Java 流(Stream)、文件(File)和IO

Java.io包几乎包含了所有操作输入、输出需要的类。所有这些流类代表了输入源和输出目标。

Java.io包中的流支持很多种格式，比如：基本类型、对象、本地化字符集等等。

一个流可以理解为一个数据的序列。输入流表示从一个源读取数据，输出流表示向一个目标写数据。

Java为I/O提供了强大的而灵活的支持，使其更广泛地应用到文件传输和网络编程中。

但本文讲述最基本的和流与I/O相关的功能。我们将通过一个个例子来学习这些功能。

读取控制台输入

Java的控制台输入由System.in完成。

为了获得一个绑定到控制台的字符流，你可以把System.in包装在一个BufferedReader 对象中来创建一个字符流。

下面是创建BufferedReader的基本语法：

BufferedReader br = new BufferedReader(new
                      InputStreamReader(System.in));

BufferedReader对象创建后，我们便可以使用read()方法从控制台读取一个字符，或者用readLine()方法读取一个字符串。

从控制台读取多字符输入

从BufferedReader对象读取一个字符要使用read()方法，它的语法如下：

int read( ) throws IOException

每次调用read()方法，它从输入流读取一个字符并把该字符作为整数值返回。 当流结束的时候返回-1。该方法抛出IOException。

下面的程序示范了用read()方法从控制台不断读取字符直到用户输入"q"。

// 使用 BufferedReader 在控制台读取字符

import java.io.*;

public class BRRead {
   public static void main(String args[]) throws IOException
   {
      char c;
      // 使用 System.in 创建 BufferedReader
      BufferedReader br = new BufferedReader(new
                         InputStreamReader(System.in));
      System.out.println("Enter characters, ‘q‘ to quit.");
      // 读取字符
      do {
         c = (char) br.read();
         System.out.println(c);
      } while(c != ‘q‘);
   }
}

以上实例编译运行结果如下:

Enter characters, ‘q‘ to quit.
123abcq
1
2
3
a
b
c
q

从控制台读取字符串

从标准输入读取一个字符串需要使用BufferedReader的readLine()方法。

它的一般格式是：

String readLine( ) throws IOException

下面的程序读取和显示字符行直到你输入了单词"end"。

// 使用 BufferedReader 在控制台读取字符
import java.io.*;
public class BRReadLines {
   public static void main(String args[]) throws IOException
   {
      // 使用 System.in 创建 BufferedReader
      BufferedReader br = new BufferedReader(new
                              InputStreamReader(System.in));
      String str;
      System.out.println("Enter lines of text.");
      System.out.println("Enter ‘end‘ to quit.");
      do {
         str = br.readLine();
         System.out.println(str);
      } while(!str.equals("end"));
   }
}

以上实例编译运行结果如下:

Enter lines of text.
Enter ‘end‘ to quit.
This is line one
This is line one
This is line two
This is line two
end
end

控制台输出

在此前已经介绍过，控制台的输出由 print( ) 和println( )完成。这些方法都由类PrintStream 定义，System.out是该类对象的一个引用。

PrintStream 继承了OutputStream类，并且实现了方法write()。这样，write()也可以用来往控制台写操作。

PrintStream 定义write()的最简单格式如下所示：

void write(int byteval)

该方法将byteval的低八位字节写到流中。

实例

下面的例子用write()把字符"A"和紧跟着的换行符输出到屏幕：

import java.io.*;

// 演示 System.out.write().
public class WriteDemo {
   public static void main(String args[]) {
      int b;
      b = ‘A‘;
      System.out.write(b);
      System.out.write(‘\n‘);
   }
}

运行以上实例在输出窗口输出"A"字符

A

注意：write()方法不经常使用，因为print()和println()方法用起来更为方便。

读写文件

如前所述，一个流被定义为一个数据序列。输入流用于从源读取数据，输出流用于向目标写数据。

下图是一个描述输入流和输出流的类层次图。

下面将要讨论的两个重要的流是FileInputStream 和FileOutputStream：

FileInputStream

该流用于从文件读取数据，它的对象可以用关键字new来创建。

有多种构造方法可用来创建对象。

可以使用字符串类型的文件名来创建一个输入流对象来读取文件：

InputStream f = new FileInputStream("C:/java/hello");

也可以使用一个文件对象来创建一个输入流对象来读取文件。我们首先得使用File()方法来创建一个文件对象：

File f = new File("C:/java/hello");
InputStream f = new FileInputStream(f);

创建了InputStream对象，就可以使用下面的方法来读取流或者进行其他的流操作。

除了InputStream外，还有一些其他的输入流，更多的细节参考下面链接：

• ByteArrayInputStream
• DataInputStream

FileOutputStream

该类用来创建一个文件并向文件中写数据。

如果该流在打开文件进行输出前，目标文件不存在，那么该流会创建该文件。

有两个构造方法可以用来创建FileOutputStream 对象。

使用字符串类型的文件名来创建一个输出流对象：

OutputStream f = new FileOutputStream("C:/java/hello") 

也可以使用一个文件对象来创建一个输出流来写文件。我们首先得使用File()方法来创建一个文件对象：

File f = new File("C:/java/hello");
OutputStream f = new FileOutputStream(f);

创建OutputStream 对象完成后，就可以使用下面的方法来写入流或者进行其他的流操作。

除了OutputStream外，还有一些其他的输出流，更多的细节参考下面链接：

• ByteArrayOutputStream
• DataOutputStream

实例

下面是一个演示InputStream和OutputStream用法的例子：

import java.io.*;

public class fileStreamTest{

   public static void main(String args[]){

   try{
      byte bWrite [] = {11,21,3,40,5};
      OutputStream os = new FileOutputStream("test.txt");
      for(int x=0; x < bWrite.length ; x++){
         os.write( bWrite[x] ); // writes the bytes
      }
      os.close();

      InputStream is = new FileInputStream("test.txt");
      int size = is.available();

      for(int i=0; i< size; i++){
         System.out.print((char)is.read() + "  ");
      }
      is.close();
   }catch(IOException e){
      System.out.print("Exception");
   }
   }
}

上面的程序首先创建文件test.txt，并把给定的数字以二进制形式写进该文件，同时输出到控制台上。

以上代码由于是二进制写入，可能存在乱码，你可以使用以下代码实例来解决乱码问题：

//文件名 :fileStreamTest2.java
import java.io.*;

public class fileStreamTest2{
    public static void main(String[] args) throws IOException {

        File f = new File("a.txt");
        FileOutputStream fop = new FileOutputStream(f);
        // 构建FileOutputStream对象,文件不存在会自动新建

        OutputStreamWriter writer = new OutputStreamWriter(fop, "UTF-8");
        // 构建OutputStreamWriter对象,参数可以指定编码,默认为操作系统默认编码,windows上是gbk

        writer.append("中文输入");
        // 写入到缓冲区

        writer.append("\r\n");
        //换行

        writer.append("English");
        // 刷新缓存冲,写入到文件,如果下面已经没有写入的内容了,直接close也会写入

        writer.close();
        //关闭写入流,同时会把缓冲区内容写入文件,所以上面的注释掉

        fop.close();
        // 关闭输出流,释放系统资源

        FileInputStream fip = new FileInputStream(f);
        // 构建FileInputStream对象

        InputStreamReader reader = new InputStreamReader(fip, "UTF-8");
        // 构建InputStreamReader对象,编码与写入相同

        StringBuffer sb = new StringBuffer();
        while (reader.ready()) {
            sb.append((char) reader.read());
            // 转成char加到StringBuffer对象中
        }
        System.out.println(sb.toString());
        reader.close();
        // 关闭读取流

        fip.close();
        // 关闭输入流,释放系统资源

    }
}

文件和I/O

还有一些关于文件和I/O的类，我们也需要知道：

• File Class(类)
• FileReader Class(类)
• FileWriter Class(类)

Java中的目录

创建目录：

File类中有两个方法可以用来创建文件夹：

• mkdir( )方法创建一个文件夹，成功则返回true，失败则返回false。失败表明File对象指定的路径已经存在，或者由于整个路径还不存在，该文件夹不能被创建。
• mkdirs()方法创建一个文件夹和它的所有父文件夹。

下面的例子创建 "/tmp/user/java/bin"文件夹：

import java.io.File;

public class CreateDir {
   public static void main(String args[]) {
      String dirname = "/tmp/user/java/bin";
      File d = new File(dirname);
      // 现在创建目录
      d.mkdirs();
  }
}

编译并执行上面代码来创建目录"/tmp/user/java/bin"。

注意：Java在UNIX和Windows自动按约定分辨文件路径分隔符。如果你在Windows版本的Java中使用分隔符(/) ，路径依然能够被正确解析。

读取目录

一个目录其实就是一个File对象，它包含其他文件和文件夹。

如果创建一个File对象并且它是一个目录，那么调用isDirectory( )方法会返回true。

可以通过调用该对象上的list()方法，来提取它包含的文件和文件夹的列表。

下面展示的例子说明如何使用list()方法来检查一个文件夹中包含的内容：

import java.io.File;

public class DirList {
   public static void main(String args[]) {
      String dirname = "/tmp";
      File f1 = new File(dirname);
      if (f1.isDirectory()) {
         System.out.println( "Directory of " + dirname);
         String s[] = f1.list();
         for (int i=0; i < s.length; i++) {
            File f = new File(dirname + "/" + s[i]);
            if (f.isDirectory()) {
               System.out.println(s[i] + " is a directory");
            } else {
               System.out.println(s[i] + " is a file");
            }
         }
      } else {
         System.out.println(dirname + " is not a directory");
    }
  }
}

以上实例编译运行结果如下：

Directory of /tmp
bin is a directory
lib is a directory
demo is a directory
test.txt is a file
README is a file
index.html is a file
include is a directory