Java I/O中I/O流的典型使用方式詳解
前言
盡管可以通過(guò)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(jiǎn)化為將異常傳遞給控制臺(tái),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(cuò)誤處理方式。
同樣,本文會(huì)包括如下幾個(gè)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(chǔ)和恢復(fù)數(shù)據(jù)
- 讀寫(xiě)隨機(jī)訪問(wèn)文件
- 實(shí)用工具
- 總結(jié)
1. 緩沖輸入文件
如果想要打開(kāi)一個(gè)文件用于字符輸入,可以使用以String或File對(duì)象作為文件名的FileReader。為了提高速度,我們可以對(duì)那個(gè)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(gè)BufferedReader構(gòu)造器。通過(guò)使用其readLine()方法來(lái)逐行讀取文件,當(dāng)readLine()返回null時(shí),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?jī)?nèi)容都累積在字符串str中,最后記得調(diào)用close()來(lái)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(lái)創(chuàng)建一個(gè)StringReader。然后調(diào)用read()每次讀取一個(gè)字符,并把它打印到控制臺(tái)。
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(gè)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(gè)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B(niǎo)yteArrayInputStream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(guò)readByte讀取單個(gè)字節(jié),調(diào)用該方法時(shí)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(lái)檢測(cè)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(lái)判斷是否結(jié)束。
4. 基本的文件輸出
FileWriter對(duì)象可以向文件寫(xiě)入數(shù)據(jù),通常會(huì)用BufferedWriter將其包裝起來(lái)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(shí)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(huì)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(gè)輔助構(gòu)造器,可以很方便根據(jù)文件名直接構(gòu)造一個(gè)PrintWriter而不用執(zhí)行一系列的裝飾工作:
PrintWriter out = new PrintWriter(file);
5. 存儲(chǔ)和恢復(fù)數(shù)據(jù)
PrintWriter可以對(duì)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(gè)“流”恢復(fù)的數(shù)據(jù),我們需要用DataOutputStream寫(xiě)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(gè)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(xiě)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(wú)論讀和寫(xiě)數(shù)據(jù)的平臺(tái)多么不同。當(dāng)我們使用DataOutputStream時(shí),寫(xiě)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(gè)例子中是靠writeUTF()和readUTF()來(lái)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(duì)于其他類型的數(shù)據(jù),也有類似的方法用于讀寫(xiě)。但是為了保證所有的讀寫(xiě)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(gè)簡(jiǎn)單的字節(jié)序列、char或其他類型讀入。
6. 讀寫(xiě)隨機(jī)訪問(wèn)文件
使用RandomAccessFile,類似于組合使用了DataInputStream和DataOutputStream,可以同時(shí)對(duì)一個(gè)文件執(zhí)行讀寫(xiě)操作,同時(shí)可以利用seek()在文件中到處移動(dòng),非常方便,關(guān)于RandomAccessFile的詳細(xì)用法,前面有專門(mén)寫(xiě)過(guò)<<Java I/O系統(tǒng):File和RandomAccessFile>>。
但是在使用RandomAccessFile時(shí),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(guò)writeDouble()方法往文件中寫(xiě)入Double類型數(shù)據(jù)并通過(guò)readDouble()方法來(lái)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(chǔ)和恢復(fù)數(shù)據(jù)、隨機(jī)讀寫(xiě)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(xiě)出是一個(gè)很常見(jiàn)的程序化的任務(wù),但是Java I/O類庫(kù)的設(shè)計(jì)有一個(gè)問(wèn)題,就是我們需要編寫(xiě)很多代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)這些操作,要記住如何打開(kāi)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(gè)工具:
- 一個(gè)是TextFile,幫助我們讀取和寫(xiě)入文件;
- 另一個(gè)是BinaryFile,幫助我們簡(jiǎn)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(jiǎn)單字符串那樣讀寫(xiě)文本文件,并且我們可以創(chuàng)建一個(gè)TextFile對(duì)象,它用一個(gè)ArrayList來(lái)保存文件的若干行,好處是在我們操縱文件內(nèi)容時(shí)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(gè)字符串寫(xiě)入一個(gè)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(guò)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(shí)會(huì)在返回的數(shù)組第一個(gè)位置產(chǎn)生一個(gè)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(xiě)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(jiǎn)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(gè)字符串中,再用靜態(tài)的write()方法將其寫(xiě)入到文件中。然后將新寫(xiě)入的文件作為構(gòu)造參數(shù)構(gòu)造一個(gè)TestFile對(duì)象,利用其List的特性,將其內(nèi)容寫(xiě)入文件test2中。這個(gè)類的作用是幫我們讀取文件,可以通過(guò)靜態(tài)的read方法讀取到一個(gè)字符串中,也可以通過(guò)構(gòu)造器讀取文件到一個(gè)TextFile對(duì)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(méi)有總結(jié)什么新的知識(shí)點(diǎn),只是總結(jié)了一些Java I/O的常見(jiàn)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(chǔ)和恢復(fù)數(shù)據(jù)、隨機(jī)讀寫(xiě)文件等,并且搜集了兩個(gè)工具類用來(lái)幫助我們讀寫(xiě)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?jī)?nèi)容,希望對(duì)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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