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
- 從內存輸入
- 格式化的內存輸入
- 基本的文件輸出
- 存儲和恢復數(shù)據(jù)
- 讀寫隨機訪問文件
- 實用工具
- 總結
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行緩沖,那么我們需要將所產生的引用傳給一個BufferedReader構造器。通過使用其readLine()方法來逐行讀取文件,當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();
}
}
}
文件的全部內容都累積在字符串str中,最后記得調用close()來關閉流。
2. 從內存輸入
在下面的示例中,從上面的BufferedInputFile.read()讀入的String結果被用來創(chuàng)建一個StringReader。然后調用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),因此必須將類型強轉為char才能顯示正確結果。
3. 格式化的內存輸入
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的構造函數(shù)提供字節(jié)數(shù)組,而ByteArrayInputStream傳遞給DataInputStream之后進行了一次“裝飾”,可以進行格式化輸入(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),調用該方法時任何字節(jié)的值都是合法的結果,因此返回值是不能用來檢測輸入是否結束,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的內容之前,先調用了out的close()將其關閉,一方面是因為流用完之后需要及時關閉以節(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用close(),緩沖區(qū)的內容可能不會刷新清空,這樣可能導致信息不完整。
另外Java SE5在PrintWriter中添加了一個輔助構造器,可以很方便根據(jù)文件名直接構造一個PrintWriter而不用執(zhí)行一系列的裝飾工作:
PrintWriter out = new PrintWriter(file);
5. 存儲和恢復數(shù)據(jù)
PrintWriter可以對數(shù)據(jù)進行格式化,以便閱讀。但是為了輸出可供另一個“流”恢復的數(shù)據(jù),我們需要用DataOutputStream寫入數(shù)據(jù),并用DataInputStream恢復數(shù)據(jù)。當然,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。當我們使用DataOutputStream時,寫字符串并且讓DataInputStream能夠恢復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()來實現(xiàn)的。
writeDouble()和readDouble()方法能夠寫入和恢復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)項所在的確切位置,因為極有可能將保存的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,關于RandomAccessFile的詳細用法,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)不是我們想要的結果。
7. 實用工具
到這里我們學習了多種I/O流的典型用法,比如緩沖輸入文件、從內存輸入、基本的文件輸出、存儲和恢復數(shù)據(jù)、隨機讀寫文件,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,但是Java I/O類庫的設計有一個問題,就是我們需要編寫很多代碼來實現(xiàn)這些操作,要記住如何打開文件是一件優(yōu)點困難的事情。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,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,并通過正則表達式將其分離,保存在List中
public TextFile(String fileName,String splitter){
super(Arrays.asList(read(fileName).split(splitter)));
// 因為split()方法有時會在返回的數(shù)組第一個位置產生一個空字符串
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造參數(shù)構造一個TestFile對象,利用其List的特性,將其內容寫入文件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,也可以通過構造器讀取文件到一個TextFile對象中。
7.2 讀取二進制文件
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
本文沒有總結什么新的知識點,只是總結了一些Java I/O的常見用法比如緩沖輸入文件、從內存輸入、基本的文件輸出、存儲和恢復數(shù)據(jù)、隨機讀寫文件等,并且搜集了兩個工具類用來幫助我們讀寫文件讀取二進制文件,以提高些代碼的效率。
以上就是本文的全部內容,希望對大家的學習有所幫助,也希望大家多多支持腳本之家。
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