：

    a. RandomAccessFile類直接繼承了對象類Object，同時實現了DataInput介面和DataOutput介面，所以RandomAccessFile類既可以作為輸入資料流，也可以作為輸出資料流。

    b. RandomAccessFile類定義了一個檔案當前位置指標，檔案的讀取都是從檔案當前位置指標指示的位置開始的。通過移動這個指標，就可以從檔案的任何位置開始進行讀/寫操作。與此同時，系統在從檔案中讀取資料或向檔案中寫入資料時，位置指標會自動移動。

    c. 構造方法

    RandomAccessFile(File file,String mode)

    RandomAccessFile(String name,String mode)

    其中，file是一個檔案對象；mode是訪問方式，有三個值：r(讀)、w(寫)、rw(讀寫)。例如下面語句建立了隨機存取檔案對象rd，檔案名稱為a.txt，檔案屬性為唯讀。

    RandomAccessFile rd = new RandomAccessFile("a.txt",r);

    d. 常用方法

    public long getFilePointer()：返迴文件指標的位置；

    public long length()：返迴文件的長度；

    public void seek(long pos)：將檔案指標移到pos位置；

    public int skipBytes(int n)：使檔案指標跳過n個位元組；

    public void close()：關閉此隨機訪問檔案流並釋放與該流關聯的所有系統資源；

    public int read()：從此檔案中讀取一個資料位元組。以整數形式返回此位元組，返回在0到255之間；

    public int read(byte[] b)：將最多b.length個資料位元組從此檔案讀入byte數組；

    public final char readChar()：從此檔案當前指標處讀取一個字元(兩個位元組)；

    public final double readDouble()：從此檔案當前指標處讀取一個Double型資料(8個位元組)；

    public final float readFloat()：從此檔案當前指標處讀取一個Float型資料(4個位元組)；

    public final int readInt()：從此檔案當前指標處讀取一個有符號的32位整數（4）個位元組。類似的，系統提供了readLong()方法(8個位元組)，readShort()方法(2個位元組)等；

    public void write(int b)：從檔案當前指標位置開始，向檔案寫入指定的位元組；

    public void write(int[] b)：從當前檔案指標位置開始，將b.length個位元組從指定byte數組寫入檔案；

    

Java學習筆記—第十章 資料輸入與輸出