Java I/O中I/O流的典型使用方式詳解
前言
盡管可以通過不同的方式組合IO流類，但我們可能也就只用到其中的幾種組合。下面的例子可以作為典型的IO用法的基本參考。在這些示例中，異常處理都被簡化為將異常傳遞給控制臺，但是這只有在小型示例和工具中才適用。在代碼中，你需要考慮更加復(fù)雜的錯誤處理方式。
同樣，本文會包括如下幾個方面：
- 緩沖輸入文件
- 從內(nèi)存輸入
- 格式化的內(nèi)存輸入
- 基本的文件輸出
- 存儲和恢復(fù)數(shù)據(jù)
- 讀寫隨機(jī)訪問文件
- 實(shí)用工具
- 總結(jié)
1. 緩沖輸入文件
如果想要打開一個文件用于字符輸入，可以使用以String或File對象作為文件名的FileReader。為了提高速度，我們可以對那個文件進(jìn)行緩沖，那么我們需要將所產(chǎn)生的引用傳給一個BufferedReader構(gòu)造器。通過使用其readLine()方法來逐行讀取文件，當(dāng)readLine()返回null時，就到了文件末尾。
public class BufferedInputFile {
public static String read(String fileName) throws Exception {
BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader(fileName));
StringBuilder str = new StringBuilder();
String temp = null;
while((temp = br.readLine()) != null) {
str.append(temp + "\n");
}
br.close();
return str.toString();
}
public static void main(String[] args) {
try {
System.out.println(BufferedInputFile.read("pom.xml"));
}catch(Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
文件的全部內(nèi)容都累積在字符串str中，最后記得調(diào)用close()來關(guān)閉流。
2. 從內(nèi)存輸入
在下面的示例中，從上面的BufferedInputFile.read()讀入的String結(jié)果被用來創(chuàng)建一個StringReader。然后調(diào)用read()每次讀取一個字符，并把它打印到控制臺。
public class MemoryInput {
public static void main(String[] args) {
try {
StringReader sr = new StringReader(BufferedInputFile.read("pom.xml"));
int c;
while((c = sr.read()) != -1) {
System.out.print((char)c);
}
}catch(Exception e) {
}
}
}
需要注意的是read()是以int形式返回下一個字節(jié)，因此必須將類型強(qiáng)轉(zhuǎn)為char才能顯示正確結(jié)果。
3. 格式化的內(nèi)存輸入
要讀取格式化數(shù)據(jù)，可以使用DataInputStream，它是一個面向字節(jié)的I/O類，我們可以用InputStream以字節(jié)的形式讀取任何數(shù)據(jù)。
public class FormattedMemoryInput {
public static void main(String[] args) {
try {
DataInputStream di = new DataInputStream(new ByteArrayInputStream(BufferedInputFile.read("pom.xml").getBytes()));
while(di.available() != 0) {
System.out.print((char)di.readByte());
}
}catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
這里需要注意必須為ByteArrayInputStream的構(gòu)造函數(shù)提供字節(jié)數(shù)組，而ByteArrayInputStream傳遞給DataInputStream之后進(jìn)行了一次“裝飾”，可以進(jìn)行格式化輸入(比如直接讀取int、double等類型)，這里我們只是通過readByte讀取單個字節(jié)，調(diào)用該方法時任何字節(jié)的值都是合法的結(jié)果，因此返回值是不能用來檢測輸入是否結(jié)束，這里我們使用available()方法查看還有多少可供存取的字符來判斷是否結(jié)束。
4. 基本的文件輸出
FileWriter對象可以向文件寫入數(shù)據(jù)，通常會用BufferedWriter將其包裝起來用以緩沖輸出以提高性能。在本例中為了提供格式化機(jī)制，將其裝飾成PrintWriter：
public class BasicFileOutput {
static String file = "BasicFileOutput.out";
public static void main(String[] args) {
try {
BufferedReader in = new BufferedReader(new StringReader(BufferedInputFile.read("pom.xml")));
PrintWriter out = new PrintWriter(new BufferedWriter(new FileWriter(file)));
String temp;
int count = 0;
while((temp = in.readLine()) != null) {
out.println(count++ + temp);
}
in.close();
out.close();
System.out.println(BufferedInputFile.read(file));
}catch(Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
這里在讀取BasicFileOutput.out的內(nèi)容之前，先調(diào)用了out的close()將其關(guān)閉，一方面是因?yàn)榱饔猛曛笮枰皶r關(guān)閉以節(jié)省資源，另一方面這里用到了緩沖區(qū)，如果不為所有的輸出文件調(diào)用close()，緩沖區(qū)的內(nèi)容可能不會刷新清空，這樣可能導(dǎo)致信息不完整。
另外Java SE5在PrintWriter中添加了一個輔助構(gòu)造器，可以很方便根據(jù)文件名直接構(gòu)造一個PrintWriter而不用執(zhí)行一系列的裝飾工作：
PrintWriter out = new PrintWriter(file);
5. 存儲和恢復(fù)數(shù)據(jù)
PrintWriter可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行格式化，以便閱讀。但是為了輸出可供另一個“流”恢復(fù)的數(shù)據(jù)，我們需要用DataOutputStream寫入數(shù)據(jù)，并用DataInputStream恢復(fù)數(shù)據(jù)。當(dāng)然，這些流可以是任何形式，在下面的例子中使用的是一個文件。
public class StoringAndRecoveringData {
public static void main(String[] args) {
try {
DataOutputStream out = new DataOutputStream(new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("data.txt")));
out.writeDouble(3.14159);
out.writeUTF("That was pi");
out.writeDouble(1.41413);
out.writeUTF("Square root of 2");
out.close();
DataInputStream in = new DataInputStream(new BufferedInputStream(new FileInputStream("data.txt")));
System.out.println(in.readDouble());
System.out.println(in.readUTF());
System.out.println(in.readDouble());
System.out.println(in.readUTF());
in.close();
}catch(Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
使用DataOutputStream寫入數(shù)據(jù)，Java可以保證我們可以使用DataInputStream準(zhǔn)確地讀取數(shù)據(jù)--無論讀和寫數(shù)據(jù)的平臺多么不同。當(dāng)我們使用DataOutputStream時，寫字符串并且讓DataInputStream能夠恢復(fù)它的唯一可靠的做法就是使用UTF-8編碼，在這個例子中是靠writeUTF()和readUTF()來實(shí)現(xiàn)的。
writeDouble()和readDouble()方法能夠?qū)懭牒突謴?fù)double類型的數(shù)據(jù)。對于其他類型的數(shù)據(jù)，也有類似的方法用于讀寫。但是為了保證所有的讀寫方法都能夠正常工作，我們必須知道流中數(shù)據(jù)項(xiàng)所在的確切位置，因?yàn)闃O有可能將保存的double數(shù)據(jù)作為一個簡單的字節(jié)序列、char或其他類型讀入。
6. 讀寫隨機(jī)訪問文件
使用RandomAccessFile，類似于組合使用了DataInputStream和DataOutputStream，可以同時對一個文件執(zhí)行讀寫操作，同時可以利用seek()在文件中到處移動，非常方便，關(guān)于RandomAccessFile的詳細(xì)用法，前面有專門寫過<<Java I/O系統(tǒng)：File和RandomAccessFile>>。
但是在使用RandomAccessFile時，你需要知道文件的排版，這樣才能正確地操作它，RandomAccessFile擁有讀取基本類型和UTF-8字符串的各種具體方法。
public class UsingRandomAccessFile{
static String file = "rtest.dat";
static void display() throws IOException{
RandomAccessFile rf = new RandomAccessFile(file,"r");
for(int i = 0; i < 7; i++){
System.out.println("Value " + i + ": " + rf.readDouble());
}
System.out.println(rf.readUTF());
rf.close();
}
public static void main(String[] args) throws IOException{
RandomAccessFile rf = new RandomAccessFile(file,"rw");
for(int i = 0; i < 7; i++){
rf.writeDouble(i*1.414);
}
rf.writeUTF("The end of the file");
rf.close();
display();
rf = new RandomAccessFile(file,"rw");
rf.seek(5*8);
rf.writeDouble(47.0001);
rf.close();
display();
}
}
我們通過writeDouble()方法往文件中寫入Double類型數(shù)據(jù)并通過readDouble()方法來讀取，這就是我們需要直到排版的原因，如果讀取的不是Double類型的數(shù)據(jù)有可能出現(xiàn)不是我們想要的結(jié)果。
7. 實(shí)用工具
到這里我們學(xué)習(xí)了多種I/O流的典型用法，比如緩沖輸入文件、從內(nèi)存輸入、基本的文件輸出、存儲和恢復(fù)數(shù)據(jù)、隨機(jī)讀寫文件，這些都是Java I/O流比較典型的用法。這里我們發(fā)現(xiàn)讀取文件、修改、在寫出是一個很常見的程序化的任務(wù)，但是Java I/O類庫的設(shè)計有一個問題，就是我們需要編寫很多代碼來實(shí)現(xiàn)這些操作，要記住如何打開文件是一件優(yōu)點(diǎn)困難的事情。因此，下面是收集的一些幫助類，可以很容易為我們完成這些基本任務(wù)，記錄在這里，方便以后查看。
這里收集了兩個工具：
- 一個是TextFile，幫助我們讀取和寫入文件；
- 另一個是BinaryFile，幫助我們簡化二進(jìn)制文件的讀取。
7.1 讀取文件
TextFile類包含的static方法可以像簡單字符串那樣讀寫文本文件，并且我們可以創(chuàng)建一個TextFile對象，它用一個ArrayList來保存文件的若干行，好處是在我們操縱文件內(nèi)容時可以使用ArrayList的所有功能。
public class TextFile extends ArrayList<String>{
// 將文件讀取到一行字符串中
public static String read(String fileName){
StringBuilder sb = new StringBuilder();
try{
BufferedReader in = new BufferedReader(new FileReader(new File(fileName).getAbsoluteFile()));
try{
String s;;
while((s = in.readLine()) != null){
sb.append(s).append("\n");
}
}finally{
in.close();
}
}catch (IOException e){
throw new RuntimeException(e);
}
return sb.toString();
}
// 單次調(diào)用將一個字符串寫入一個文件
public static void write(String fileName,String text){
try{
PrintWriter out = new PrintWriter(new File(fileName).getAbsoluteFile());
try{
out.print(text);
}finally{
out.close();
}
}catch(IOException e){
throw new RuntimeException(e);
}
}
// 讀取文件，并通過正則表達(dá)式將其分離，保存在List中
public TextFile(String fileName,String splitter){
super(Arrays.asList(read(fileName).split(splitter)));
// 因?yàn)閟plit()方法有時會在返回的數(shù)組第一個位置產(chǎn)生一個空字符串
if(get(0).equals(""))
remove(0);
}
// 常規(guī)的分行讀取
public TextFile(String fileName){
this(fileName,"\n");
}
// 將該TextFile中的內(nèi)容分行寫入指定文件中
public void write(String fileName){
try{
PrintWriter out = new PrintWriter(new File(fileName).getAbsoluteFile());
try{
for(String item : this){
out.println(item);
}
}finally{
out.close();
}
}catch(IOException e){
throw new RuntimeException(e);
}
}
// 簡單驗(yàn)證一下
public static void main(String[] args){
String file = read("TextFile.java");
write("test.txt",file);
TextFile text = new TextFile("test.txt");
text.write("test2.txt");
TreeSet<String> words = new TreeSet<String>(new TextFile("TextFile.java","\\W+"));
System.out.println(words.headSet("a"));
}
}
這里利用靜態(tài)的read()方法將文件讀取到一個字符串中，再用靜態(tài)的write()方法將其寫入到文件中。然后將新寫入的文件作為構(gòu)造參數(shù)構(gòu)造一個TestFile對象，利用其List的特性，將其內(nèi)容寫入文件test2中。這個類的作用是幫我們讀取文件，可以通過靜態(tài)的read方法讀取到一個字符串中，也可以通過構(gòu)造器讀取文件到一個TextFile對象中。
7.2 讀取二進(jìn)制文件
public class BinaryFile{
public static byte[] read(File bFile)throws IOException{
BufferedInputStream bf = new BufferedInputStream(new FileInputStream());
try{
byte[] data = new byte[bf.available()];
br.read(data);
return data;
}finally{
bf.close();
}
}
public static byte[] read(String bFile)throws IOException{
return read(new File(bFile).getAbsoluteFile());
}
}
8. 總結(jié)
本文沒有總結(jié)什么新的知識點(diǎn)，只是總結(jié)了一些Java I/O的常見用法比如緩沖輸入文件、從內(nèi)存輸入、基本的文件輸出、存儲和恢復(fù)數(shù)據(jù)、隨機(jī)讀寫文件等，并且搜集了兩個工具類用來幫助我們讀寫文件讀取二進(jìn)制文件，以提高些代碼的效率。
以上就是本文的全部內(nèi)容，希望對大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。
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