3. 字符流

当使用字节流读取文本文件时,可能会有一个小问题。就是遇到中文字符时,可能不会显示完整的字符,那是因为一个中文字符可能占用多个字节存储。所以Java提供一些字符流类,以字符为单位读写数据,专门用于处理文本文件。

3.1 字符输入流【Reader】

java.io.Reader抽象类是表示用于读取字符流的所有类的超类,可以读取字符信息到内存中。它定义了字符输入流的基本共性功能方法。

  • public void close() :关闭此流并释放与此流相关联的任何系统资源。
  • public int read(): 从输入流读取一个字符。
  • public int read(char[] cbuf): 从输入流中读取一些字符,并将它们存储到字符数组 cbuf中 。

3.2 FileReader类

java.io.FileReader类是读取字符文件的便利类。构造时使用系统默认的字符编码和默认字节缓冲区。

小贴士:

  1. 字符编码:字节与字符的对应规则。Windows系统的中文编码默认是GBK编码表。
    idea中UTF-8
  2. 字节缓冲区:一个字节数组,用来临时存储字节数据。

构造方法

  • FileReader(File file): 创建一个新的 FileReader ,给定要读取的File对象。
  • FileReader(String fileName): 创建一个新的 FileReader ,给定要读取的文件的名称。

当你创建一个流对象时,必须传入一个文件路径。类似于FileInputStream 。

  • 构造举例,代码如下:
public class FileReaderConstructor throws IOException{
    public static void main(String[] args) {
        // 使用File对象创建流对象
        File file = new File("a.txt");
        FileReader fr = new FileReader(file);
      
        // 使用文件名称创建流对象
        FileReader fr = new FileReader("b.txt");
    }
}

Java之字符流的详细解析_文件名

读取字符数据

  1. 读取字符read方法,每次可以读取一个字符的数据,提升为int类型,读取到文件末尾,返回-1,循环读取,代码使用演示:
public class FRRead {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象
        FileReader fr = new FileReader("read.txt");
        // 定义变量,保存数据
        int b ;
        // 循环读取
        while ((b = fr.read())!=-1) {
            System.out.println((char)b);
        }
        // 关闭资源
        fr.close();
    }
}

Java之字符流的详细解析_数据_02

输出结果:
黑
马
程
序
员

小贴士:虽然读取了一个字符,但是会自动提升为int类型。

  1. 使用字符数组读取read(char[] cbuf),每次读取b的长度个字符到数组中,返回读取到的有效字符个数,读取到末尾时,返回-1 ,代码使用演示:
public class FRRead {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象
        FileReader fr = new FileReader("read.txt");
        // 定义变量,保存有效字符个数
        int len ;
        // 定义字符数组,作为装字符数据的容器
         char[] cbuf = new char[2];
        // 循环读取
        while ((len = fr.read(cbuf))!=-1) {
            System.out.println(new String(cbuf));
        }
        // 关闭资源
        fr.close();
    }
}

Java之字符流的详细解析_文件名_03

输出结果:
黑马
程序
员序

获取有效的字符改进,代码使用演示:

public class FISRead {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象
        FileReader fr = new FileReader("read.txt");
        // 定义变量,保存有效字符个数
        int len ;
        // 定义字符数组,作为装字符数据的容器
        char[] cbuf = new char[2];
        // 循环读取
        while ((len = fr.read(cbuf))!=-1) {
            System.out.println(new String(cbuf,0,len));
        }
        // 关闭资源
        fr.close();
    }
}

Java之字符流的详细解析_文件名_04

输出结果:
黑马
程序
员

3.3 字符输出流【Writer】

java.io.Writer抽象类是表示用于写出字符流的所有类的超类,将指定的字符信息写出到目的地。它定义了字节输出流的基本共性功能方法。

  • void write(int c) 写入单个字符。
  • void write(char[] cbuf)写入字符数组。
  • abstract void write(char[] cbuf, int off, int len)写入字符数组的某一部分,off数组的开始索引,len写的字符个数。
  • void write(String str)写入字符串。
  • void write(String str, int off, int len) 写入字符串的某一部分,off字符串的开始索引,len写的字符个数。
  • void flush()刷新该流的缓冲。
  • void close() 关闭此流,但要先刷新它。

3.4 FileWriter类

java.io.FileWriter类是写出字符到文件的便利类。构造时使用系统默认的字符编码和默认字节缓冲区。

构造方法

  • FileWriter(File file): 创建一个新的 FileWriter,给定要读取的File对象。
  • FileWriter(String fileName): 创建一个新的 FileWriter,给定要读取的文件的名称。

当你创建一个流对象时,必须传入一个文件路径,类似于FileOutputStream。

  • 构造举例,代码如下:
public class FileWriterConstructor {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 使用File对象创建流对象
        File file = new File("a.txt");
        FileWriter fw = new FileWriter(file);
      
        // 使用文件名称创建流对象
        FileWriter fw = new FileWriter("b.txt");
    }
}

Java之字符流的详细解析_数据_05

基本写出数据

写出字符write(int b) 方法,每次可以写出一个字符数据,代码使用演示:

public class FWWrite {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象
        FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt");     
        // 写出数据
        fw.write(97); // 写出第1个字符
        fw.write('b'); // 写出第2个字符
        fw.write('C'); // 写出第3个字符
        fw.write(30000); // 写出第4个字符,中文编码表中30000对应一个汉字。
      
        /*
        【注意】关闭资源时,与FileOutputStream不同。
         如果不关闭,数据只是保存到缓冲区,并未保存到文件。
        */
        // fw.close();
    }
}

Java之字符流的详细解析_文件名_06

输出结果:
abC田

小贴士:

  1. 虽然参数为int类型四个字节,但是只会保留一个字符的信息写出。
  2. 未调用close方法,数据只是保存到了缓冲区,并未写出到文件中。

关闭和刷新

因为内置缓冲区的原因,如果不关闭输出流,无法写出字符到文件中。但是关闭的流对象,是无法继续写出数据的。如果我们既想写出数据,又想继续使用流,就需要flush 方法了。

  • flush :刷新缓冲区,流对象可以继续使用。
  • close:先刷新缓冲区,然后通知系统释放资源。流对象不可以再被使用了。

代码使用演示:

public class FWWrite {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象
        FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt");
        // 写出数据,通过flush
        fw.write('刷'); // 写出第1个字符
        fw.flush();
        fw.write('新'); // 继续写出第2个字符,写出成功
        fw.flush();
      
        // 写出数据,通过close
        fw.write('关'); // 写出第1个字符
        fw.close();
        fw.write('闭'); // 继续写出第2个字符,【报错】java.io.IOException: Stream closed
        fw.close();
    }
}

Java之字符流的详细解析_文件名_07

小贴士:即便是flush方法写出了数据,操作的最后还是要调用close方法,释放系统资源。

写出其他数据

  1. 写出字符数组write(char[] cbuf)write(char[] cbuf, int off, int len) ,每次可以写出字符数组中的数据,用法类似FileOutputStream,代码使用演示:
public class FWWrite {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象
        FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt");     
        // 字符串转换为字节数组
        char[] chars = "黑马程序员".toCharArray();
      
        // 写出字符数组
        fw.write(chars); // 黑马程序员
        
        // 写出从索引2开始,2个字节。索引2是'程',两个字节,也就是'程序'。
        fw.write(b,2,2); // 程序
      
        // 关闭资源
        fos.close();
    }
}

Java之字符流的详细解析_字符数组_08

  1. 写出字符串write(String str)write(String str, int off, int len) ,每次可以写出字符串中的数据,更为方便,代码使用演示:
public class FWWrite {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象
        FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt");     
        // 字符串
        String msg = "黑马程序员";
      
        // 写出字符数组
        fw.write(msg); //黑马程序员
      
        // 写出从索引2开始,2个字节。索引2是'程',两个字节,也就是'程序'。
        fw.write(msg,2,2);  // 程序
        
        // 关闭资源
        fos.close();
    }
}

Java之字符流的详细解析_数据_09

  1. 续写和换行:操作类似于FileOutputStream。
public class FWWrite {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象,可以续写数据
        FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt",true);     
        // 写出字符串
        fw.write("黑马");
        // 写出换行
        fw.write("\r\n");
        // 写出字符串
        fw.write("程序员");
        // 关闭资源
        fw.close();
    }
}

Java之字符流的详细解析_数据_10

输出结果:
黑马
程序员

小贴士:字符流,只能操作文本文件,不能操作图片,视频等非文本文件。

当我们单纯读或者写文本文件时 使用字符流 其他情况使用字节流

4. IO异常的处理

JDK7前处理

之前的入门练习,我们一直把异常抛出,而实际开发中并不能这样处理,建议使用try...catch...finally 代码块,处理异常部分,代码使用演示:

public class HandleException1 {
    public static void main(String[] args) {
        // 声明变量
        FileWriter fw = null;
        try {
            //创建流对象
            fw = new FileWriter("fw.txt");
            // 写出数据
            fw.write("黑马程序员"); //黑马程序员
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                if (fw != null) {
                    fw.close();
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

Java之字符流的详细解析_数据_11

JDK7的处理(扩展知识点了解内容)

还可以使用JDK7优化后的try-with-resource 语句,该语句确保了每个资源在语句结束时关闭。所谓的资源(resource)是指在程序完成后,必须关闭的对象。

格式:

try (创建流对象语句,如果多个,使用';'隔开) {
    // 读写数据
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

Java之字符流的详细解析_字符数组_12

代码使用演示:

public class HandleException2 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建流对象
        try ( FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt"); ) {
            // 写出数据
            fw.write("黑马程序员"); //黑马程序员
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

Java之字符流的详细解析_字符数组_13

JDK9的改进(扩展知识点了解内容)

JDK9中try-with-resource 的改进,对于引入对象的方式,支持的更加简洁。被引入的对象,同样可以自动关闭,无需手动close,我们来了解一下格式。

改进前格式:

// 被final修饰的对象
final Resource resource1 = new Resource("resource1");
// 普通对象
Resource resource2 = new Resource("resource2");
// 引入方式:创建新的变量保存
try (Resource r1 = resource1;
     Resource r2 = resource2) {
     // 使用对象
}

Java之字符流的详细解析_数据_14

改进后格式:

// 被final修饰的对象
final Resource resource1 = new Resource("resource1");
// 普通对象
Resource resource2 = new Resource("resource2");

// 引入方式:直接引入
try (resource1; resource2) {
     // 使用对象
}

Java之字符流的详细解析_数据_15

改进后,代码使用演示:

public class TryDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 创建流对象
        final  FileReader fr  = new FileReader("in.txt");
        FileWriter fw = new FileWriter("out.txt");
        // 引入到try中
        try (fr; fw) {
            // 定义变量
            int b;
            // 读取数据
            while ((b = fr.read())!=-1) {
                // 写出数据
                fw.write(b);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

Java之字符流的详细解析_字符数组_16

5. 综合练习

练习1:拷贝文件夹

public class Test01 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //拷贝一个文件夹,考虑子文件夹

        //1.创建对象表示数据源
        File src = new File("D:\\aaa\\src");
        //2.创建对象表示目的地
        File dest = new File("D:\\aaa\\dest");

        //3.调用方法开始拷贝
        copydir(src,dest);



    }

    /*
    * 作用:拷贝文件夹
    * 参数一:数据源
    * 参数二:目的地
    *
    * */
    private static void copydir(File src, File dest) throws IOException {
        dest.mkdirs();
        //递归
        //1.进入数据源
        File[] files = src.listFiles();
        //2.遍历数组
        for (File file : files) {
            if(file.isFile()){
                //3.判断文件,拷贝
                FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
                FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File(dest,file.getName()));
                byte[] bytes = new byte[1024];
                int len;
                while((len = fis.read(bytes)) != -1){
                    fos.write(bytes,0,len);
                }
                fos.close();
                fis.close();
            }else {
                //4.判断文件夹,递归
                copydir(file, new File(dest,file.getName()));
            }
        }
    }
}

Java之字符流的详细解析_字符数组_17

练习2:文件加密

public class Test02 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        /*
            为了保证文件的安全性,就需要对原始文件进行加密存储,再使用的时候再对其进行解密处理。
            加密原理:
                对原始文件中的每一个字节数据进行更改,然后将更改以后的数据存储到新的文件中。
            解密原理:
                读取加密之后的文件,按照加密的规则反向操作,变成原始文件。

             ^ : 异或
                 两边相同:false
                 两边不同:true

                 0:false
                 1:true

               100:1100100
               10: 1010

               1100100
             ^ 0001010
             __________
               1101110
             ^ 0001010
             __________
               1100100

        */
    }

    public static void encryptionAndReduction(File src, File dest) throws IOException {
        FileInputStream fis = new FileInputStream(src);
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(dest);
        int b;
        while ((b = fis.read()) != -1) {
            fos.write(b ^ 2);
        }
        //4.释放资源
        fos.close();
        fis.close();
    }


}

Java之字符流的详细解析_数据_18

练习3:数字排序

文本文件中有以下的数据: 2-1-9-4-7-8 将文件中的数据进行排序,变成以下的数据: 1-2-4-7-8-9

实现方式一:

p
ublic class Test03 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        /*
            文本文件中有以下的数据:
                2-1-9-4-7-8
            将文件中的数据进行排序,变成以下的数据:
                1-2-4-7-8-9
        */


        //1.读取数据
        FileReader fr = new FileReader("myio\\a.txt");
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        int ch;
        while((ch = fr.read()) != -1){
            sb.append((char)ch);
        }
        fr.close();
        System.out.println(sb);
        //2.排序
        String str = sb.toString();
        String[] arrStr = str.split("-");//2-1-9-4-7-8

        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
        for (String s : arrStr) {
            int i = Integer.parseInt(s);
            list.add(i);
        }
        Collections.sort(list);
        System.out.println(list);
        //3.写出
        FileWriter fw = new FileWriter("myio\\a.txt");
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            if(i == list.size() - 1){
                fw.write(list.get(i) + "");
            }else{
                fw.write(list.get(i) + "-");
            }
        }
        fw.close();
    }
}

Java之字符流的详细解析_文件名_19

实现方式二:

public class Test04 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        /*
            文本文件中有以下的数据:
                2-1-9-4-7-8
            将文件中的数据进行排序,变成以下的数据:
                1-2-4-7-8-9

           细节1:
                文件中的数据不要换行

            细节2:
                bom头
        */
        //1.读取数据
        FileReader fr = new FileReader("myio\\a.txt");
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        int ch;
        while((ch = fr.read()) != -1){
            sb.append((char)ch);
        }
        fr.close();
        System.out.println(sb);
        //2.排序
        Integer[] arr = Arrays.stream(sb.toString()
                                      .split("-"))
            .map(Integer::parseInt)
            .sorted()
            .toArray(Integer[]::new);
        //3.写出
        FileWriter fw = new FileWriter("myio\\a.txt");
        String s = Arrays.toString(arr).replace(", ","-");
        String result = s.substring(1, s.length() - 1);
        fw.write(result);
        fw.close();
    }
}

Java之字符流的详细解析_字符数组_20