【Java SE进阶】Day10 缓冲流、转换流、序列化流 、打印流

一、缓冲流

1、概述

• 比普通流更强大的IO流，可以增加读写的效率
• 组成
  • 缓冲输入流：BufferedInputStream、BufferedReader
  • 缓冲输出流：BufferedOutputStream、BufferedWriter

1、字节缓冲输出流（构造传递具体输出流）

• BufferedOutputStream

public class Demo01BufferOutputStream {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1.创建FileOutputStream对象，构造方法中绑定输出的目的地
        FileOutputStream fos=new FileOutputStream("src\\com\\liujinhui\\Day1107BufferStream\\a.txt");
        //2.创建BufferedOutputStream对象，构造方法中传递FileOutputStream对象,提高FileOutputStream对象效率
        BufferedOutputStream bos=new BufferedOutputStream(fos);
        //3.使用BufferedOutputStream对象中的方法write，把数据写入到内部缓冲区中
        bos.write("我把数据写入到内部缓冲区中".getBytes());
        bos.flush();
        bos.close();
    }
}

2、字节缓冲输入流

• BufferedInputStream

public class Demo02BufferedInputStream {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1.创建FileInputStream对象，构造方法中绑定要读取的数据源
        FileInputStream fis=new FileInputStream("src\\com\\liujinhui\\Day1107BufferStream\\a.txt");
        //2.创建BufferedInputStream对象，构造方法中传递FileInputStream对象，提高FileInputStream对象的读取效率
        BufferedInputStream bis=new BufferedInputStream(fis);
        //3.使用BufferedInputStream对象中的read方法，读取文件
        //int read()从输入流中读取数据的下一个字节
        /*int len=0;//记录每次读取到的字节
        while((len=bis.read())!=-1){
            System.out.println(len);
        }*/
        //int read(byte[] b)
        byte[] bytes=new byte[1024];//数组长度表示一次能读取的最大字节数
        int len=0;//每次读取的有效字节个数
        while((len=bis.read(bytes))!=-1){
            System.out.println(new String(bytes,0,len));
        }
        bis.close();
    }
}

• 效率测试
  • 缓冲流+数组>缓冲流+单字节>普通流+数组>普通流+单字节

4、字符缓冲输出流

• BufferedWriter

public class Demo04BufferedWriter {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1.创建字符缓冲输出流对象，构造方法中传递字符输出流
        BufferedWriter bw=new BufferedWriter(new FileWriter("src\\com\\liujinhui\\Day1107BufferStream\\d.txt"));
        //2.调用字符缓冲输出流中的方法write，把数据写入到内存缓冲区中
        for (int i=0;i<10;i++){
            bw.write("传智播客");
            bw.newLine();
            bw.write("\n\r");
            //sout调用的方法就是newLine
        }
        //3.调用字符缓冲输出流中的方法flush，把内存缓冲区的数据刷新到文件中
        bw.flush();
        //4.释放资源
        bw.close();

    }
}

5、字符缓冲输入流

• BufferedReader

public class Demo05BufferedReader {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1.创建字符缓冲输入流对象BufferedReader，构造方法中传递字符输入流
        BufferedReader br=new BufferedReader(new FileReader("src\\com\\liujinhui\\Day1107BufferStream\\d.txt"));
        //2.使用字符输入流对象中的方法read和readLine读取文本
        String line;
        while((line=br.readLine())!=null){
            System.out.println(line);
        }
        //3.释放资源
        br.close();
    }
}

6、练习：对文本的内容进行排序

• HashMap会自动按照键的顺序进行排序

public class Demo06TestSort {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1.创建一个HashMap集合对象，可以存储每行文本的学号，value存储每行的文本
        HashMap<String,String> map=new HashMap<>();//【HashMap输入数据后会自动排序】
        //2.创建字符缓冲输入流对象，构造方法中绑定字符输入流
        BufferedReader br=new BufferedReader(new FileReader("src\\com\\liujinhui\\Day1107BufferStream\\in.txt"));
        //3.创建字符缓冲输出流对象，构造方法中绑定字符输出流
        BufferedWriter bw=new BufferedWriter(new FileWriter("src\\com\\liujinhui\\Day1107BufferStream\\out.txt"));
        //4.使用字符缓冲输入流中的方法readline，逐行读取文本
        String line;
        while((line=br.readLine())!=null){
            //5.对读取到的文本进行切割，获取行中的序号和文本内容
            String[] arr=line.split("\\.");//转义字符
            //6.将切割好的序号和文本中的内容存储到HashMap集合中（key是有序的，会自动排序）
            map.put(arr[0],arr[1]);
        }
        //7.遍历HashMap集合，获取每一个键值对
        for (String key:map.keySet()){
            String value = map.get(key);
            //8.将每一个键值对，转换为一个文本行
            line= key +"."+ value;
            //9.将拼接好的文本，使用字符缓冲输出流中的方法write，写入到文件中
            bw.write(line);
            bw.newLine();//写的时候不会把换行符写进去
        }
        //10.释放资源
        bw.close();
        br.close();
    }
}

二、转换流

1、字符编码和字符集

• 字符编码
  • 编码：字符按规则存储为二进制数
  • 解码：将二进制数按规则解析显示
• 编码表：文字与二进制的对应规则
• 字符集Charset（编码表）
  • ASCII
  • GBK字符集：双字节编码
  • Unicode字符集（UTF-8等）：中文3个字节编码

2、编解码引出的问题

• IDEA默认以UTF-8编码，而windows默认为GBK编码
• 转换流的原理
  • 包括转换输入流InputStreamReader和转换输出流OutputStreamWriter

• • 字符输入流FileReader先通过FileInputStream读入默认编码的二进制码，再通过字符输入流FileReader查询默认编码表，将其解码为对应的字符，放至内存
  • 字符输出流FileWriter先通过FileOutputStream查询默认码表，将字符转换为二进制编码字节，再通过字符输出流FileWriter将其解码为对应的字符，存入硬盘
  • 转换输入流InputStreamReader先通过FileInputStream读入默认编码的二进制码，再通过转换流InputStreamReader按指定的编码表解码为对应的字符，放至内存
  • 转换输出流OutputStreamWriter先通过FileOutputStream查询指定的编码表，将字符编码为对应的二进制字节，在通过字符输出流FileWriter将其解码为对应的字符，存入硬盘

3、OutputStreamWriter

• 是Writer的子类

    /*
        使用转换流OutputStreamWriter写UTF-8格式的文件
    * */
    private static void write_utf_8() throws IOException {
        //1、创建一个OutputStreamWriter对象，构造方法中传递字节输出流和指定的编码表名【默认是UTF-8格式编码】6字节
        OutputStreamWriter osw =new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("src\\com\\liujinhui\\Day1107BufferStream\\utf_8.txt"),"utf-8");
        //2、使用OutputStreamWriter对象中的方法write，将字符转换为字节存储缓冲区中【编码】
        osw.write("你好");
        //3、使用OutputStreamWriter对象中的方法flush，把内存缓冲区中的字节刷新到文件中（使用字节流写字节的过程）
        osw.flush();
        //4、释放资源
        osw.close();
    }

4、InputStreamReader

• 是Reader的子类

    /*
        使用InputStreamReader读取UTF-8格式的文件
    * */
    private static void read_utf_8() throws IOException {
        //1、创建InputStreamReader对象，构造方法中传递字节输入流和指定的字节编码表名称，默认就是UTF-8，可以不指定
        InputStreamReader isr =new InputStreamReader(new FileInputStream("src\\com\\liujinhui\\Day1107BufferStream\\utf_8.txt"),"utf-8");
        //2、使用InputStreamReader对象中的方法read读取文件
        int len=0;
        while((len=isr.read())!=-1){
            System.out.print((char)len);
        }
        //3、释放资源
        isr.close();
    }

5、练习：转换文件编码（GBK转UTF-8）

public class Demo10Practice {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1.创建InputStreamReader对象，构造方法中传递字节输入流和指定的编码表名称GBK
        InputStreamReader isr =new InputStreamReader(new FileInputStream("src\\com\\liujinhui\\Day1107BufferStream\\gbk.txt"),"gbk");
        //2.创建OutputStreamWriter对象，构造方法中传递字节输出流和指定的编码表名称UTF-8
        OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("src\\com\\liujinhui\\Day1107BufferStream\\utf8.txt"),"utf-8");
        //3.使用InputStreamReader对象中的方法read读取文件
        int len=0;
        while((len=isr.read())!=-1){
            //4.使用OutputStreamWriter对象中的方法write，把读取的数据写入到文件中
            osw.write(len);
        }
        //5.释放资源
        osw.close();
        isr.close();
    }
}

三、序列化

1、概述

• 序列化：将对象写入到硬盘，以流的方式，名称为ObjectOutputStream.writeObject()

• 反序列化：从硬盘中读取对象，流名称为ObjectInputStream.readObject()，返回给Object类型对象

2、序列化流ObjectOutputStream

public class Demo11ObjectOutputStream {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1.创建一个ObjectOutputStream对象，构造方法中传递字节输出流
        ObjectOutputStream oos=new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("src\\com\\liujinhui\\Day1107BufferStream\\person.txt"));
        //2.调用ObjectOutputStream对象中的方法writeObject()，把对象写入到文件中
        oos.writeObject(new Person("小美女",18));
        //抛出NotSerializableException异常/未被序列化异常
        /*
        *   java.io.NotSerializableException 当实例需要具有序列化接口时，抛出此异常。序列化运行时或实例的类会抛出此异常。
        *   Serializable为序列化接口，类通过实现 java.io.Serializable 接口以启用其序列化功能。未实现此接口的类将无法使其任何状态序列化或反序列化。
        * */
        //3.释放资源
        oos.close();
    }
}

3、反序列化流ObjectInputStream

public class Demo12ObjectInputStream {
    public static void main(String[] args) throws IOException ,ClassNotFoundException {
        //1、创建一个ObjectInputStream对象，构造方法中传递字节输入流
        ObjectInputStream ois =new ObjectInputStream(new FileInputStream("src\\com\\liujinhui\\Day1107BufferStream\\person.txt"));
        //2、使用ObjectInputStream对象中的方法readObject，读取保存对象的文件
        Person p = (Person)ois.readObject();//不转型也可以
        //readObject方法声明抛出了ClassNotFoundException（.class文件找不到异常）
        //当不存在对象的class文件时，抛出此异常
        //反序列化的前提：
            //1.类必须事先Serializable接口
            //2.必须存在类对应的class 文件
        //3、释放资源
        ois.close();
        //4、使用读取出来的对象
        System.out.println(p);
    }
}

4、瞬态关键字

• transient关键字修饰的成员变量，不能被序列化。序列化再反序列化后输出的是默认值0
• static优先于非静态，被static修饰的成员变量不能被序列化，能序列化的都是对象

5、InvalidClassException

• 原因：序列化后，class文件发生了修改，反序列化就会失败
• 解决方式：显式声明serialVersionUID字段

public class Person implements Serializable {
    private static final long serialVersionUID = 1L;
    public String name;
//    private   int age;
    private  transient int age;
    public Person() {
    }
    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

6、练习：序列化集合

public class Demo13SeriSet {
    public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
        //1、定义一个存储Person对象的ArrayList集合
        ArrayList<Person> list=new ArrayList<>();
        //2、在ArrayList集合中存储Person对象
        list.add(new Person("张三",13));
        list.add(new Person("李四",14));
        list.add(new Person("王五",15));
        //3、创建一个序列化流ObjectOutputStream对象
        ObjectOutputStream oos =new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("src\\com\\liujinhui\\Day1107BufferStream\\person.txt"));
        //4、使用ObjectOutputStream对象中的方法writeObject，对集合进行序列化
        oos.writeObject(list);
        //5、创建一个反序列化ObjectInputStream对象
        ObjectInputStream ois =new ObjectInputStream(new FileInputStream("src\\com\\liujinhui\\Day1107BufferStream\\person.txt"));
        //6、使用ObjectInputStream对象中的方法readObject读取文件中保存的集合
        Object o = ois.readObject();
        //7、把Object类型的集合转换为ArrayList类型
        ArrayList<Person> list2=(ArrayList<Person>)o;
        //8、遍历ArrayList集合
        for (Person p : list2) {
            System.out.println(p);
        }
        //9、释放资源
        ois.close();
        oos.close();
    }
}

四、打印流

1、默认打印到文件

public class Demo14PrintStream {
    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
        System.out.println("helloWorld");
        //out就是一个打印流printStream
        //print和println是打印流的方法
        //创建打印流PrintStream对象，构造方法中绑定要输出的目的地
        PrintStream ps=new PrintStream("c:\\a.txt");
        //如果使用继承自父类的write方法写数据，查看数据的时候会查询编码表  97-->a
        ps.write(97);
        ps.println(97);
        ps.println(8.8);
        ps.println("aaa");
        ps.println(true);
        ps.println(2L);
        //释放资源
        ps.close();
    }
}

2、改变输出流的目的地（打印到文件）

• System.setOut(PrintStream)改变输出语句的目的地，重新分配标准输出流

public class Demo15PrintStream {
    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
        System.out.println("我在控制台输出");
        PrintStream ps =new PrintStream("C:\\a.txt");
        System.setOut(ps);
        System.out.println("我在打印流的目的地中输出");
        ps.close();
    }
}