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SE02 Unit02 基本IO操作 、 文本数据IO操作

热度：33   发布时间：2023-12-11 15:09:12.0

Java API

RAF 总结

  1. 理解什么是文件
    • 文件是由byte组成的序列
  2. RAF可以打开文件，在文件的任意位置开始读写
  3. RAF打开文件方式：
    • r 只读
    • rw 读写
  4. 基本的读写方法
    • read() 读取一个byte
    • write() 写出一个byte
    • 文件的读写位置（文件指针）会自动移动
    • 每次第一个byte（0~255）
  5. 在基本读写方法之上，扩展了基本类型的读写
    • readInt writeInt 每次读写4个byte
    • readLong writeLong 每次读写8个byte
    • …
  6. String 的读写
    • 内存中的字符串是char数据，不是byte类型
    • 写出字符串：
      • 需要将字符串进行编码（UTF-8）编码为byte数据
      • 然后在写到文件中！！！
    • 读取字符串
      • 读取byte数据
      • 将byte数据解码（UTF-8）为字符串！

随机读写文件

RAF 可以从文件的任何位置开始读写文件，其核心方法是seek(位置)：

案例：

    /*** 随机文件读写 **/public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) throws Exception{String file = "abc/myfile.dat";RandomAccessFile raf=new RandomAccessFile(file, "rw");//将0~255写入到文件 myfile.datfor(int i=0; i<=255; i++){raf.write(i);}//移动读写位置指针到0raf.seek(0);//可以在任意位置开始读写int b;//经典的模式写法：while((b=raf.read())!=-1){System.out.println(b);}raf.close();}}

注意： 文件读写完毕以后才能raf.close()关闭文件！！

基本类型读写

RAF 提供了基本类型的读写方法，基本类型的读写方法的底层是 read() write() 方法。

  • int 拆分为 4个byte读写
  • long 拆分为 8个byte读写
  • byte 1个byte读写
  • short 拆分为 2个byte读写
  • float 拆分为 4个byte读写
  • doubel 拆分为 8个byte读写
  • boolean 1个byte读写
  • char 拆分为 2个byte读写

int 的读写原理:

这里写图片描述

案例：

    /*** RAF 整数数据读写，其他类型 略*/public class Demo02 {
    public static void main(String[] args) throws Exception{String file = "abc/integer.dat";RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(file, "rw");//将int数据126712 拆分为4个byte写到//文件中，文件指针连续移动4次raf.writeInt(126712); long p = raf.getFilePointer();System.out.println(p);raf.seek(0);//读取一个整数: 连续读取4个byte，拼接// 为一个int数据, 文件指针连续移动4次int n = raf.readInt();p = raf.getFilePointer();System.out.println(p);//4System.out.println(n);//126712raf.close();}}

字符串IO

字符串中存储的是char数据，不能直接IO，需要先进行编码，编码为byte数据在进行读写。常见的编码方案是 UTF-8.

在UTF-8 编码中：英文字符1个byte，中文字符3个byte

案例：

    /*** 字符串类型的写出和读取 */public class Demo03 {
    public static void main(String[] args) throws Exception{String file="abc/str.txt";RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(file, "rw");String str = "你好ABC";//对字符串进行UTF-8编码byte[] bytes=str.getBytes("UTF-8");System.out.println(bytes.length);//9//将文字的编码写入到文件中raf.write(bytes);//将数组中全部的byte//数据写入到文件中。long p = raf.getFilePointer();System.out.println(p);//9//从头读取raf.seek(0);byte[] buf=new byte[(int)raf.length()];//read(bytes) 从文件中连续读取byte数据//将读取结果填充到 byte数组中raf.read(buf);//buf 中是按照UTF-8编码的字符数据,解码：String s = new String(buf, "UTF-8");System.out.println(s); raf.close();}}

注意：文字信息必须经过编码才能写到文件中。读取文件时候需要进行解码处理。 如果编码和解码的规则不一致就会出现乱码问题！！

综合案例

将员工信息写到文件中，并且在读取回来：

原理：

这里写图片描述

写数据案例：

    /*** 写员工信息 */public class Demo04 {
    public static void main(String[] args) throws IOException{String file="abc/emp.dat";RandomAccessFile raf=new RandomAccessFile(file, "rw");write(raf, 0,"Tom", 10, "男", 100, new Date());write(raf, 1,"范传奇",30,"男",200,new Date());raf.close();}   public static void write(RandomAccessFile raf, //已经打开的文件int n, //n = 0 1 2 ... 行号String name, int age,String sex,int salary,Date hiredate)throws IOException{int start=n*80;//n=0,0 n=1,80 n=2,160raf.seek(start);//将文件指针移动到每行起始位置//将name编码，然后写到文件中byte[] bytes=name.getBytes("UTF-8");raf.write(bytes); //3 9 10//写出ageraf.seek(start+32);//跳到age位置raf.writeInt(age);//写出年龄//写出性别bytes = sex.getBytes("UTF-8");raf.write(bytes);//写出薪水raf.seek(start+46);raf.writeInt(salary); //写出日期SimpleDateFormat fmt = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");String d = fmt.format(hiredate);bytes = d.getBytes("UTF-8");raf.write(bytes);}}

读取员工信息：

    /*** 读取员工信息文件 **/public class Demo05 {
    public static void main(String[] args) throws  Exception {String file="abc/emp.dat";//打开文件 emp.datRandomAccessFile raf=new RandomAccessFile(file, "r");//读取第一行 （Tom）Emp e1 = read(raf, 0);//读取第二行 （范传奇）Emp e2 = read(raf, 1);//显示读取结果System.out.println(e1);System.out.println(e2);//关闭文件raf.close();}public static Emp read(RandomAccessFile raf, int n) throws Exception {  int start = n*80;//读取的起始位置raf.seek(start);//找到name的起始位置byte[] bytes = new byte[32];raf.read(bytes);//读取32个byte//bytes=[T,o,m,0,0,0,0,0,...0]String name=new String(bytes,"UTF-8").trim();//读取年龄int age = raf.readInt();//读取性别...bytes = new byte[10];raf.read(bytes);String sex=new String(bytes,"UTF-8").trim();//读取薪水int salary = raf.readInt();//读取日期bytes = new byte[30];raf.read(bytes);String str = new String(bytes, "UTF-8").trim();//解析日期SimpleDateFormat fmt = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");Date hiredate=fmt.parse(str);return new Emp(name,age,sex,salary,hiredate);}}class Emp{String name;int age;String sex;int salary;Date hiredate;public Emp(String name, int age, String sex, int salary, Date hiredate) {super();this.name = name;this.age = age;this.sex = sex;this.salary = salary;this.hiredate = hiredate;}public String toString() {return "Emp [name=" + name + ", age=" + age + ", sex=" + sex + ", salary=" + salary + ", hiredate=" + hiredate+ "]";}}

IO流

RAF 提供了文件随机读写功能，但是没有提供复杂数据的读写功能。 Java 提供了另外一套可以灵活扩展的API： IO流。

IO流在节点流基础之上提供了丰富的的扩展功能，利用这些扩展流可以大大简化IO程序的开发。

这里写图片描述

IO流按照功能可以分为两大类： 节点流和处理流

节点流

节点流是流最原始的数据源，提供流最基本的功能。

处理流

也称为高级流，过滤流，处理流是在其他流的基础之上扩展出更高级的功能。处理流的核心特点是必须依赖于另外一个流，自己不能独立功能，处理流是对另外的流进行扩展。

　输入流与输出流

流按照数据流向分为输入流和输入流：

这里写图片描述

  • InputStream 代表输入流 经常缩写为in
    • 包含核心方法 read()
    • 关闭方法 close()
  • OutputStream 输出流流 经常缩写为out
    • 包含核心方法 write()
    • 关闭方法 close()

这两个流是抽象类，不能直接使用。在实际工作中使用其实现类

文件输出流 FileOutputStream

文件输出流节点流，是以文件为目标数据源的节点流，是基本的流，只提供了基本的输出方法write()

案例：

    /*** 使用文件输出节点流写文件 */public class Demo06 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {String file="abc/fos.dat";//利用文件节点流打开一个文件//当文件不存在时候，会自动创建文件//文件存在时候将文件替换为新文件//当文件不能写时候，出现异常FileOutputStream out = new FileOutputStream(file);//测试基本的 byte 数据写出方法//将byte写到文件中有效范围（0~255）out.write(65);out.write(66);//关闭文件out.close();}}

文件输入流

文件输入节点流，是文件作为数据来源的节点流，也是基础节点流，提供了基本的文件读取功能。

案例：

    /*** 测试 文件输入节点流 的读取文件*/public class Demo07 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {String file="abc/fos.dat";//用文件节点输入流打开文件//如果文件不能打开或者文件不存在//就抛出异常！FileInputStream in = new FileInputStream(file);//测试基本的节点流读取方法//每次从文件中读取一个byte(0~255)int b1 = in.read();int b2 = in.read();System.out.println(b1);System.out.println(b2);in.close();}}

复制一个文件

将文件输入流与文件输出流连接起来，就可以实现文件的复制功能：

    /*** 利用文件流实现文件的复制功能 * * 在不使用缓冲流的情况下，读写性能很差！* */public class Demo08 {
    public static void main(String[] args) throws Exception{//打开原始输入文件FileInputStream in =new FileInputStream("d:/TETRIS.zip");//打开目标的输出文件FileOutputStream out = new FileOutputStream("d:/TETRIS_new.zip");//从in里读取每个byte写到out流中int b;while((b=in.read())!=-1){//b代表原始文件中的每个byteout.write(b); }//关闭in，out即可in.close(); out.close();System.out.println("成功！");}}

这个程序性能有瑕疵。

利用缓存读写方法可以提供 文件复制性能：

    /*** 自定义缓存读写 */public class Demo09 {
    public static void main(String[] args) throws Exception{//打开原始输入文件FileInputStream in =new FileInputStream("d:/TETRIS.zip");//打开目标的输出文件FileOutputStream out = new FileOutputStream("d:/TETRIS_new.zip");byte[] buf=new byte[1024*8];//1K byte//从输入流in中读取尽可能多的byte填充//到缓存 buf 中，返回读取个数 1024//int n = in.read(buf);//1024//int n = in.read(buf);//1024//...//n = in.read(buf); // 1 ~ 1024//n = in.read(buf); // -1int n;while((n = in.read(buf))!=-1){//将buf中从0开始的连续n个byte//写到 文件流out中out.write(buf, 0, n);}in.close();out.close();System.out.println("OK!");}}

为了避免最后一次复制多余的byte必须使用 out.write(buf, 0, n) 方法。

缓冲流

Java提供了使用简便的高级扩展流： 缓冲流

  1. 缓冲流必须依赖一个基础流，如：节点流
  2. 缓冲流可以在不改变原有算法逻辑情况下，为流提供缓冲区，可以加快系统IO性能。

如：

    /*** 利用文件流实现文件的复制功能 * * 在不使用缓冲流的情况下，读写性能很差！* */public class Demo08 {
    public static void main(String[] args) throws Exception{//打开原始输入文件FileInputStream fis =new FileInputStream("d:/TETRIS.zip");BufferedInputStream in =new BufferedInputStream(fis);//打开目标的输出文件FileOutputStream fos = new FileOutputStream("d:/TETRIS_new.zip");BufferedOutputStream out=new BufferedOutputStream(fos); //从in里读取每个byte写到out流中int b;while((b=in.read())!=-1){//b代表原始文件中的每个byteout.write(b); }//关闭in，out即可in.close(); out.close();System.out.println("成功！");}}

可以看到，复制文件的算法没有改变，只是在原有文件流的外部”套上”缓冲流，软件的IO性能就大大加快了。

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