第4章 输入输出流及操作.ppt

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1、第第4章章 输入输入/输出流及文件操作输出流及文件操作 教学内容 4.1System类及流的概念 4.2字节流类 4.3字符流类 4.4文件操作 4.5文件输入/输出流的应用 4.6 java.nio返回总目录14.1System类类及流的概念及流的概念返回目录 System类是Java语言中一个功能强大、非常有用的类，它提供了标准输入/输出及运行时的系统信息。从System类不能创建对象，也就是说，System类的所有属性和方法都是静态的，引用时要以System作为前缀。System.in与System.out是System类的两个静态属性，分别对应系统的标准输入/输出流。其中，System

2、.in称为标准输入流，用于程序输入，通常读取用户从键盘输入的信息；System.out称为标准输出流，用于程序输出，通常向用户显示信息；System.err称为标准错误流，用于向用户显示出错信息。标准输出流定义了向屏幕输出不同类型数据的方法print()和println()。println()方法的一般语法格式可以概括如下：public void println(类型 变量或对象);24.2字字节节流流类类字节输入流类字节输入流类 字节输入流类的作用就是从外部设备获取字节数据到计算机内存中。在编写应用程序时，常常需要定义字节输入流类的子类以及方法，才能够实现字节输入功能。下表列出了字节输入流类

3、派生的子类。返回目录34.2字字节节流流类类字节输入流类字节输入流类下表列出了字节过滤输入流派生的子类。返回目录44.2字字节节流流类类字节输入流类字节输入流类 下表列出了抽象类InputStream中的方法，所有这些方法在发生错误时都会抛出 IOException异常，而且这个抽象类定义的方法都可以被它们所有的子类继承使用。返回目录54.2字字节节流流类类字节输出流类字节输出流类 字节输出流类的作用就是将暂存在计算机内存中的数据输出到外部设备。在编写应用程序时，常常需要定义字节输出流类的子类以及方法，才能够实现字节输出功能。下表列出了字节输出流类派生的子类。返回目录64.2字字节节流流类类字

4、节输出流类字节输出流类下表列出了字节过滤输出流派生的子类。返回目录74.2字字节节流流类类字节输出流类字节输出流类 下表列出了抽象类OutputStream中的方法，所有这些方法在发生错误时都会抛出 IOException异常，而且这个抽象类定义的方法都可以被它们所有的子类继承使用。返回目录84.2字字节节流流类类字节流的高级应用字节流的高级应用 1管道流 管道用来把一个程序、线程和代码块的输出连接到另一个程序、线程和代码块的输入。java.io中提供了类PipedInputStream和PipedOutputStream作为管道的输入/输出流。管道输入流作为一个通信管道的接收端，管道输出流则

5、作为发送端。管道流必须是输入和输出并用，即在使用管道前，两者必须进行连接。2对象流 （1）对象的持续性（Persistence）。能够记录自己的状态以便将来再生的能力，称为对象的持续性。（2）对象的串行化（Serialization）。对象通过写出描述自己状态的数值来记录自己的过程称为串行化。串行化的主要任务是写出对象实例变量的数值，如果变量是另一个对象的引用，则引用的对象也要串行化。这个过程是递归的。（3）对象流。能够输入/输出对象的流称为对象流。可以将对象串行化后，通过对象输入/输出流写入文件或传送到其他地方。返回目录94.2字字节节流流类类字节流的高级应用字节流的高级应用 3压缩流 Ja

6、va还提供了用于压缩或解压缩信息流的过滤器流，它们是DeflaterInputStream（Deflater-OutputStream）、GZIPInputStream（GZIPOutputStream）、ZipInputStream（ZipOutputStream）、JarInputStream（JarOutputStream），分别用于处理Deflater、Gzip、Zip和Jar类型的压缩流。压缩流处理的对象不限于文件，任何信息流均可以应用压缩流。应用程序可以利用它们来压缩或者解压缩网络的信息数据。压缩或解压缩的过程虽然耗费一些CPU时间，但可节省网络带宽。返回目录104.3字符流字符流

7、类类字符输入流类字符输入流类下表列出了字符输入流类派生的若干具体子类。返回目录114.3字符流字符流类类字符输出流类字符输出流类 下表列出了字符输出流派生的若干具体子类。返回目录124.3字符流字符流类类字符输出流类字符输出流类 下表列出了字符输出流类中的方法，所有这些方法在发生错误时都会抛出IOException异常，而且这个抽象类定义的方法都可以被它们所有的子类继承使用。返回目录134.4文件操作文件操作file类类 File类是对文件和目录的抽象表达。在Java语言中，目录被视为一种特殊的文件。通过File类提供的方法，可以获取文件和目录信息，并对文件和目录进行创建、修改和删除。File

8、类的构造方法如下：public class File extends Object implements Serializable,Comparable public File(String pathname)public File(String fparent,String child)public File(File parent,String child)其中，参数pathname是可以包含路径的文件名，fparent是文件所在目录的文件对象，parent是文件所在目录的字符串，child是不带路径的文件名。返回目录144.4文件操作文件操作文件过滤器文件过滤器 文件过滤器（Filter

9、）是Java提供的两个接口，包括FileFileter和FilenameFilter接口，用来对文件名字符串进行筛选，以便获得满足需求特征的文件集合。这两个接口都包含accep()方法。但方法的参数不同，具体声明如下：public interface FileFilterpublic boolean accept(File pathname)public interface FilenameFilterpulic boolean accept(File dir,String name)返回目录154.4文件操作文件操作随机存取文件流类随机存取文件流类 随机存取文件流（RandomAccessF

10、ile）是一种可以随机地在文件中指定任意位置进行数据操作的I/O流，并且该流可以同时进行读/写操作。随机存取文件流使文件数据的操作变得更加容易。Java API中提供的随机存取文件流是RandomAccessFile类。RandomAccessFile类创建的流与前面的输入、输出流不同，RandomAccessFile类既不是输入流类InputStream类的子类，也不是输出流类OutputStream类的子类。但是RandomAccessFile类创建流的指向既可以作为源也可以作为目的地，换句话说，当对一个文件进行读/写操作时，创建一个指向该文件的RandomAccessFile流即可，这样

11、既可从这个流中读取文件的数据，也可以通过这个流写入数据到文件。RandomAccessFile类的两个构造方法。（1）RandomAccessFile(String name,String mode)。（2）RandomAccessFile(File file,String mode)。164.5文件文件输输入入/输输出流的出流的应应用用下表列出了字节文件输入/输出流类的构造方法，174.6java.nio java nio的全称是java new I/O，即一个全新的I/O控制系统，它的API的包名为java.nio，是在JDK 1.4后引入的。nio之所以为新，在于它并没在原来I/O的基础

12、上进行开发，而是提供了全新的类和接口，除了原来的基本功能之外，它还提供了以下新的特征。（1）多路选择的非封锁式I/O设施。（2）支持文件锁和内存映射。（3）支持基于Perl风格正则表达式的模式匹配设施。（4）字符集编码器和译码器。184.6java.nio使用信道使用信道 1获取文件信道 文件的信道的类为FileChanne，它没有提供打开文件的方法，可以通过调用FileInput-Stream、FileOutputStream和RandomAccessFile类实例的getChannel()方法来获取其实例。2从信道读取数据 读取的数据会默认放到字节缓冲区中。FileChannel提供了四个

13、API读取数据。3向信道写入数据 数据来源默认是字节缓冲区。FileChannel提供了四个API写入数据 4使用文件锁 5使用内存映射194.6java.nio使用缓冲区使用缓冲区 1层次结构 所有缓冲区的基类都是Buffer，除boolean类型外，其他数据类型都有对应的缓冲区类。ByteOrder类，用来设置缓冲区的大小端顺序，即BigEndian或者是LittleEndian，默认情况下是BigEndian，其层次结构图如下图所示。204.6java.nio使用缓冲区使用缓冲区 2获取缓冲区对象 缓冲区分为直接缓冲区和非直接缓冲区，两者区别在于直接缓冲区上的数据操作。虚拟机将尽量使用本

14、机的I/O，并尽量避免使用中间缓冲区。判断一个缓冲区是否是直接缓冲区，可以调用isDirect()方法。有三种方式来获取一个缓冲区的对象。（1）调用allocate()或者allocateDirect()方法直接分配，其中allocateDirect()返回的是直接缓冲区。（2）包装一个数组，如 byte b=new byte1024;ByteBuffer bb=ByteBuffer.wrap(b);（3）内存映射，即调用FileChannel的map()方法。214.6java.nio使用缓冲区使用缓冲区 3缓冲区基本属性（1）容量（capacity），缓冲区大小。（2）限制（limit），

15、第一个不应被读取或写入的字节的索引，总是小于容量。（3）位置（position），下一个被读取或写入的字节的索引，总是小于限制。（4）clear()方法：设置limit为capacity，position为0。（5）flip()方法：设置limit为当前position，然后设置position为0。（6）rewind()方法：保持limit不变，设置position为0。4缓冲区数据操作 操作包括了读取和写入数据两种。（1）读取数据使用get()及其系列方法，除boolean外，每一种类型包括了对应的get()方法，如getInt()、getChar()等，get()方法用来读取字节，支持相

16、对和绝对索引两种方式。（2）写入数据使用put()及其系列方法，和get()方法是对应的。224.6java.nio视图缓冲区视图缓冲区 上面的缓冲区都是基于字节的，像IntBuffer、LongBuffer等这些都可以调用ByteBuffer的as*Buffer（*表示某个数据类型）得到，所以这种类型的缓冲区又被称为视图缓冲区（View Buffer）。视图缓冲区有以下特点。（1）视图缓冲区有自己独立的position和limit，但它不是一个新的创建，只是原来字节缓冲区的一个逻辑缓冲区。字节缓冲区的任何修改都会影响视图缓冲区，反之亦然。（2）视图缓冲区按照数据类型的大小进行索引，而不是字节

17、顺序。（3）也提供了put()和get()及其系列方法，用于数据的整块传输。234.6java.nio视图缓冲区视图缓冲区 调用信道的map()方法后，即可将文件的某一部分或全部映射到内存中。映射内存缓冲区是一个直接缓冲区，继承自ByteBuffer，但相对于ByteBuffer，具有更多的优点。（1）内存映射I/O是对信道/缓冲区技术的改进。当传输大量的数据时，内存映射I/O速度相对较快，这是因为它使用虚拟内存把文件传输到进程的地址空间中。（2）映射内存也成为共享内存，因此可以用于相关进程（均映射同一文件）之间的整块数据传输，这些进程甚至可以不必位于同一系统上，只要每个都可以访问同一文件即可。当对FileChannel执行映射操作，把文件映射到内存中时，得到的是一个连接到文件的映射的字节缓冲区。这种映射的结果是，当输出缓冲区的内容时，数据将出现在文件中，当读入缓冲区时，相当于得到文件中的数据。24