[轉載]徹底明白Java的IO系統

一．    Input和Output
1.    stream代表的是任何有能力產出資料的資料來源，或是任何有能力接收資料的接收源。在Java的IO中，所有的stream（包括Input和Out stream）都包括兩種類型：
1.1    以位元組為導向的stream
以位元組為導向的stream，表示以位元組為單位從stream中讀取或往stream中寫入資訊。以位元組為導向的stream包括下面幾種類型：
1)    input　stream：
1)    ByteArrayInputStream：把記憶體中的一個緩衝區作為InputStream使用
2)    StringBufferInputStream：把一個String對象作為InputStream
3)    FileInputStream：把一個檔案作為InputStream，實現對檔案的讀取操作
4)    PipedInputStream：實現了pipe的概念，主要線上程中使用
5)    SequenceInputStream：把多個InputStream合并為一個InputStream
2)    Out　stream
1)    ByteArrayOutputStream：把資訊存入記憶體中的一個緩衝區中
2)    FileOutputStream：把資訊存入檔案中
3)    PipedOutputStream：實現了pipe的概念，主要線上程中使用
4)    SequenceOutputStream：把多個OutStream合并為一個OutStream
1.2    以Unicode字元為導向的stream
以Unicode字元為導向的stream，表示以Unicode字元為單位從stream中讀取或往stream中寫入資訊。以Unicode字元為導向的stream包括下面幾種類型：
1)    Input　Stream
1)    CharArrayReader：與ByteArrayInputStream對應
2)    StringReader：與StringBufferInputStream對應
3)    FileReader：與FileInputStream對應
4)    PipedReader：與PipedInputStream對應
2)    Out　Stream
1)    CharArrayWrite：與ByteArrayOutputStream對應
2)    StringWrite：無與之對應的以位元組為導向的stream
3)    FileWrite：與FileOutputStream對應
4)    PipedWrite：與PipedOutputStream對應
以字元為導向的stream基本上對有與之相對應的以位元組為導向的stream。兩個對應類實現的功能相同，字是在操作時的導向不同。如CharArrayReader：和ByteArrayInputStream的作用都是把記憶體中的一個緩衝區作為InputStream使用，所不同的是前者每次從記憶體中讀取一個位元組的資訊，而後者每次從記憶體中讀取一個字元。
1.3    兩種不現導向的stream之間的轉換
InputStreamReader和OutputStreamReader：把一個以位元組為導向的stream轉換成一個以字元為導向的stream。
2.    stream添加屬性
2.1     “為stream添加屬性”的作用
運用上面介紹的Java中操作IO的API，我們就可完成我們想完成的任何操作了。但通過FilterInputStream和FilterOutStream的子類，我們可以為stream添加屬性。下面以一個例子來說明這種功能的作用。
如果我們要往一個檔案中寫入資料，我們可以這樣操作：
    FileOutStream fs = new FileOutStream(“test.txt”);
然後就可以通過產生的fs對象調用write()函數來往test.txt檔案中寫入資料了。但是，如果我們想實現“先把要寫入檔案的資料先緩衝到記憶體中，再把緩衝中的資料寫入檔案中”的功能時，上面的API就沒有一個能滿足我們的需求了。但是通過FilterInputStream和FilterOutStream的子類，為FileOutStream添加我們所需要的功能。
2.2    FilterInputStream的各種類型
2.2.1    用於封裝以位元組為導向的InputStream
1)    DataInputStream：從stream中讀取基本類型（int、char等）資料。
2)    BufferedInputStream：使用緩衝區
3)    LineNumberInputStream：會記錄input stream內的行數，然後可以調用getLineNumber()和setLineNumber(int)
4)    PushbackInputStream：很少用到，一般用於編譯器開發
2.2.2    用於封裝以字元為導向的InputStream
1)    沒有與DataInputStream對應的類。除非在要使用readLine()時改用BufferedReader，否則使用DataInputStream
2)    BufferedReader：與BufferedInputStream對應
3)    LineNumberReader：與LineNumberInputStream對應
4)    PushBackReader：與PushbackInputStream對應
2.3    FilterOutStream的各種類型
2.2.3    用於封裝以位元組為導向的OutputStream
1)    DataIOutStream：往stream中輸出基本類型（int、char等）資料。
2)    BufferedOutStream：使用緩衝區
3)    PrintStream：產生格式化輸出
2.2.4    用於封裝以字元為導向的OutputStream
1)    BufferedWrite：與對應
2)    PrintWrite：與對應
3.    RandomAccessFile
1)    可通過RandomAccessFile對象完成對檔案的讀寫操作
2)    在產生一個對象時，可指明要開啟的檔案的性質：r，唯讀；w，唯寫；rw可讀寫
3)    可以直接跳到檔案中指定的位置
4.    I/O應用的一個例子
import java.io.*;
public class TestIO{
    public static void main(String[] args)
        throws IOException{
        //1.以行為單位從一個檔案讀取資料
        BufferedReader in = 
            new BufferedReader(
                new FileReader("F://nepalon//TestIO.java"));
        String s, s2 = new String();
        while((s = in.readLine()) != null)
            s2 += s + "/n";
        in.close();

        //1b. 接收鍵盤的輸入
        BufferedReader stdin = 
            new BufferedReader(
                new InputStreamReader(System.in));
        System.out.println("Enter a line:");
        System.out.println(stdin.readLine());

        //2. 從一個String對象中讀取資料
        StringReader in2 = new StringReader(s2);
        int c;
        while((c = in2.read()) != -1)
            System.out.println((char)c);
        in2.close();

        //3. 從記憶體取出格式化輸入
        try{
            DataInputStream in3 = 
                new DataInputStream(
                    new ByteArrayInputStream(s2.getBytes()));
            while(true)
                System.out.println((char)in3.readByte());           
        }
        catch(EOFException e){
            System.out.println("End of stream");
        }

        //4. 輸出到檔案
        try{
            BufferedReader in4 =
                new BufferedReader(
                    new StringReader(s2));
            PrintWriter out1 =
                new PrintWriter(
                    new BufferedWriter(
                        new FileWriter("F://nepalon// TestIO.out")));
            int lineCount = 1;
            while((s = in4.readLine()) != null)
                out1.println(lineCount++ + "：" + s);
            out1.close();
            in4.close();
        }
        catch(EOFException ex){
            System.out.println("End of stream");
        }

        //5. 資料的儲存和恢複
        try{
            DataOutputStream out2 = 
                new DataOutputStream(
                    new BufferedOutputStream(
                        new FileOutputStream("F://nepalon// Data.txt")));
            out2.writeDouble(3.1415926);
            out2.writeChars("/nThas was pi:writeChars/n");
            out2.writeBytes("Thas was pi:writeByte/n");
            out2.close();
            DataInputStream in5 =
                new DataInputStream(
                    new BufferedInputStream(
                        new FileInputStream("F://nepalon// Data.txt")));
            BufferedReader in5br =
                new BufferedReader(
                    new InputStreamReader(in5));
            System.out.println(in5.readDouble());
            System.out.println(in5br.readLine());
            System.out.println(in5br.readLine());
        }
        catch(EOFException e){
            System.out.println("End of stream");
        }

        //6. 通過RandomAccessFile操作檔案
        RandomAccessFile rf =
            new RandomAccessFile("F://nepalon// rtest.dat", "rw");
        for(int i=0; i<10; i++)
            rf.writeDouble(i*1.414);
        rf.close();
        
        rf = new RandomAccessFile("F://nepalon// rtest.dat", "r");
        for(int i=0; i<10; i++)
            System.out.println("Value " + i + "：" + rf.readDouble());
        rf.close();
        
        rf = new RandomAccessFile("F://nepalon// rtest.dat", "rw");
        rf.seek(5*8);
        rf.writeDouble(47.0001);
        rf.close();

        rf = new RandomAccessFile("F://nepalon// rtest.dat", "r");
        for(int i=0; i<10; i++)
            System.out.println("Value " + i + "：" + rf.readDouble());
        rf.close();
    }
}
關於代碼的解釋（以區為單位）：
1區中，當讀取檔案時，先把檔案內容讀到緩衝中，當調用in.readLine()時，再從緩衝中以字元的方式讀取資料（以下簡稱“緩衝位元組讀取方式”）。
1b區中，由於想以緩衝位元組讀取方式從標準IO（鍵盤）中讀取資料，所以要先把標準IO（System.in）轉換成字元導向的stream，再進行BufferedReader封裝。
2區中，要以字元的形式從一個String對象中讀取資料，所以要產生一個StringReader類型的stream。
4區中，對String對象s2讀取資料時，先把對象中的資料存入緩衝中，再從緩衝中進行讀取；對TestIO.out檔案進行操作時，先把格式化後的資訊輸出到緩衝中，再把緩衝中的資訊輸出到檔案中。
5區中，對Data.txt檔案進行輸出時，是先把基本類型的資料輸出屋緩衝中，再把緩衝中的資料輸出到檔案中；對檔案進行讀取操作時，先把檔案中的資料讀取到緩衝中，再從緩衝中以基本類型的形式進行讀取。注意in5.readDouble()這一行。因為寫入第一個writeDouble()，所以為了正確顯示。也要以基本類型的形式進行讀取。
6區是通過RandomAccessFile類對檔案進行操作。