20191210——输入输出 IO流

在变量、数组、对象和集合中存储的数据是暂时存在的，一旦程序结束它们就会丢失。为了能够永久地保存程序创建的数据，需要将其保存到磁盘文件中，这样就可以在其他程序中使用它们。Java 的 I/O（输入/输出）技术可以将数据保存到文本文件和二进制文件中，以达到永久保存数据的要求。

本章首先从基础的流概念、流的分类、系统流的使用开始介绍，进而介绍如何操作文件、读取文件和写入文件。掌握 Java 中 I/O 处理技术能够提高读者对数据的处理能力。

什么是输出输入流
在 Java 中所有数据都是使用流读写的。流是一组有序的数据序列，将数据从一个地方带到另一个地方。根据数据流向的不同，可以分为输入（Input）流和输出（Output）流两种。

输入就是将数据从各种输入设备（包括文件、键盘等）中读取到内存中，输出则正好相反，是将数据写入到各种输出设备（比如文件、显示器、磁盘等）。例如键盘就是一个标准的输入设备，而显示器就是一个标准的输出设备，但是文件既可以作为输入设备，又可以作为输出设备。

数据流是 Java 进行 I/O 操作的对象，它按照不同的标准可以分为不同的类别。
按照流的方向主要分为输入流和输出流两大类。
数据流按照数据单位的不同分为字节流和字符流。
按照功能可以划分为节点流和处理流

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输入流
Java 流功能相关的类都封装在 java.io 包中，而且每个数据流都是一个对象。所有输入流类都是 InputStream 抽象类（字节输入流）和 Reader 抽象类（字符输入流）的子类。其中 InputStream 类是字节输入流的抽象类，是所有字节输入流的父类，其层次结构如图 3 所示。

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InputStream 类中所有方法遇到错误时都会引发 IOException 异常。如下是该类中包含的常用方法。
int read()：从输入流读入一个 8 字节的数据，将它转换成一个 0~255 的整数，返回一个整数，如果遇到输入流的结尾返回 -1。
int read(byte[] b)：从输入流读取若干字节的数据保存到参数 b 指定的字芳数组中，返回的字芾数表示读取的字节数，如果遇到输入流的结尾返回 -1。
int read(byte[] b,int off,int len)：从输入流读取若干字节的数据保存到参数 b 指定的字节数组中，其中 off 是指在数组中开始保存数据位置的起始下标，len 是指读取字节的位数。返回的是实际读取的字节数，如果遇到输入流的结尾则返回 -1。
void close()：关闭数据流，当完成对数据流的操作之后需要关闭数据流。
int available()：返回可以从数据源读取的数据流的位数。
skip(long n)：从输入流跳过参数 n 指定的字节数目。
boolean markSupported()：判断输入流是否可以重复读取，如果可以就返回 true。
void mark(int readLimit)：如果输入流可以被重复读取，从流的当前位置开始设置标记，readLimit 指定可以设置标记的字苟数。
void reset()：使输入流重新定位到刚才被标记的位置，这样可以重新读取标记过的数据。

Java 中的字符是 Unicode 编码，即双字节的，而 InputerStream 是用来处理单字节的，在处理字符文本时不是很方便。这时可以使用 Java 的文本输入流 Reader 类，该类是字符输入流的抽象类，即所有字输入流的实现都是它的子类。

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输出流

OutputStream 类是所有字节输出流的超类，用于以二进制的形式将数据写入目标设备，该类是抽象类，不能被实例化。OutputStream 类提供了一系列跟数据输出有关的方法，如下所示。
int write (b)：将指定字节的数据写入到输出流。
int write (byte[] b)：将指定字节数组的内容写入输出流。
int write (byte[] b,int off,int len)：将指定字节数组从 off 位置开始的 len 字芳的内容写入输出流。
close()：关闭数据流，当完成对数据流的操作之后需要关闭数据流。
flush()：刷新输出流，强行将缓冲区的内容写入输出流。

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系统流
每个 Java 程序运行时都带有一个系统流，系统流对应的类为 java.lang.System。Sytem 类封装了 Java 程序运行时的 3 个系统流，分别通过 in、out 和 err 变量来引用。这些变量的作用域为 public 和 static，因此在程序的任何部分都不需引用 System 对象就可以使用它们。
System.in：标准输入流，默认设备是键盘。
System.out：标准输出流，默认设畜是控制台。
System.err：标准错误流，默认设备是控制台。

File类
在操作文件之前必须创建一个指向文件的链接或者实例化一个文件对象，也可以指定一个不存在的文件从而创建它。

Java 中的 File 类是文件和目录路径名的抽象形式。使用 File 类可以获取文件本身的一些信息，例如文件所在的目录、文件长度、文件读写权限等。本节将对 File 类进行详细介绍。

在 Java 中，File 类是 java.io 包中唯一代表磁盘文件本身的对象。File 类定义了一些与平台无关的方法来操作文件，File类主要用来获取或处理与磁盘文件相关的信息，像文件名、文件路径、访问权限和修改日期等，还可以浏览子目录层次结构。

File 类表示处理文件和文件系统的相关信息。也就是说，File 类不具有从文件读取信息和向文件写入信息的功能，它仅描述文件本身的属性。

File类提供了如下三种形式构造方法。
File(File parent,String child)：根据 parent 抽象路径名和 child 路径名字符串创建一个新 File 实例。
File(String pathname)：通过将给定路径名字符串转换成抽象路径名来创建一个新 File 实例。如果给定字符串是空字符串，则结果是空的抽象路径名。
File(String parent,String child)：根据 parent 路径名字符串和 child 路径名字符串创建一个新 File 实例。

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创建和删除文件

File 类不仅可以获取已知文件的属性信息，还可以在指定路径创建文件，以及删除一个文件。创建文件需要调用 createNewFile() 方法，删除文件需要调用 delete() 方法。无论是创建还是删除文件通常都先调用 exists() 方法判断文件是否存在

下面首先介绍上述两个父类提供的常用方法，然后介绍如何使用它们的子类输入和输出字节流，包括 ByteArrayInputStream 类、ByteArrayOutputStream 类、FileInputStream 类和 FileOutputStream 类。

InputStream 类的常用子类如下。
ByteArrayInputStream 类：将字节数组转换为字节输入流，从中读取字节。
FileInputStream 类：从文件中读取数据。
PipedInputStream 类：连接到一个 PipedOutputStream（管道输出流）。
SequenceInputStream 类：将多个字节输入流串联成一个字节输入流。
ObjectInputStream 类：将对象反序列化。

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字节输出流
OutputStream 类及其子类的对象表示一个字节输出流。OutputStream 类的常用子类如下。
ByteArrayOutputStream 类：向内存缓冲区的字节数组中写数据。
FileOutputStream 类：向文件中写数据。
PipedOutputStream 类：连接到一个 PipedlntputStream（管道输入流）。
ObjectOutputStream 类：将对象序列化。

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