Java 流(Stream)、文件(File)和IO

Java.io包幾乎包含了所有操作輸入、輸出需要的類。 所有這些流類代表了輸入源和輸出目標。

Java.io包中的流支持很多種格式，比如：基本類型、對象、本地化字符集等等。

一個流可以理解為一個數據的序列。 輸入流表示從一個源讀取數據，輸出流表示向一個目標寫數據。

Java為I/O提供了強大的而靈活的支持，使其更廣泛地應用到文件傳輸和網絡編程中。

但本節講述最基本的和流與I/O相關的功能。 我們將通過一個個例子來學習這些功能。

讀取控制台輸入

Java的控制台輸入由System.in完成。

為了獲得一個綁定到控制台的字符流，你可以把System.in包裝在一個BufferedReader 對像中來創建一個字符流。

下面是創建BufferedReader的基本語法：

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

BufferedReader對象創建後，我們便可以使用read()方法從控制台讀取一個字符，或者用readLine()方法讀取一個字符串。

從控制台讀取多字符輸入

從BufferedReader對象讀取一個字符要使用read()方法，它的語法如下：

int read( ) throws IOException

每次調用read()方法，它從輸入流讀取一個字符並把該字符作為整數值返回。 當流結束的時候返回-1。 該方法拋出IOException。

下面的程序示範了用read()方法從控制台不斷讀取字符直到用戶輸入"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');
   }
}

以上實例編譯運行結果如下:

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

從控制台讀取字符串

從標準輸入讀取一個字符串需要使用BufferedReader的readLine()方法。

它的一般格式是：

String readLine( ) throws IOException

下面的程序讀取和顯示字符行直到你輸入了單詞"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"));
   }
}

以上實例編譯運行結果如下:

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

JDK 5後的版本我們也可以使用Java Scanner類來獲取控制台的輸入。

控制台輸出

在此前已經介紹過，控制台的輸出由print( ) 和println( )完成。 這些方法都由類PrintStream 定義，System.out是該類對象的一個引用。

PrintStream 繼承了OutputStream類，並且實現了方法write()。 這樣，write()也可以用來往控制台寫操作。

PrintStream 定義write()的最簡單格式如下所示：

void write(int byteval)

該方法將byteval的低八位字節寫到流中。

實例

下面的例子用write()把字符"A"和緊跟著的換行符輸出到屏幕：

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');
   }
}

運行以上實例在輸出窗口輸出"A"字符

A

注意： write()方法不經常使用，因為print()和println()方法用起來更為方便。

讀寫文件

如前所述，一個流被定義為一個數據序列。 輸入流用於從源讀取數據，輸出流用於向目標寫數據。

下圖是一個描述輸入流和輸出流的類層次圖。

下面將要討論的兩個重要的流是FileInputStream 和FileOutputStream：

FileInputStream

該流用於從文件讀取數據，它的對象可以用關鍵字new來創建。

有多種構造方法可用來創建對象。

可以使用字符串類型的文件名來創建一個輸入流對象來讀取文件：

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

也可以使用一個文件對象來創建一個輸入流對象來讀取文件。 我們首先得使用File()方法來創建一個文件對象：

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

創建了InputStream對象，就可以使用下面的方法來讀取流或者進行其他的流操作。

除了InputStream外，還有一些其他的輸入流，更多的細節參考下面鏈接：

• ByteArrayInputStream
• DataInputStream

FileOutputStream

該類用來創建一個文件並向文件中寫數據。

如果該流在打開文件進行輸出前，目標文件不存在，那麼該流會創建該文件。

有兩個構造方法可以用來創建FileOutputStream 對象。

使用字符串類型的文件名來創建一個輸出流對象：

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

也可以使用一個文件對象來創建一個輸出流來寫文件。 我們首先得使用File()方法來創建一個文件對象：

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

創建OutputStream 對象完成後，就可以使用下面的方法來寫入流或者進行其他的流操作。

除了OutputStream外，還有一些其他的輸出流，更多的細節參考下面鏈接：

• ByteArrayOutputStream
• DataOutputStream

實例

下面是一個演示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");
   }	
   }
}

上面的程序首先創建文件test.txt，並把給定的數字以二進制形式寫進該文件，同時輸出到控制台上。

以上代碼由於是二進制寫入，可能存在亂碼，你可以使用以下代碼實例來解決亂碼問題：

//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

還有一些關於文件和I/O的類，我們也需要知道：

• File Class(類)
• FileReader Class(類)
• FileWriter Class(類)

Java中的目錄

創建目錄：

File類中有兩個方法可以用來創建文件夾：

• mkdir( )方法創建一個文件夾，成功則返回true，失敗則返回false。 失敗表明File對象指定的路徑已經存在，或者由於整個路徑還不存在，該文件夾不能被創建。
• mkdirs()方法創建一個文件夾和它的所有父文件夾。

下面的例子創建"/tmp/user/java/bin"文件夾：

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();
  }
}

編譯並執行上面代碼來創建目錄"/tmp/user/java/bin"。

注意： Java在UNIX和Windows自動按約定分辨文件路徑分隔符。 如果你在Windows版本的Java中使用分隔符(/) ，路徑依然能夠被正確解析。

讀取目錄

一個目錄其實就是一個File對象，它包含其他文件和文件夾。

如果創建一個File對象並且它是一個目錄，那麼調用isDirectory( )方法會返回true。

可以通過調用該對像上的list()方法，來提取它包含的文件和文件夾的列表。

下面展示的例子說明如何使用list()方法來檢查一個文件夾中包含的內容：

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");
    }
  }
}

以上實例編譯運行結果如下：

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