Java基礎知識回顧之六 —– IO流

前言

在上一篇文章中，回顧了Java的多執行緒。而在本篇文章中主要介紹Java IO的相關知識。

IO的介紹

什麼是IO？

IO的名稱又來是Input與Output的縮寫，也就是輸入流和輸出流。輸入流用於從源讀取資料，輸出流用於向目標寫資料。

可以從下列示例圖來了解IO流:

IO流使用

IO流對檔案的操作主要分為字元流和位元組流。

字元流

字元流有兩個抽象類：Writer和Reader類。
其對應子類FileWriter和FileReader可實現檔案的讀寫操作。
BufferedWriter和BufferedReader能夠提供緩衝區功能，用以提高效率。

我記得在開始學習Java不久的時候， 在教程中會使用 字元流來進行字元的讀取和寫入。比較常見的就是，執行一個main方法，然後再控制檯輸入字元，獲取輸入的字元做一些邏輯控制之類。
例如: 在控制檯輸入字元，輸入quit退出，輸入其它的字元列印。

程式碼示例:

	public static void main(String[] args)  {
		try {
			test();
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}

	private static void test() throws IOException {
		  String str;
		    // 使用 System.in 建立 BufferedReader 
		    BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
		    System.out.println("輸入字元, 輸入 `quit` 退出。");
		    // 讀取字元
		    do {
		       str=br.readLine();
		       System.out.println("您輸入的字元是:"+str);
		    } while(!str.equals("quit"));
			 br.close();
	}
複製程式碼

然後我們輸入 hello 和quit。
結果如下:

輸入字元, 輸入 `quit` 退出。
hello
您輸入的字元是:hello
您輸入的字元是:
quit
您輸入的字元是:quit
複製程式碼

通過上述示例我們可以簡單的瞭解下了字元流。
一般來說，我們主要用字元流的情況是讀寫檔案，大部分也是文字檔案，比如.txt字尾的。這裡我們也順便介紹下如何使用。

程式碼示例:

	/**
	 *
	 * 寫入和讀取檔案
	 * @throws IOException
	 */
	private static void test2() throws IOException {
		//建立要操作的檔案路徑和名稱  
        String path ="E:/test/hello.txt";
        String str="hello world";
        FileWriter fw = new FileWriter(path);  
        fw.write(str);  
        fw.close();  
        
        FileReader fr = new FileReader(path);  
        StringBuffer sb=new StringBuffer();
  		while(fr.ready()){
  			sb.append((char)fr.read());
  		}
        System.out.println("輸出:"+sb.toString());
        fr.close();
	}

複製程式碼

注：如果在不同的系統上執行，可以使用 File.separator方法，該方法表示系統的分隔符。

輸出結果:

輸出:hello word
複製程式碼

上述程式碼示例中，我們使用FileWriter 和FileReader 這兩個類對檔案進行讀寫，雖然可以實現字元的寫入和讀取，但是效率並不高，因為是對磁碟的直接讀寫。一般對於檔案的讀寫，我們會使用緩衝。使用緩衝的好處就像 倒垃圾一樣，將垃圾進行整理堆積，然後到了一定的規模在丟棄，而不是有一點垃圾就倒一次。

那麼在上述的程式碼中加上BufferedWriter和BufferedReader類來進行緩衝。

程式碼示例:

	/**
	 * 寫入和讀取檔案
	 * @throws IOException
	 */
	private static void test3() throws IOException {
		//建立要操作的檔案路徑和名稱  
        String path ="E:/test/hello.txt";
        String str="你好!";
        FileWriter fw = new FileWriter(path);  
        BufferedWriter bw=new BufferedWriter(fw);
        bw.write(str);  
        bw.close();
        fw.close();  
        
        FileReader fr = new FileReader(path);  
        BufferedReader br=new BufferedReader(fr);
        StringBuffer sb=new StringBuffer();
  		while(br.ready()){
  			sb.append((char)br.read());
  		}
        System.out.println("輸出:"+sb.toString());
        br.close();
        fr.close();
	}
複製程式碼

注:需要注意的是關閉的順序，先關閉緩衝，再關閉檔案。

位元組流

位元組流也有兩個抽象類：InputStream和OutputStream類。
其對應子類有FileInputStream和FileOutputStream實現檔案讀寫操作。
BufferedInputStream和BufferedOutputStream提供緩衝區功能

位元組流也能對文字進行讀取，但是它的主要使用的場景是讀取無法直接獲取文字資訊的二進位制檔案，比如音樂檔案、視訊檔案、圖片檔案等等。
這裡我們依舊對檔案進行讀取和寫入，不過我們把之前寫入到hello.txt檔案的內容加上 `你好` 寫入到新的檔案中。由於這裡使用的了中文，所以需要設定相應的編碼。

程式碼示例:

 /**
	 * 建立一個檔案並讀取記錄 
	 * @throws IOException
	 */
	private static void test4() throws IOException {
		String path="E:/test/hello.txt";
		String path2="E:/test/你好.txt";
		String str="你好!";
		//從檔案讀取資料
		InputStream input = new FileInputStream(path);
		InputStreamReader reader = new InputStreamReader(input, "UTF-8");
	    StringBuffer sb=new StringBuffer();
		while(reader.ready()){
			sb.append((char)reader.read());
		}
		
		input.close();
		reader.close();
		
		//建立一個檔案並向檔案中寫資料
		OutputStream output = new FileOutputStream(path2);
		OutputStreamWriter writer = new OutputStreamWriter(output, "UTF-8");
		writer.write(sb+str);
		
		writer.close();
		output.close();
		
		//從檔案讀取資料
		InputStream input2 = new FileInputStream(path2);
		InputStreamReader reader2 = new InputStreamReader(input2, "UTF-8");
	    StringBuffer sb2=new StringBuffer();
		while(reader2.ready()){
			sb2.append((char)reader2.read());
		}
		System.out.println("輸出:"+sb2);
		input2.close();
		reader2.close();
	}	
複製程式碼

結果:

	輸出:hello world你好!
複製程式碼

可以看到結果符合我們的預期。

File

學習IO流中，我們也會接觸File類。
File類中主要是對資料夾的一些操作。比如，資料夾的建立、刪除、檢視等等。
這裡我們就簡單的介紹下File類的相關使用，還是使用程式碼配合註釋來進行說明。

程式碼示例:

private static void test5() throws IOException {
		String path="E:/test/test2";
		String path2="E:/test/test3/test3";
		String path3="E:/test/test2/test2.txt";
		File f = new File(path);
		File f2 = new File(path2);
		File f3 = new File(path3);
		//建立資料夾
		System.out.println("="+f.mkdir());
		//建立資料夾和所有父資料夾
		System.out.println("=="+f2.mkdirs());
		//建立一個文字
		System.out.println("==="+f3.createNewFile());
		//獲取名稱
		System.out.println("==="+f3.getName());
		//獲取父級名稱
		System.out.println("==="+f3.getParent());
		//獲取當前路徑
		System.out.println("==="+f3.getPath());
		//判斷是否是目錄
		System.out.println("=="+f2.isDirectory());
		System.out.println("==="+f3.isDirectory());
		//刪除該檔案
		System.out.println("==="+f3.delete());	
}	
複製程式碼

輸出結果:

=true
==true
===true
===test2.txt
===E:testtest2
===E:testtest2test2.txt
==true
===false
===true
複製程式碼

關於File類的相關只是簡單的介紹了下，具體的使用還需要配置實際的場景。需要注意的是，在進行檔案建立和刪除的時候，需要先判斷是否存在，否則將丟擲異常。

其它

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