Java IO学习笔记

一、编码

  1. GBK编码:中文占用2个字节,英文占用1个字节
  2. UTF-8编码:中文占3个字节,英文占用1个字节
  3. UTF-16be编码:中文占2个字节,英文占用2个字节
  4. 当你的字节序列是某种编码时,这个时候想把字节序列变成字符串,也需要用这种编码方式,否则会出现乱码。
  5. 文本文件里面放的时字节序列,可以是任意编码的字节序列
    如果我们在中文机器上直接创建文本文件,那么该文本文件只认识ansi编码

二、File

  1. File
    只用于存储文件对应的信息(名称大小之类),不能用于文件内容的访问
    File常用方法:
方法 说明
File.createNewfile 创建文本
File.mkdir 创建目录
File.tostring 方法打印文件全路径名称
File.list 列出文件直接子目录或文件的名字
File.listFile 列出直接子File对象
 /**
     * 递归打印文件夹下的文件
     */
    public static void printFiles(File path){
        File[] files = path.listFiles();
        for(File file: files){
            if(file.isDirectory()){
                printFiles(file);
            }else{
                System.out.println(file);
            }
        }
    }
  1. RandomAccessFile
    RandomAccessFile提供对文件内容的访问,既可以读文件,也可以写文件;
    支持随机访问文件,可以访问文件的任意位置

    2.1 java文件模型
    在硬盘上的文件是byte byte byte存储的,是数据的集合
    2.2 打开文件
    有两种模式“rw”(读写)“r”(只读)
    RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(file,"rw");
    文件指针,打开文件时指针在开头pointer = 0;
    2.3 写方法
    raf.write(int)--->只写一个字节(后8位),同时指针指向下一个位置,准备再次写入
    2.4 读方法
    int b = raf.read();--->读一个字节,然后把字节转换成整数
    2.5 文件读写完成以后一定要关闭(Oracle官方说明)
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.io.RandomAccessFile;
import java.util.Arrays;

public class RafDemo {

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        File demo = new File("demo");
        if(!demo.exists()){
            demo.mkdir();
        }
        File file = new File("demo","raf.dat");
        if(!file.exists()){
            file.createNewFile();
        }
        RandomAccessFile ra = new RandomAccessFile(file,"rw");
        ra.write('A');//写出了A的低八位
        System.out.println(ra.getFilePointer());
        ra.write('B');//写出了B的低八位
        System.out.println(ra.getFilePointer());

        int i = 0x7fffffff;//write只能写八位,写一个int需要4次,每次八位
        ra.write(i >>> 24);
        ra.write(i >>> 16);
        ra.write(i >>> 8);
        ra.write(i);
        System.out.println(ra.getFilePointer());

        //直接写int
        ra.writeInt(i);

        String s = "中";
        byte[] b = s.getBytes("gbk");
        ra.write(b);
        System.out.println(ra.getFilePointer());

        int biggest = 2000;//11111010000
        ra.write(biggest);//如果不做位移操作,只能写进低8位,11010000
        System.out.println(ra.getFilePointer());

        ra.seek(0);//移到文件的开始
        byte[] buf = new byte[(int) ra.length()];
        ra.read(buf);//读到字节数组里
        System.out.println(Arrays.toString(buf));
        //[65, 66, 127, -1, -1, -1, 127, -1, -1, -1, -42, -48, -48]

        for(byte by:buf){
            System.out.print(Integer.toHexString(by & 0xff) + " ");
            //41 42 7f ff ff ff 7f ff ff ff d6 d0 d0
        }
        ra.close();
    }
}

三、字节流

  1. InputStream、 OutPutStream
    InputStream 抽象类,抽象了应用程序读取数据的方式
    OutPutStream 抽象类,抽象了应用程序写出数据的方式
  2. EOF = End of File = -1,读到-1就结束
  3. 输入流基本方法
    int b = in.read() 读取一个字节无符号填充到int的低8位
    in.read(byte[] buf]
    in.read(byte[] buf,int start, int size]
  4. 输出流基本方法
    out.write(int b) 写出一个byte到流,b的低8位
    out.write(byte[] buf) 将buf字节数组写入到流
    out.wrrite(byte[] buf,int start, int size) 字节数组buf从start位置开始写size长度的字节到流
  5. FileInputStream/FileOutputStream
    实现类,具体实现了在文件上读写byte数据;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;

public class IOUtil {
 /**
     * 打印文件内容
     * @param fileName 文件路径
     * @throws IOException
     */
    public static void fileRead(String fileName) throws IOException{
        FileInputStream in = new FileInputStream(new File(fileName));
        byte[] buf = new byte[24*1024];
        int bytes = 0;
        //in.read(buf,0,buf.length)) 返回读入的总字节数,如果到文件尾,返回-1
        //0表示写入数组的起点位置,buf.length表示写入数组的结束位置
        while((bytes = in.read(buf,0,buf.length)) != -1){
            for(int i =0;i < bytes; i++){
                //System.out.print(buf[i] + " "); //打印出来是十进制数字
                //65 66 127 -1 -1 -1 127 -1 -1 -1 -42 -48 -48

                System.out.print(Integer.toHexString(buf[i] & 0xff) + " ");
                //byte是8位,int是32位,为避免数据转换错误,通过& 0xff将高24位清0
                //41 42 7f ff ff ff 7f ff ff ff d6 d0 d0
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        fileRead("demo\\raf.dat");
    }
}
  1. DataInputStream/DataOutputStream(装饰模式)
    对流功能的扩展,可以更加方便的读取int、long、字符等类型数据
    DataInputStream ips=new DataInputStream (文件输出流(FileInputStream));
    DataOutputStream ops=new DataIOutputStream (文件输入流(FileOutputStream));
    ips.readInt/readDouble/readLong,readUTF //以int/double/long等方式读取文件内容
    ops.writeInt/writeDouble/writeLong,writeUTF //以int/double/long等方式向文件内写入数据
  1. BufferedInputStream & BufferedOutputStream
    提供了带缓存区的操作,一般打开文件进行写入或读取操作时,都会加上缓冲,这种流模式提高了IO的性能
  2. 从应用程序中把输入放入文件,相当于将一罐水倒入到另外一个罐中:
    FileOutputStream-->write()方法相当于一滴一滴地把水“转移”过去
    DataOutputStream-->writeXxx()方法会方便一些,相当于一瓢一瓢把水“转移”
    BuffereOutputStream-->write()方法更方便,相当于一瓢一瓢先放入 桶中,在从桶中倒入到另外一个罐中
  3. 文件拷贝方式对比:
    单字节读取
    字节批量读取(定一个数组大小)
    字节流带缓冲区读取
/**
     * 单字节读取
     * @param src
     * @param dest
     */
    public static void copyFileByByte(File src, File dest) throws Exception {
        if(!src.exists()){
            throw new IllegalArgumentException("src不存在");
        }

        if(!src.isFile()){
            throw new IllegalArgumentException("src不是文件");
        }

        FileInputStream input = new FileInputStream(src);
        FileOutputStream output  = new FileOutputStream(dest,true);
        int data;
        while((data = input.read()) != -1){
            output.write(data);

        }
        output.flush();
        input.close();
        output.close();

    }
/**
     * 字节批量拷贝文件
     * @param src
     * @param dest
     */
    public static void copyFileByBatch(File src, File dest) throws Exception {
        if(!src.exists()){
            throw new IllegalArgumentException("src不存在");
        }

        if(!src.isFile()){
            throw new IllegalArgumentException("src不是文件");
        }

        FileInputStream input = new FileInputStream(src);
        FileOutputStream output  = new FileOutputStream(dest,true);
        byte buf[] = new byte[8 * 1024];
        int length;
        while((length = input.read(buf, 0, buf.length)) != -1){
            output.write(buf);
        }
        output.flush();
        input.close();
        output.close();

    }
/**
     * 利用字节缓冲流拷贝文件
     * @param src
     * @param dest
     */
    public static void copyFileByBuffer(File src, File dest) throws Exception{
        if(!src.exists()){
            throw new IllegalArgumentException("src不存在");
        }

        if(!src.isFile()){
            throw new IllegalArgumentException("src不是文件");
        }
        BufferedInputStream input = new BufferedInputStream(new FileInputStream(src));
        BufferedOutputStream output = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(dest,true));
        int data;
        while((data=input.read())!=-1){
            output.write(data);
        }
        output.flush();
        input.close();
        output.close();
    }

三种拷贝方式测试结果:

  • 单个字节考本文件,文件大小2381KB,耗时22000ms

  • 批量字节考本文件,文件大小2381KB,设置字节数组8K,耗时39ms,这种方式需要开辟额外的空间

  • 字节缓冲区拷贝文件,文件大小2381KB, 耗时120ms

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