Java基础---IO(三)--IO包中的其他类

第一讲     对象序列化

一、概述

将堆内存中的对象存入硬盘，保留对象中的数据，称之为对象的持久化（或序列化）。使用到的两个类：ObjectInputStream和ObjectOutputStream

二、特有方法

ObjectInputStream：

Object readObject();//从ObjcetInputStream中读取对象

ObjectOutputStream：

void writeObject(Objcet obj);//将指定对象写入ObjcetOutputStream

注意：被操作的对象需要实现Serializable接口（也称标记接口)

三、常见操作步骤

说明：关于Serializable接口

a、接口Serializable中没有方法，称之为标记接口

b、序列化运行时使用一个称为 serialVersionUID的版本号与每个可序列化类相关联，用于验证序列化对象的发送者和接收者是否为同一对象。如果接收者加载的该对象的类的 serialVersionUID与对应的发送者的类的版本号不同，则反序列化将会导致 InvalidClassException。可序列化类可以通过声明名为"serialVersionUID"的字段（该字段必须是静态 (static)、最终 (final)的 long 型字段）显式声明其自己的serialVersionUID，如：

public static final long serialVersionUID = 42L;

1、写入流对象：

1）创建对象写入流，与文件关联，即传入目的

2）通过写入writeObject(Object obj)方法，将对象作为参数传入，即可写入文件

2、读取流对象

1）创建对象读取流，与文件关联，即传入源

2）通过readObject()方法，读取文件中的对象，并返回这个对象

注：

1、静态成员不能被序列化

2、非静态成员要不被序列化，可以用关键字transient修饰，保证非静态成员保存在堆内存中，不能存入文件中。

示例：

1. /*
2. 需求：将一个对象序列号，并从硬盘中读取序列化的对象
3. */
4. import java.io.*;
5. //创建Peason类，实现Serializable接口
6. class Peason implements Serializable
7. {
8. //自定义serialVersionUID版本号
9. public final static long serialVersionUID=32L;
10. private String name;
11. private int age;
12. transient String id;//使用transient关键字表示该成员不被序列化
13. static String country="CN";//静态成员不能序列化
14. //构造函数
15. Peason(String name,int age,String id,String country)
16. {
17. this.name=name;
18. this.age=age;
19. this.id=id;
20. this.country=country;
21. }
22. //复写toString方法
23. public String toString()
24. {
25. return name+":"+age+":"+id+":"+country;
26. }
27. }
28. //序列化测试类
29. class ObjectStreamDemo
30. {
31. public static void main(String[] args)
32. {
33. //指定文件
34. File file =new File("obj.txt");
35. Peason p=new Peason("zhangsan",63,"shenma","USA");
36. //序列化指定对象
37. writeObj(p,file);
38. //反序列化
39. readObj(file);
40. }
41. //将指定对象序列化到指定文件中
42. public static void writeObj(Peason p,File file)
43. {
44. ObjectOutputStream oos=null;
45. try
46. {
47. //创建写入流对象，关流文件
48. oos=new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(file));
49. oos.writeObject(p);//写入对象数据
50. }
51. catch (IOException e)
52. {
53. throw new RuntimeException("对象写入失败");
54. }
55. finally
56. {
57. try
58. {
59. if(oos!=null)
60. oos.close();
61. }
62. catch (IOException e)
63. {
64. throw new RuntimeException("关流失败");
65. }
66. }
67. }
68. //读取指定文件中的对象，也称反序列化
69. public static void readObj(File file)
70. {
71. ObjectInputStream ois=null;
72. try
73. {
74. //创建读取流对象，关联文件
75. ois =new ObjectInputStream(new FileInputStream(file));
76. //读取文件中的对象
77. Peason p=(Peason)ois.readObject();
78. System.out.println(p);
79. }
80. catch (Exception e)
81. {
82. throw new RuntimeException("文件读取对象失败");
83. }
84. finally
85. {
86. try
87. {
88. if(ois!=null)
89. ois.close();
90. }
91. catch (IOException e)
92. {
93. throw new RuntimeException("关流失败");
94. }
95. }
96. }
97. }

第二讲    管道流

一、概述

1、管道流：PipedInputStream和PipedOutputStream

2、特点：

a、输入输出可以直接进行连接，不用再借助数组或集合等容器进行临时存储。

b、一般结合多线程使用。通常，数据由某个线程写入PipedOutputStream对象，并由其他线程从连接的 PipedInputStream 读取。

二、常见操作步骤

1、要先创建一个读和写的两个类，实现Runnable接口，因为是两个不同的线程，覆盖run方法，注意，需要在内部处理异常。

2、创建两个管道流，并用connect()方法将两个流连接

3、创建读写对象，并传入两个线程内，并start执行。

示例：

1. import java.io.*;
2. //读取线程
3. class Read implements Runnable
4. {
5. private PipedInputStream in;
6. Read(PipedInputStream in)
7. {
8. this.in=in;
9. }
10. //覆盖run方法
11. public void run()
12. {
13. try
14. {
15. //用来存储读到的字节
16. byte[] by=new byte[1024];
17. System.out.println("读取前。。没有数据阻塞");
18. //读取流中数据
19. int len=in.read(by);
20. System.out.println("读到数据。。阻塞结束");
21. //将字节数组转换为字符串打印输出
22. String s=new String(by,0,len);
23. System.out.println(s);
24. }
25. catch (IOException e)
26. {
27. throw new RuntimeException("读取数据失败");
28. }
29. finally
30. {
31. try
32. {
33. if(in!=null)
34. in.close();
35. }
36. catch (IOException e)
37. {
38. throw new RuntimeException("流关闭失败");
39. }
40. }
41. }
42. }
43. //写线程
44. class Write implements Runnable
45. {
46. private PipedOutputStream out;
47. Write(PipedOutputStream out)
48. {
49. this.out=out;
50. }
51. //覆盖run方法
52. public void run()
53. {
54. try
55. {
56. System.out.println("开始写入数据，等待3秒后。");
57. Thread.sleep(3000);
58. //写入数据到管道流中
59. out.write("piped shi shem ma?".getBytes());
60. }
61. catch (Exception e)
62. {
63. throw new RuntimeException("写入数据失败");
64. }
65. finally
66. {
67. try
68. {
69. if(out!=null)
70. out.close();
71. }
72. catch (IOException e)
73. {
74. throw new RuntimeException("流关闭失败");
75. }
76. }
77. }
78. }
79. class PipedStreamDemo
80. {
81. public static void main(String[] args)
82. {
83. try
84. {
85. //创建管道流对象，并关联
86. PipedInputStream in=new PipedInputStream();
87. PipedOutputStream out=new PipedOutputStream();
88. in.connect(out);
89. //启动线程
90. new Thread(new Read(in)).start();
91. new Thread(new Write(out)).start();
92. }
93. catch (IOException e)
94. {
95. throw new RuntimeException("管道流关联失败");
96. }
97. }
98. }

第三讲     RandomAccessFile类

一、概述

1、RandomAccessFile此类的实例支持对随机访问文件的读取和写入，自身具备读写方法。

2、该类不算是IO体系中的子类，而是直接继承Object，但是它是IO包成员，因为它具备读写功能，内部封装了一个数组，且通过getFilePointer方法获取指针位置，来对数组的元素进行操作，同时可通过seek方法改变指针的位置。

3、可以完成读写的原理：内部封装了字节输入流和输出流。

4、构造函数：RandomAccessFile(File file,String mode)，可已从它的构造函数中看出，该类只能操作文件（可以传入文件名字符串），而且操作文件还有模式：只读“r”、读写“rw”等四种模式伤感的句子。

注：如果模式为只读r，则不会创建文件，会去读一个已存在的文件，若文件不存在，则会出现异常。如果模式为读写rw，且该对象的构造函数要操作的文件不存在，会自动创建；如果存在，则不会覆盖。

二、特有方法

1、seek(long pos)：//调整对象中指针。来进行指定位置的数据读取和写入。数据要有规律。如果设置的指针位置已有数据，写入时将会将其修改。用seek可以表示随机读写访问。

2、int skipBytes(int n)：跳过指定字节数，不可往前跳

RandomAccessFile中也有对基本数据类型进行读写的方法。还有readLine方法。

三、使用步骤

1、创建RandomAccessFile对象

2、将数据写入到指定文件中

3、读取指定文件中的数据

注意：要单独读取后面的数据，可以使用seek方法调整指针，或skipBytes方法跳过指定字节数，这种通过改变指针位置的方式，取出相应的数据。

示例：

1. //需求：使用RandomAccessFileDemo进行读写操作
2. import java.io.*;
3. class RandomAccessFileDemo
4. {
5. public static void main(String[] args)throws IOException
6. {
7. //指定文件
8. File file =new File("ran.txt");
9. //写数据
10. writeFile(file);
11. //读数据
12. readFile(file);
13. }
14. //读取指定文件中的数据
15. public static void readFile(File file)throws IOException
16. {
17. //创建对象
18. RandomAccessFile raf=new RandomAccessFile(file,"r");
19. //设置指针位置
20. raf.seek(8);
21. //设置跳过的字节数
22. //raf.skipBytes(8);
23. //读取四个字节存入
24. byte[] by=new byte[4];
25. //读数据
26. raf.read(by);
27. //将存入数据的字节数组转换为字符串
28. String name=new String(by);
29. //根据写入规律，读取年龄，这里用到了读一个int方法
30. int age=raf.readInt();
31. System.out.println("name="+name+"age="+age);
32. raf.close();//关流
33. }
34. //将数据写入指定文件中
35. public static void writeFile(File file)throws IOException
36. {
37. //创建对象
38. RandomAccessFile raf=new RandomAccessFile(file,"rw");
39. //写入姓名
40. raf.write("张三".getBytes());
41. //写入年龄，这里调用了写一个int方法
42. raf.writeInt(23);
43. raf.write("李四".getBytes());
44. raf.writeInt(100);
45. raf.seek(8*0);//改变指针
46. raf.write("小三".getBytes());
47. raf.writeInt(3);
48. raf.skipBytes(8*2);//改变指针
49. raf.write("王五".getBytes());
50. raf.writeInt(5);
51. raf.close();//关流
52. }
53. }

第四讲     操作基本数据类型的流对象

一、概述

1、操作基本数据类型的流对象：DataInputStream和DataOutputStream

2、这两个读写对象，可用于操作基本数据类型的流对象，包含读写各种基本数据类型的方法。

二、方法

读

byte型            byte readbyte()

int型               intreadInt()

boolean型       boolean readBoolean()

double型        doublereadDouble()

String readUTF();//对应writeUTF，读取以UTF-8修改版编码写入的字符串

写

byte型           writeByte(int b);//将b的低八位写入

int型              writeInt(int n)

boolean型      writeBoolean(boolean b)

double型        writeDouble(double d)

writeUTF(String str);//以与机器无关方式使用UTF-8修改版编码将一个字符串写入基础输出流。

第五讲     操作数组与字符串

一、操作字节数组的流：ByteArrayInputStream和ByteArrayOutputStream

1、这个对象并没有调用底层资源，淘宝开店教程所以不用关闭流资源，即使关闭后，仍可调用。

2、内部包含缓冲区，相当于以内存作为流操作源和目的，不会产生任何IO异常。

3、对象中封装了数组

4、构造函数：

1）ByteArrayInputStream：在构造函数的时候，需要接受数据源，而且数据源是一个字节数据。

2）ByteArrayOutputStream：在构造函数的时候，不用定义数据目的，因为该对象中已经在内部封装了可变长度的字节数组，这就是数据的目的地。

5、其实就是用流的思想操作数组

6、特有方法：

ByteArrayOutputStream中：

writeTo(OutputStream out);//将此 byte 数组输出流的全部内容写入到指定的输出流参数中，这与使用out.write(buf, 0, count)调用该输出流的 write 方法效果一样。因为这个方法用到了字节输出流，需要抛IO异常，也是字节数组流中唯一需要抛异常的方法。

int size();//当前缓冲区的大小

String toString();//使用平台默认的字符集，通过解码字节将缓冲区内容转换为字符串。

二、对应的字符数组和字符串

字符数组流：CharArrayReader和CharArrayWriter

字符串流：   StringReader和StringWriter

示例：

1. //使用IO中操作字节数组的流对象读写数据
2. import java .io.*;
3. class ByteArrayStreamDemo
4. {
5. public static void main(String[] args)
6. {
7. //创建一个byte数组输入流，数据源
8. ByteArrayInputStream bais=new ByteArrayInputStream("ABCDEFG".getBytes());
9. //创建一个新的byte数组输出流，数据目的
10. ByteArrayOutputStream baos=new ByteArrayOutputStream();
11. int by=0;
12. while ((by=bais.read())!=-1)
13. {
14. //写入数据
15. baos.write(by);
16. }
17. //输出数据长度
18. System.out.println(baos.size());
19. //以字符串输出数据
20. System.out.println(baos.toString());
21. try
22. {
23. //调用此方法时，需要抛出异常
24. baos.writeTo(new FileOutputStream("writeTo.txt"));
25. }
26. catch (IOException e)
27. {
28. throw new RuntimeException("数据写入文件失败");
29. }
30. }
31. }

第六讲   字符编码

一、概述

1、字符流的出现为了方便操作字符。

2、更重要的是加入了编码的转换，即转换流。

3、通过子类转换流来完成。在两个对象进行构造的时候，可以加入字符集（即编码表），可传入编码表的有：

1）转换流：InuputStreamReader和OutputStreamWriter

2）打印流：PrintStream和PrintWriter，只有输出流

4、编码表的由来

计算机只能识别二进制数据，早期由来是电信号。为了方便应用计算机，让它可以识别各个国家的文字。就将各个国家的文字用数字来表示，并一一对应，形成一张表。这就是编码表。

5、常见的编码表：

1）ASCII：美国标准信息交换码表。用一个字节的7位表示

2）IOS8859-1：拉丁码表；欧洲码表。用一个字节的8位表示

3）GB2312：中国的中文编码表（）早期

4）GBK：中国的中文编码表升级，融合了更多的中文文字字符。打头的是两个高位为1的两个字节编码。为负数

5）Unicode：国际标准码，融合了多种文字。所有文字都用两个字节来表示,Java语言使用的就是unicode。

6）UTF-8：最多用三个字节表示一个字符的编码表，根据字符所占内存空间不同，分别用一个、两个、三个字节来编码。

UTF-8编码格式：

一个字节：0开头

两个字节：字节一  ---> 110    位数：10 ~ 6

字节二  ---> 10     位数：5 ~ 0

三个字节：字节一  ---> 110    位数：15 ~ 12

字节二  ---> 10     位数：11 ~ 6

字节三 ---> 10     位数：5 ~ 0

 

二、转换流的编码应用

1、可以将字符以指定编码格式存储。

2、可以对文本数据指定编码格式来解读。

3、指定编码表的动作由构造函数完成。

 

三、编码和解码

1、编码：字符串变成字节数组

1）默认字符集：

String  --->  byte[]  ：srt.getBytes()

2）指定字符集：

String  --->  byte[]  ：srt.getBytes(charsetName)

2、解码：字节数组变成字符串

1）默认字符集：

byte[]  --->  String ：new String(byte[])

2）指定字符集：

byte[]   --->  String ：newString(byte[],charsetName)

四、对于编码和解码的字符集转换注意事项

1、如果编码失败，解码就没意义了。

2、如果编码成功，解码出来的是乱码，，则需对乱码通过再次编码（用解错码的编码表），然后再通过正确的编码表解码。针对于IOS8859-1是通用的。

3、如果用的是GBK编码，UTF-8解码，此时通过再次编码后解码的方式，就不能成功了，因为UTF-8也支持中文，在UTF-8解的时候，会将对应的字节数改变，所以不会成功。

如使用了错误的解码表：

4、特别注意：对于中文的”联通“，这两个字比较特别，它的二进制位正好是和在UTF-8中两个字节打头的相同，所以在文本文件中，如果单独写“联通”或者和满足UTF-8编码格式的字符一起保存时，记事本就会用UTF-8来进行解码动作，这样显示的就会是乱码。

练习：

1. /*
2. 有五个学生，每个学生有3门课的成绩，从键盘输入以上数据（包括姓名，三门课成绩），
3. 输入的格式：如：张三，30,40,60
4. 计算出总成绩，并把学生的信息和计算出的总分数高低顺序存放在磁盘文件“stuinfo.txt”中。
5. 1、描述学生类
6. 2、定义一个可操作学生对象的工具类。
7. 思想：
8. 1、通过获取键盘录入一行数据，并将该行中的信息取出封装成学生对象。
9. 2、因为学生有很多，那么就需要存储，使用到集合。因为要对学生的总分排序。所以可以使用TreeSet。
10. 3，将集合的信息写入到一个文件中。
11. */
12. import java.io.*;
13. import java.util.*;
14. //学生类
15. class Student implements Comparable<Student>
16. {
17. private String name;
18. private int sx,yy,yw,sum;
19. Student(String name,int sx,int yw,int yy)
20. {
21. this.name=name;
22. this.sx=sx;
23. this.yw=yw;
24. this.yy=yy;
25. sum=sx+yw+yw;
26. }
27. //获取总成绩
28. public int getSum()
29. {
30. return sum;
31. }
32. //获取姓名
33. public String getName()
34. {
35. return name;
36. }
37. //复写compareTo方法
38. public int compareTo(Student s)
39. {
40. int num=new Integer(this.sum).compareTo(new Integer(s.sum));
41. if(num==0)
42. return this.name.compareTo(s.name);
43. return num;
44. }
45. //复写hashCode
46. public int hashCode()
47. {
48. return name.hashCode()+sum*33;
49. }
50. //复写equals
51. public boolean equals(Object obj)
52. {
53. if(!(obj instanceof Student))
54. throw new ClassCastException("类型不匹配");
55. Student s=(Student)obj;
56. return this.name.equals(s.name)&&this.sum==s.sum;
57. }
58. //复写toString
59. public String toString()
60. {
61. return "Student["+name+","+sx+","+yw+","+yw+"]";
62. }
63. }
64. //学生工具类
65. class StudentTools
66. {
67. //从键盘读取学生信息方法,以学生自身排序方式存入集合中
68. public static Set<Student> getStudentInfo_1()throws IOException
69. {
70. return getStudentInfo_2(null);
71. }
72. //从键盘读取学生信息方法，以比较器排序方式存入集合中
73. public static Set<Student> getStudentInfo_2(Comparator<Student> cmp)throws IOException
74. {
75. //键盘录入
76. BufferedReader bis=
77. new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
78. String info=null;
79. //定义一个集合，用来存储学生对象
80. Set<Student> set=null;//---------
81. if(cmp==null)
82. set=new TreeSet<Student>();
83. else
84. set=new TreeSet<Student>(cmp);
85. //读取数据
86. while((info=bis.readLine())!=null)
87. {
88. if("over".equals(info))//--------------
89. break;
90. String[] in=info.split(",");
91. //将学生对象存入集合中
92. set.add(new Student(in[0],Integer.parseInt(in[1]),
93. Integer.parseInt(in[2]),
94. Integer.parseInt(in[3])));
95. }
96. bis.close();//关流
97. return set;
98. }
99. //把学生信息按照指定属性写入指定文件中
100. public static void writeToFile(Set<Student> set,File file)throws IOException
101. {
102. //关联文件
103. BufferedWriter bw=new BufferedWriter(new FileWriter(file));
104. //遍历
105. for (Student stu : set)
106. {
107. //将学生信息写入指定文件中
108. bw.write(stu.toString()+"\t");
109. bw.write(stu.getSum()+"");
110. bw.newLine();//换行---
111. bw.flush();//刷新----
112. }
113. bw.close();//关流
114. }
115. }
116. class  StudentInfoTest
117. {
118. public static void main(String[] args)
119. {
120. //定义一个翻转自身比较性的比较器
121. Comparator<Student> cmp=Collections.reverseOrder();
122. try
123. {
124. //指定文件
125. File file =new File("stdinfo.txt");
126. //调用学生工具类的获取信息方法，将信息存入集合中
127. Set<Student> set=StudentTools.getStudentInfo_2(cmp);
128. //Set<Student> set=StudentTools.getStudentInfo_1();
129. //将学生信息写入指定文件中
130. StudentTools.writeToFile(set,file);
131. }
132. catch (IOException e)
133. {
134. throw new RuntimeException("学生信息获取写入失败");
135. }
136. }
137. }