【教学课件】第11章输入输出.ppt

第11章 输入/输出,本章要点,了解Java中流的概念了解Java中输入输出流的分类掌握文件输入输出流的使用方法掌握带缓存的输入输出流的使用了解ZIP压缩输入输出流的应用,第11章 输入/输出,11.1 输入/输出流11.2 文件读写,主要内容,11.1 输入/输出流,通常程序需要从外部获取/输出信息这个“外部”范围很广，包括诸如键盘、显示器、文件、磁盘、网络、另外一个程序等“信息”也可以是任何类型的，例如一个对象、字符串、图像、声音等通过使用java.io包中的输入/输出流类就可以达到输入输出信息的目的,Java所有的I/O机制都是基于数据流进行输入输出，这些数据流表示了字符或者字节数据的流动序列。Java的I/O流提供了读写数据的标准方法任何Java中表示数据源的对象都会提供以数据流的方式读写它的数据的方法。Java.io是大多数面向数据流的输入/输出类的主要软件包。,11.1 输入/输出流,数据流是一串连续不断的数据的集合。数据写入程序可以是一段、一段地向数据流管道中写入数据，这些数据段会按先后顺序形成一个长的数据流。对数据读取程序来说，看不到数据流在写入时的分段情况，每次可以读取其中的任意长度的数据，但只能先读取前面的数据后，再读取后面的数据。,11.1 输入/输出流,一组有序，有起点和终点的字节的数据序列。包括输入流和输出流。,11.1 输入/输出流,11.1.1 I/O流的概念,在Java中将信息的输入输出过程抽象为I/O流输入是指数据流入程序输出是指数据从程序流出一个流就是一个从源流向目的地的数据序列IO流类一旦被创建就会自动打开通过调用close方法，可以显式关闭任何一个流，如果流对象不再被引用，Java的垃圾回收机制也会隐式地关闭它,11.1.1 I/O流的概念,输入流为了从信息源获取信息，程序打开一个输入流，程序可从输入流读取信息,11.1.1 I/O流的概念,输出流当程序需要向目标位置写信息时，便需要打开一个输出流，程序通过输出流向这个目标位置写信息,9,11.1.1 I/O流的概念,源和目标的类型,读写数据的方法不论数据从哪来，到哪去，也不论数据本身是何类型，读写数据的方法大体上都是一样的,11.1.1 I/O流的概念,11.1.1 I/O流的概念,缓冲流：为流配备一个缓冲区(buffer)缓冲区就是一块存储区域，用来辅助与外部设备的数据传输，从而提高数据的传输效率在实现写数据时，先将这些数据写入流缓冲区，而并不直接将它们送入输出设备，流缓冲区的数据量会被自动地跟踪，一旦发现缓冲区满了，就会将其中的数据一次性传输到外部设备上，缓冲区变为空可以减少与外部设备打交道的次数,11.1.2 预定义的I/O流类概述,从流的方向划分输入流输出流从流的分工划分节点流处理流从流的内容划分面向字符的流(字符流)面向字节的流(二进制流),11.1.2 预定义的I/O流类概述,java.io包的顶级层次结构面向字符的流：专门用于字符数据面向字节的流：用于一般目的,1)面向字符的流,面向字符的流针对字符数据的特点进行过优化，提供一些面向字符的有用特性源或目标通常是文本文件,面向字符的抽象类Reader和Writerjava.io包中所有字符流的抽象基类Reader提供了输入字符的APIWriter提供了输出字符的API多数程序使用这两个抽象类的一系列子类来读入/写出文本信息,1)面向字符的流,阴影部分为节点流,1)面向字符的流,数据源或目标中含有非字符数据，必须用字节流来输入/输出通常被用来读写诸如图片、声音之类的二进制数据绝大多数数据是被存储为二进制文件的，世界上的文本文件大约只能占到2，通常二进制文件要比含有相同数据量的文本文件小得多,2)面向字节的流,InputStream和OutputStream是用来处理8位字节流的抽象基类，程序使用这两个类的子类来读写8位的字节信息分为两部分节点流处理流,2)面向字节的流,阴影部分为节点流,2)面向字节的流,3)标准输入输出,标准输入输出流对象，System类静态成员变量System.in：InputStream类型的，代表标准输入流，这个流是已经打开了的，默认状态对应于键盘输入。System.out：PrintStream类型的，代表标准输出流，默认状态对应于屏幕输出System.err：PrintStream类型的，代表标准错误信息输出流，默认状态对应屏幕输出,public class Echo public static void main(String args)throws IOException BufferedReader in=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in);String s;while(s=in.readLine().length()!=0)System.out.println(s);,运行结果Hello!Hello!,System.in程序启动时由Java系统自动创建的流对象，它是原始的字节流，不能直接从中读取字符，需要对其进行进一步的处理InputStreamReader(System.in)以System.in为参数创建一个InputStreamReader流对象，相当于字节流和字符流之间的一座桥梁，读取字节并将其转换为字符BufferedReader in对InputStreamReader处理后的信息进行缓冲，以提高效率,4)处理流,不直接与数据源或目标相连，而是基于另一个流来构造从流读写数据的同时对数据进行处理实例中的InputStreamReader和BufferedReader都属于处理流InputStreamReader读取字节并转换为字符BufferedReader对另一个流产生的数据进行缓冲,用一行表达式实现：BufferedReader stdin=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in);,4)处理流,5)I/O异常,多数IO方法在遇到错误时会抛出异常，因此调用这些方法时必须在方法头声明抛出IOException异常或者在try块中执行IO，然后捕获IOException,11.1.3 File 类,表示磁盘文件信息定义了一些与平台无关的方法来操纵文件创建、删除文件重命名文件判断文件的读写权限及是否存在设置和查询文件的最近修改时间等构造文件流可以使用File类的对象作为参数,11.1.3 File 类,11.1.3 File 类,public static void main(String args)throws IOException File f=new File(D:+File.separator+Hello.txt);if(f.exists()f.delete();else try f.createNewFile();catch(Exception e)System.out.println(e.getMessage();,运行结果因为在例11_2中已经创建了d:Hello.txt，所以第一次运行将删除这个文件第二次运行则又创建了一个此名的空文件分析在试图打开文件之前，可以使用File类的isFile方法来确定File对象是否代表一个文件而非目录）还可通过exists方法判断同名文件或路径是否存在，进而采取正确的方法，以免造成误操作,31,11.1.3 File 类,11.2 文件读写,11.2.1 写文本文件11.2.2 读文本文件11.2.3 写二进制文件11.2.4 读二进制文件11.2.5 处理压缩文件11.2.6 对象序列化,11.2.1 写文本文件,本节知识点FileWriter类 创建一个磁盘文件 关闭一个磁盘文件 write()方法捕获I/O异常 BufferedWriter 类,1)FileWriter类(字符输出流类),构造方法FileWriter fw=new FileWriter(String fileName);创建字符输出流类对象和已存在的文件相关联。文件不存在，则创建。FileWriter fw=new FileWriter(String fileName,boolean append);创建字符输出流类对象和已存在的文件相关联，并设置该该流对文件的操作是否为续写,FileWriter fw=new FileWriter(C:demo.txt);,FileWriter fw=new FileWriter(C:demo.txt,ture);,1)FileWriter类(字符输出流类),主要方法void write(String str)写入字符串。viod flush()刷新该流中的缓冲。viod close()关闭此流。,11.2.1 写文本文件,【例】在C盘根目录创建文本文件Hello.txt，并往里写入若干行文本,public static void main(String args)throws IOException String fileName=D:Hello.txt;FileWriter writer=new FileWriter(fileName);writer.write(Hello!n);writer.write(This is a filen);writer.close();,每次运行这个程序，都将删除已经存在的”Hello.txt”文件，创建一个新的同名文件FileWriter的构造方法有五个，本例是通过一个字符串指定文件名来创建FileWriter类的write方法向文件中写入字符close方法清空流里的内容并关闭它。如果不调用该方法，可能系统还没有完成所有数据的写操作，程序就结束了,11.2.1 写文本文件-实例说明,Writer类的流可实现内部格式到外部磁盘文件格式的转换“Hello.txt”是一个普通的ASCII码文本文件，英文字符占一个字节，中文字符占两个字节Java程序中的字符串则是每个字符占两个字节的，采用Unicode编码,11.2.1 写文本文件-实例说明,public static void main(String args)String fileName=D:Hello.txt;try/将所有IO操作放入try块中 FileWriter writer=new FileWriter(fileName,true);writer.write(Hello!n);writer.write(This is a text filen);writer.close();catch(IOException iox)System.out.println(Problem writing+fileName);,运行此程序，会发现在原文件内容后面又追加了重复的内容，这就是将构造方法的第二个参数设为true的效果如果将文件属性改为只读属性，再运行本程序，就会出现IO错误，程序将转入catch块中，给出出错信息,40,11.2.1 写文本文件,如果需要写入的内容很多，就应该使用更为高效的缓冲器流类BufferedWriterFileWriter和BufferedWriter类都用于输出字符流，包含的方法几乎完全一样，但BufferedWriter多提供了一个newLine()方法用于换行不同厂家生产的计算机(IBM,Apple,VAX,Sun)对文字的换行方法不同。newLine()方法可以输出在当前计算机上正确的换行符,2)BufferedWriter类,public static void main(String args)throws IOException String fileName=D:newHello.txt;BufferedWriter out=new BufferedWriter(new FileWriter(fileName);out.write(Hello!);out.newLine();out.write(This is another File);out.close();,读文本文件,本节知识点Reader FileReader BufferedReader和readLine(),43,FileReader类从文本文件中读取字符继承自Reader抽象类的子类InputStreamReaderBufferedReader读文本文件的缓冲器类具有readLine()方法，可以对换行符进行鉴别，一行一行地读取输入流中的内容继承自Reader,读文本文件,文件输入方法：BufferedReader in=new BufferedReader(new FileReader(fileName);,读文本文件,public static void main(String args)String fileName=D:Hello.txt;String line;try BufferedReader in=new BufferedReader(new FileReader(fileName);line=in.readLine();while(line!=null)System.out.println(line);line=in.readLine();in.close();catch(IOException iox)System.out.println(Problem+fileName);,FileReader对象创建后将打开文件，如果文件不存在，会抛出一个IOExceptionclose()方法为了操作系统可以更为有效地利用有限的资源，应该在读取完毕后，调用该方法,读文本文件,BufferedReader类的readLine()方法从一个面向字符的输入流中读取一行文本。如果其中不再有数据，返回nullReader类的read()方法也可用来判别文件结束。该方法返回的一个表示某个字符的int型整数，如果读到文件末尾，返回-1。因此可修改本例中读文件部分,读文本文件,int c;while(c=in.read()!=-1)System.out.print(char)c);,11.2.3 写二进制文件,本节知识点二进制文件 OutputStream FileOutputStream BufferedOutputStream DataOutputStream,原则上讲，所有文件都是由8位的字节组成的如果文件字节中的内容应被解释为字符，则文件被称为文本文件；如果被解释为其它含义，则文件被称为二进制文件例如文字处理程序，字处理软件Word产生的doc文件中，数据要被解释为字体、格式、图形和其他非字符信息。因此，这样的文件是二进制文件，不能用Reader流正确读取,11.2.3 写二进制文件,为什么需要二进制文件输入输出更快比文本文件小很多有些数据不容易被表示为字符,11.2.3 写二进制文件,1)抽象类OutputStream,提供了3个write方法来做数据的输出public void write(byte b)将参数b中的字节写到输出流 public void write(byte b,int off,int len)将b从偏移量off开始len个字节写到输出流 public abstract void write(int b)先将int转换为byte类型，把低字节写入输出流,1)抽象类OutputStream,主要的子类,派生类FileOutputStream作用：用来处理以文件作为数据输出目的数据流；或者说是从内存区读数据入文件 FileOutputStream(File file)创建一个向指定File对象表示的文件中写入数据的文件输出流。FileOutputStream(String name)创建一个向具有指定名称的文件中写入数据的输出文件流。,1)抽象类OutputStream,派生类FileOutputStream创建一个文件流对象:FileOutputStream out=new FileOutputStream(d:/write.txt);File f=new File(“d:/write.txt);FileOutputStream out=new FileOutputStream(f);,1)抽象类OutputStream,使用键盘输入一段文章，将文章保存在文件write.txt中,public static void main(String args)throws IOException try System.out.println(please Input from Keyboard);int count,n=512;byte buffer=new byten;count=System.in.read(buffer);FileOutputStream wf=new FileOutputStream(d:/write.txt);wf.write(buffer,0,count);wf.close();System.out.println(Save to the write.txt);catch(IOException IOe)System.out.println(File Write Error!);,派生类DataOutputStream数据输出流允许应用程序以适当方式将基本 Java 数据类型写入输出流中。然后应用程序可以使用数据输入流将数据读入。具有写各种基本数据类型的方法将数据写到另一个输出流在所有计算机平台上使用同样的数据格式其中size方法，可作为计数器，统计写入的字节数,1)抽象类OutputStream,11.2.3 写二进制文件,11.2.3 写二进制文件,public static void main(String args)String fileName=d:/data1.dat;int value0=255,value1=0,value2=-1;try DataOutputStream out=new DataOutputStream(new FileOutputStream(fileName);out.writeInt(value0);out.writeInt(value1);out.writeInt(value2);out.close();catch(IOException iox)System.out.println(Problem writing);,说明FileOutputStream类的构造方法负责打开文件“data1.dat”用于写数据FileOutputStream类的对象与DataOutputStream对象连接，写基本类型的数据,11.2.3 写二进制文件,运行结果运行程序后，在D盘生成数据文件data1.dat用写字板打开没有任何显示用二进制查看器打开查看其二进制信息，内容为00 00 00 FF 00 00 00 00 FF FF FF FF，每个int数字都是32个bit的,11.2.3 写二进制文件,BufferedOutputStream类写二进制文件的缓冲流类类似于文本文件中的BufferedWriter对于大量数据的写入，可提高效率用法示例：DataOutputStream out=new DataOutputStream(new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(fileName);,63,11.2.3 写二进制文件,public static void main(String args)throws IOException String fileName=D:/mixedTypes.dat;DataOutputStream dataOut=new DataOutputStream(new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(fileName);dataOut.writeInt(0);System.out.println(dataOut.size()+bytes have been written.);dataOut.writeDouble(31.2);System.out.println(dataOut.size()+bytes have been written.);dataOut.writeBytes(JAVA);System.out.println(dataOut.size()+bytes have been written.);dataOut.flush();dataOut.close();,运行结果4 bytes have been written12 bytes have been written16 bytes have been written说明这个程序可作为字节计数器,11.2.3 写二进制文件,11.2.4 读二进制文件,本节知识点FileInputStreamDataInputStreamBufferedInputSteam 读写整数 读写单字节,1)抽象类InputStream,Inputstream类中的常用方法public abstract int read()：读取一个byte的数据，返回值是高位补0的int类型值。public int read(byte b)：读取b.length个字节的数据放到b数组中。返回值是读取的字节数。public int read(byte b,int off,int len)：读取len个字节的数据，存放到偏移量为off的b数组中public long skip(long n)：忽略输入流中的n个字节，跳过一些字节来读取,派生类FileIntputStream作用：以文件作为数据输入源的数据流。或者说是打开文件，从文件读数据到内存的类FileInputStream(String name)通过文件系统中的路径名name创建一个FileInputStream对象。FileInputStream(File file)通过File对象创建一个FileInputStream对象。允许在把文件连接到输入流之前对文件做进一步分析，如修改写入删除等等,1)抽象类InputStream,派生类FileIntputStream使用方法:File fin=new File(d:/abc.txt);FileInputStream in=new FileInputStream(fin);FileInputStream in=new FileInputStream(d:/abc.txt);,1)抽象类InputStream,1)抽象类InputStream,DataInputStream,public static void main(String args)String fName=D:data1.dat;int sum=0;try DataInputStream instr=new DataInputStream(new BufferedInputStream(new FileInputStream(fileName);sum+=instr.readInt();sum+=instr.readInt();sum+=instr.readInt();System.out.println(The sum is:+sum);instr.close();catch(IOException iox)System.out.println(Problem reading+fileName);,readInt方法可以从输入流中读入4个字节并将其当作int型数据由于知道文件中存储的是3个int型数据，所以使用了3个读入语句如果不知道数据的个数该怎么办呢？因为DataInputStream的读入操作如遇到文件结尾就会抛出EOFException异常，所以我们可以将读操作放入try块中,11.2.4 读二进制文件,public static void main(String args)throws IOException FileInputStream s=new FileInputStream(d:/Hello.txt);int c;while(c=s.read()!=-1)/读取1字节，结束返回-1 System.out.write(c);s.close();,public static void main(String args)throws Exception DataOutputStream out=new DataOutputStream(new FileOutputStream(D:/trytry.dat);out.writeByte(-1);out.close();DataInputStream in=new DataInputStream(new FileInputStream(D:/trytry.dat);int a=in.readByte();System.out.println(Integer.toHexString(a);System.out.println(a);in.skip(-1);/往后一个位置，以便下面重新读出 a=in.readUnsignedByte();System.out.println(Integer.toHexString(a);System.out.println(a);in.close();,运行结果ffffffff-1ff255,用二进制查看器打开D:/trytry.dat文件，其内容为FF如果用readByte读入，其高24位都将补1，所以结果还是-1如果用readUnsignedByte读入，其高24位都将补0，结果就变成了255写的字节是连续的，中间没有分隔符，所以应该记住写的数据类型、个数等情况，以便将来利用,11.2.4 读二进制文件,11.2.5 处理压缩文件,压缩流类包中提供了一些类，使我们可以以压缩格式对流进行读写它们都继承自字节流类OutputStream和InputStream其中GZIPOutputStream和ZipOutputStream可分别把数据压缩成GZIP格式和Zip格式GZIPInputStream和ZipInputStream可以分别把压缩成GZIP格式或Zip的数据解压缩恢复原状,11.2.5 处理压缩文件,如果要从ZIP压缩管理文件内读取某个文件，要先找到对应该文件的”目录进入点”(从它可知该文件在Zip文件内的位置)，才能读取这个文件的内容。如果要将文件内容写到Zip文件内，必须先写入对应于该文件的”目录进入点”，并且把要写入文件内容的位置移到此进入点所指的位置，然后再写入文件内容。ZipEntry类产生的对象，用来代表一个ZIP压缩文件内的进入点(entry)。,77,11.2.5 处理压缩文件,压缩流的实现ZIP是一种较为常见的压缩形式，在Java中要想实现ZIP的压缩需要导入包，可以使用此包中的ZipOutputStream、ZipInputStream、ZipEntry几个类完成。,11.2.5 处理压缩文件,ZipEntry：在每一个压缩文件中都会存在多个子文件，每一个子文件在JAVA中就使用ZipEntry表示。ZipEntry类的构造方法：public ZipEntry(String name)在实例化ZipEntry的时候，要设置名称，此名称实际上就是压缩文件中的每一个元素中的名称。,public static void main(String args)throws IOException FileInputStream fi=new FileInputStream(D:/Hello.txt);FileOutputStream fo=new FileOutputStream(D:/Hello.zip);ZipOutputStream zo=new ZipOutputStream(fo);System.out.println(compressing from d:/Hello.txt to d:/Hello.zip);ZipEntry e=new ZipEntry(Hell.txt);zo.putNextEntry(e);int c;while(c=fi.read()!=-1)zo.write(c);fi.close();zo.close();,public static void main(String args)throws IOException FileInputStream zfi=new FileInputStream(D:/Hello.zip);ZipInputStream zi=new ZipInputStream(zfi);ZipFile zf=new ZipFile(D:/Hello.zip);ZipEntry ze=zi.getNextEntry();int s;InputStream is=zf.getInputStream(ze);while(s=is.read()!=-1)System.out.print(char)s);is.close();,运行结果首先生成了压缩文件“Hello.zip”，再读取显示其中的内容，和“Hello.txt”中的内容完全一样，解压缩文件“new.txt”，和“Hello.txt”中的内容也完全相同说明read()方法读取一个字节，转化为0,255的之间的一个整数，返回一个int。如果读到了文件末尾，则返回-1。write(int)方法写一个字节的低8位，忽略了高24位。,11.2.5 处理压缩文件,作业,1.求出20个最小的素数放在外存文件prime.txt中.2.编写程序统计给定文件中每个字母出现的频率。附加题：编写程序，从给定文件中读取一个整数序列，将其从小到大排序后再写入另外一个文件中。,