Java輸入輸出流的使用詳細介紹

2019-11-26 16:09:40

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供稿：網(wǎng)友

1.什么是IO

Java中I/O操作主要是指使用Java進行輸入，輸出操作. Java所有的I/O機制都是基于數(shù)據(jù)流進行輸入輸出，這些數(shù)據(jù)流表示了字符或者字節(jié)數(shù)據(jù)的流動序列。Java的I/O流提供了讀寫數(shù)據(jù)的標準方法。任何Java中表示數(shù)據(jù)源的對象都會提供以數(shù)據(jù)流的方式讀寫它的數(shù)據(jù)的方法。

Java.io是大多數(shù)面向數(shù)據(jù)流的輸入/輸出類的主要軟件包。此外，Java也對塊傳輸提供支持，在核心庫 java.nio中采用的便是塊IO。

　　流IO的好處是簡單易用，缺點是效率較低。塊IO效率很高，但編程比較復(fù)雜。
Java IO模型 :
Java的IO模型設(shè)計非常優(yōu)秀，它使用Decorator模式，按功能劃分Stream，您可以動態(tài)裝配這些Stream，以便獲得您需要的功能。例如，您需要一個具有緩沖的文件輸入流，則應(yīng)當組合使用FileInputStream和BufferedInputStream。

2.數(shù)據(jù)流的基本概念

數(shù)據(jù)流是一串連續(xù)不斷的數(shù)據(jù)的集合，就象水管里的水流，在水管的一端一點一點地供水，而在水管的另一端看到的是一股連續(xù)不斷的水流。數(shù)據(jù)寫入程序可以是一段、一段地向數(shù)據(jù)流管道中寫入數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)段會按先后順序形成一個長的數(shù)據(jù)流。對數(shù)據(jù)讀取程序來說，看不到數(shù)據(jù)流在寫入時的分段情況，每次可以讀取其中的任意長度的數(shù)據(jù)，但只能先讀取前面的數(shù)據(jù)后，再讀取后面的數(shù)據(jù)。不管寫入時是將數(shù)據(jù)分多次寫入，還是作為一個整體一次寫入，讀取時的效果都是完全一樣的。

“流是磁盤或其它外圍設(shè)備中存儲的數(shù)據(jù)的源點或終點。”

在電腦上的數(shù)據(jù)有三種存儲方式，一種是外存，一種是內(nèi)存，一種是緩存。比如電腦上的硬盤，磁盤，U盤等都是外存，在電腦上有內(nèi)存條，緩存是在CPU里面的。外存的存儲量最大，其次是內(nèi)存，最后是緩存，但是外存的數(shù)據(jù)的讀取最慢，其次是內(nèi)存，緩存最快。這里總結(jié)從外存讀取數(shù)據(jù)到內(nèi)存以及將數(shù)據(jù)從內(nèi)存寫到外存中。對于內(nèi)存和外存的理解，我們可以簡單的理解為容器，即外存是一個容器，內(nèi)存又是另外一個容器。那又怎樣把放在外存這個容器內(nèi)的數(shù)據(jù)讀取到內(nèi)存這個容器以及怎么把內(nèi)存這個容器里的數(shù)據(jù)存到外存中呢？

在Java類庫中，IO部分的內(nèi)容是很龐大的，因為它涉及的領(lǐng)域很廣泛:

標準輸入輸出，文件的操作，網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)流，字符串流，對象流，zip文件流等等，java中將輸入輸出抽象稱為流，就好像水管，將兩個容器連接起來。將數(shù)據(jù)沖外存中讀取到內(nèi)存中的稱為輸入流，將數(shù)據(jù)從內(nèi)存寫入外存中的稱為輸出流。

流是一個很形象的概念，當程序需要讀取數(shù)據(jù)的時候，就會開啟一個通向數(shù)據(jù)源的流，這個數(shù)據(jù)源可以是文件，內(nèi)存，或是網(wǎng)絡(luò)連接。類似的，當程序需要寫入數(shù)據(jù)的時候，就會開啟一個通向目的地的流。

總結(jié)的基本概念如下：

1) 數(shù)據(jù)流：

一組有序，有起點和終點的字節(jié)的數(shù)據(jù)序列。包括輸入流和輸出流。

2) 輸入流（Input Stream）：

程序從輸入流讀取數(shù)據(jù)源。數(shù)據(jù)源包括外界(鍵盤、文件、網(wǎng)絡(luò)…)，即是將數(shù)據(jù)源讀入到程序的通信通道

3) 輸出流：

程序向輸出流寫入數(shù)據(jù)。將程序中的數(shù)據(jù)輸出到外界（顯示器、打印機、文件、網(wǎng)絡(luò)…）的通信通道。

采用數(shù)據(jù)流的目的就是使得輸出輸入獨立于設(shè)備。

Input Stream不關(guān)心數(shù)據(jù)源來自何種設(shè)備（鍵盤，文件，網(wǎng)絡(luò)）
Output Stream不關(guān)心數(shù)據(jù)的目的是何種設(shè)備（鍵盤，文件，網(wǎng)絡(luò)）

4 數(shù)據(jù)流分類：

流序列中的數(shù)據(jù)既可以是未經(jīng)加工的原始二進制數(shù)據(jù)，也可以是經(jīng)一定編碼處理后符合某種格式規(guī)定的特定數(shù)據(jù)。因此Java中的流分為兩種：
1) 字節(jié)流：數(shù)據(jù)流中最小的數(shù)據(jù)單元是字節(jié)
2) 字符流：數(shù)據(jù)流中最小的數(shù)據(jù)單元是字符， Java中的字符是Unicode編碼，一個字符占用兩個字節(jié)。

3. 標準I/O

Java程序可通過命令行參數(shù)與外界進行簡短的信息交換，同時，也規(guī)定了與標準輸入、輸出設(shè)備，如鍵盤、顯示器進行信息交換的方式。而通過文件可以與外界進行任意數(shù)據(jù)形式的信息交換。

1. 命令行參數(shù)

復(fù)制代碼代碼如下:

public class TestArgs {  
    public static void main(String[] args) {  
        for (int i = 0; i < args.length; i++) {  
            System.out.println("args[" + i + "] is <" + args[i] + ">");  
        }  
    }  
}  

運行結(jié)果：

args[0] is <Java>

args[1] is <C>

args[2] is <VB>

2. 標準輸入，輸出數(shù)據(jù)流
java系統(tǒng)自帶的標準數(shù)據(jù)流：java.lang.System:

復(fù)制代碼代碼如下:

java.lang.System   
public final class System  extends Object{   
   static  PrintStream  err;//標準錯誤流（輸出）   
   static  InputStream  in;//標準輸入(鍵盤輸入流)   
   static  PrintStream  out;//標準輸出流(顯示器輸出流)   
}  

注意：
（1）System類不能創(chuàng)建對象，只能直接使用它的三個靜態(tài)成員。
（2）每當main方法被執(zhí)行時,就自動生成上述三個對象。

1) 標準輸出流 System.out

System.out向標準輸出設(shè)備輸出數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)類型為PrintStream。方法：

Void print(參數(shù))

Void println(參數(shù))

2)標準輸入流 System.in

System.in讀取標準輸入設(shè)備數(shù)據(jù)（從標準輸入獲取數(shù)據(jù)，一般是鍵盤），其數(shù) 據(jù)類型為InputStream。方法：

int read() //返回ASCII碼。若,返回值=-1，說明沒有讀取到任何字節(jié)讀取工作結(jié)束。

int read(byte[] b)//讀入多個字節(jié)到緩沖區(qū)b中返回值是讀入的字節(jié)數(shù)

例如：

復(fù)制代碼代碼如下:

public class StandardInputOutput {  
    public static void main(String args[]) {  
        int b;  
        try {  
            System.out.println("please Input:");  
            while ((b = System.in.read()) != -1) {  
                System.out.print((char) b);  
            }  
        } catch (IOException e) {  
            System.out.println(e.toString());  
        }  
    }  
}  

等待鍵盤輸入，鍵盤輸入什么，就打印出什么：

3)標準錯誤流

System.err輸出標準錯誤，其數(shù)據(jù)類型為PrintStream。可查閱API獲得詳細說明。

標準輸出通過System.out調(diào)用println方法輸出參數(shù)并換行，而print方法輸出參數(shù)但不換行。println或print方法都通過重載實現(xiàn)了輸出基本數(shù)據(jù)類型的多個方法，包括輸出參數(shù)類型為boolean、char、int、long、float和double。同時，也重載實現(xiàn) 了輸出參數(shù)類型為char[]、String和Object的方法。其中，print（Object）和println（Object）方法在運行時將調(diào) 用參數(shù)Object的toString方法。

復(fù)制代碼代碼如下:

import java.io.BufferedReader;  
import java.io.IOException;  
import java.io.InputStreamReader;  

public class StandardInputOutput {  
    public static void main(String args[]) {  
        String s;  
        // 創(chuàng)建緩沖區(qū)閱讀器從鍵盤逐行讀入數(shù)據(jù)   
        InputStreamReader ir = new InputStreamReader(System.in);  
        BufferedReader in = new BufferedReader(ir);  
        System.out.println("Unix系統(tǒng): ctrl-d 或 ctrl-c 退出"  
                + "/nWindows系統(tǒng): ctrl-z 退出");  
        try {  
            // 讀一行數(shù)據(jù)，并標準輸出至顯示器   
            s = in.readLine();  
            // readLine()方法運行時若發(fā)生I/O錯誤，將拋出IOException異常   
            while (s != null) {  
                System.out.println("Read: " + s);  
                s = in.readLine();  
            }  
            // 關(guān)閉緩沖閱讀器   
            in.close();  
        } catch (IOException e) { // Catch any IO exceptions.   
            e.printStackTrace();  
        }  
    }  
}  

4.java.IO層次體系結(jié)構(gòu)

在整個Java.io包中最重要的就是5個類和一個接口。5個類指的是File、OutputStream、InputStream、Writer、Reader；一個接口指的是Serializable.掌握了這些IO的核心操作那么對于Java中的IO體系也就有了一個初步的認識了

Java I/O主要包括如下幾個層次，包含三個部分：

1.流式部分

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Java輸入輸出流的使用詳細介紹

2.數(shù)據(jù)流的基本概念

3. 標準I/O

2. 標準輸入，輸出數(shù)據(jù)流 java系統(tǒng)自帶的標準數(shù)據(jù)流：java.lang.System:

2. 標準輸入，輸出數(shù)據(jù)流
java系統(tǒng)自帶的標準數(shù)據(jù)流：java.lang.System: