java io流练习题 java io流的层次结构

一、概要

　　Java I/O主要包括如下几个层次，包含三个部分：

• 流式部分――IO的主体部分；
• 非流式部分――主要包含一些辅助流式部分的类，如：File类、RandomAccessFile类和FileDescriptor等类；
• 其他类--文件读取部分的与安全相关的类，如：SerializablePermission类，以及与本地操作系统相关的文件系统的类，如：FileSystem类和Win32FileSystem类和WinNTFileSystem类。

　　主要的类如下：

• File（文件特征与管理）：用于文件或者目录的描述信息，例如生成新目录，修改文件名，删除文件，判断文件所在路径等。
• InputStream（二进制格式操作）：抽象类，基于字节的输入操作，是所有输入流的父类。定义了所有输入流都具有的共同特征。
• OutputStream（二进制格式操作）：抽象类。基于字节的输出操作。是所有输出流的父类。定义了所有输出流都具有的共同特征。
• Reader（文件格式操作）：抽象类，基于字符的输入操作。
• Writer（文件格式操作）：抽象类，基于字符的输出操作。
• RandomAccessFile（随机文件操作）：一个独立的类，直接继承至Object.它的功能丰富，可以从文件的任意位置进行存取（输入输出）操作。

　　 Java中IO流的体系结构如图：

　　　　

　　Java流类的类结构图：

　　　　

二、字节流

2.1 输入字节流 InputStream

　　基本输入字节流：

 　　装饰输入字节流：

 　　InputStream中的三个基本的读方法

• abstract int read() ：读取一个字节数据，并返回读到的数据，如果返回-1，表示读到了输入流的末尾。
• int  read(byte[] b) ：将数据读入一个字节数组，同时返回实际读取的字节数。如果返回-1，表示读到了输入流的末尾。
• int  read(byte[] b, int off, int len) ：将数据读入一个字节数组，同时返回实际读取的字节数。如果返回-1，表示读到了输入流的末尾。off指定在数组b中存放数据的起始偏移位置；len指定读取的最大字节数。

　　　　流结束的判断：方法read()的返回值为-1时；readLine()的返回值为null时。
　　

　　其它方法

• long skip(long n)：在输入流中跳过n个字节，并返回实际跳过的字节数。
• int available() ：返回在不发生阻塞的情况下，可读取的字节数。
• void close() ：关闭输入流，释放和这个流相关的系统资源。
• void mark(int readlimit) ：在输入流的当前位置放置一个标记，如果读取的字节数多于readlimit设置的值，则流忽略这个标记。
• void reset() ：返回到上一个标记。
• boolean markSupported() ：测试当前流是否支持mark和reset方法。如果支持，返回true，否则返回false。

 2.2 输出字节流 OutputStream

 　　基本输出字节流：

　　装饰输出字节流：

　　OutputStream中的三个基本的读方法

• abstract void write(int b)：往输出流中写入一个字节。
• void write(byte[] b) ：往输出流中写入数组b中的所有字节。
• void write(byte[] b, int off, int len) ：往输出流中写入数组b中从偏移量off开始的len个字节的数据。

　　其它方法

• void flush() ：刷新输出流，强制缓冲区中的输出字节被写出。
• void close() ：关闭输出流，释放和这个流相关的系统资源。

三、字符流　　

 3.1 输入字符流 Reader

 　　

　　在上面的继承关系图中可以看出：

• Reader是所有的输入字符流的父类，它是一个抽象类。
• CharReader、StringReader是两种基本的介质流，它们分别将Char数组、String中读取数据。PipedReader是从与其它线程共用的管道中读取数据。
• BufferedReader很明显就是一个装饰器，它和其子类负责装饰其它Reader对象。
• FilterReader是所有自定义具体装饰流的父类，其子类PushbackReader对Reader对象进行装饰，会增加一个行号。
• InputStreamReader是一个连接字节流和字符流的桥梁，它将字节流转变为字符流。FileReader可以说是一个达到此功能、常用的工具类，在其源代码中明显使用了将FileInputStream转变为Reader的方法。我们可以从这个类中得到一定的技巧。Reader中各个类的用途和使用方法基本和InputStream中的类使用一致。后面会有Reader与InputStream的对应关系。

 　　主要方法：

• public int read() throws IOException; //读取一个字符，返回值为读取的字符 
• public int read(char cbuf[]) throws IOException; /*读取一系列字符到数组cbuf[]中，返回值为实际读取的字符的数量*/ 
• public abstract int read(char cbuf[],int off,int len) throws IOException; /*读取len个字符，从数组cbuf[]的下标off处开始存放，返回值为实际读取的字符数量，该方法必须由子类实现*/ 

  3.2 输出字符流 Writer

 　　

　　在上面的关系图中可以看出：

• Writer是所有的输出字符流的父类，它是一个抽象类。
• CharArrayWriter、StringWriter是两种基本的介质流，它们分别向Char数组、String中写入数据。PipedWriter是向与其它线程共用的管道中写入数据，
• BufferedWriter是一个装饰器为Writer提供缓冲功能。
• PrintWriter和PrintStream极其类似，功能和使用也非常相似。
• OutputStreamWriter是OutputStream到Writer转换的桥梁，它的子类FileWriter其实就是一个实现此功能的具体类（具体可以研究一SourceCode）。功能和使用和OutputStream极其类似.

 　　主要方法：

• public void write(int c) throws IOException； //将整型值c的低16位写入输出流
• public void write(char cbuf[]) throws IOException； //将字符数组cbuf[]写入输出流
• public abstract void write(char cbuf[],int off,int len) throws IOException； //将字符数组cbuf[]中的从索引为off的位置处开始的len个字符写入输出流
• public void write(String str) throws IOException； //将字符串str中的字符写入输出流
• public void write(String str,int off,int len) throws IOException； //将字符串str 中从索引off开始处的len个字符写入输出流 

四、字符流和字节流的转换

　　OutputStreamWriter(OutStreamout):将字节流以字符流输出。　　字符到字节的桥梁

　　InputStreamReader(InputStream in)：将字节流以字符流输入。　　字节到字符的桥梁

BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(new FileInputStream(new File("D:/1.jpg")),"utf-8"));

五、非流式文件类--File类

 　　File类是对文件系统中文件以及文件夹进行封装的对象，可以通过对象的思想来操作文件和文件夹。File类保存文件或目录的各种元数据信息，包括文件名、文件长度、最后修改时间、是否可读、获取当前文件的路径名，判断指定文件是否存在、获得当前目录中的文件列表，创建、删除文件和目录等方法。 

　　构造函数：

• File (String   pathname)   

• 例:File  f1=new File("FileTest1.txt"); //创建文件对象f1，f1所指的文件是在当前目录下创建的FileTest1.txt

• File (String  parent  ,  String child)

• 例:File f2=new  File(“D:\\dir1","FileTest2.txt") ;//  注意：D:\\dir1目录事先必须存在，否则异常

• File (File    parent  , String child)

• 例:File  f4=new File("\\dir3");  File  f5=new File(f4,"FileTest5.txt");  //在如果 \\dir3目录不存在使用f4.mkdir()先创建

　　一个对应于某磁盘文件或目录的File对象一经创建， 就可以通过调用它的方法来获得文件或目录的属性。   

  　 1）public boolean exists( ) 判断文件或目录是否存在
       2）public boolean isFile( ) 判断是文件还是目录 
       3）public boolean isDirectory( ) 判断是文件还是目录
       4）public String getName( ) 返回文件名或目录名
       5）public String getPath( ) 返回文件或目录的路径。
       6）public long length( ) 获取文件的长度 
       7）public String[ ] list ( ) 将目录中所有文件名保存在字符串数组中返回。 

       File类中还定义了一些对文件或目录进行管理、操作的方法，常用的方法有：
       1） public boolean renameTo( File newFile );    重命名文件
       2） public void delete( );   删除文件
       3） public boolean mkdir( ); 创建目录

 六、RandomAccessFile类

　　文件的分隔与合并，随机访问文件。

 

　　1.    该对象只能操作文件，所以构造函数接收两种类型的参数：a.字符串文件路径；b.File对象。

 

　　2.    该对象既可以对文件进行读操作，也能进行写操作，在进行对象实例化时可指定操作模式(r,rw)

1 public static void main(String[] args)
 2     {
 3         try
 4         {
 5             insert("d:/out.txt",5,"插入的内容");
 6         }
 7         catch (IOException e)
 8         {
 9             e.printStackTrace();
10         }
11     }
12     
13     private static void insert(String fileName,long pos,String content) throws IOException
14     {
15         //创建临时空文件
16         File tempFile = File.createTempFile("temp",null);
17         //在虚拟机终止时，请求删除此抽象路径名表示的文件或目录
18         tempFile.deleteOnExit();
19         FileOutputStream fos = new FileOutputStream(tempFile);
20         
21         RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(fileName,"rw");
22         raf.seek(pos);
23         byte[] buffer = new byte[4];
24         int num = 0;
25         while(-1 != (num = raf.read(buffer)))
26         {
27             fos.write(buffer,0,num);
28         }
29         raf.seek(pos);
30         raf.write(content.getBytes());
31         FileInputStream fis = new FileInputStream(tempFile);
32         while(-1 != (num = fis.read(buffer)))
33         {
34             raf.write(buffer,0,num);
35         }
36     }

指定位置插入内容

七、System类对IO的支持

　　针对一些频繁的设备交互，Java语言系统预定了3个可以直接使用的流对象，分别是：

　　 System.in（标准输入），通常代表键盘输入。其数据类型为InputStream

　　 System.out（标准输出）：通常写往显示器。其数据类型为PrintStream

　　 System.err（标准错误输出）：通常写往显示器。其数据类型为PrintStream