jAVA程序設(shè)計基礎(chǔ)第十章.ppt

第10章 I/O系統(tǒng),教學(xué)提示：從本章開始 ，將介紹Java中較為高級的內(nèi)容 。本章介紹Java的I/O(輸入/輸出)系統(tǒng)，主要包括文件的基本操作 ， Java 中流的概念及其應(yīng)用，以及隨機(jī)訪問文件。學(xué)習(xí)完本章內(nèi)容后，讀者對Java的I/O系統(tǒng)將有一個整體上的認(rèn)識，并有能力實(shí)現(xiàn)一般的輸入/輸出應(yīng)用。,教學(xué)目標(biāo)：熟悉對文件及目錄的基本操作，熟悉Java I/O系統(tǒng)中各個類的作用及它們之間的關(guān)系 ，掌握隨機(jī)訪問文件的方法 。通過上機(jī)實(shí)踐，掌握上述內(nèi)容的綜合應(yīng)用。,10.1 文件的基本操作,對于任何程序設(shè)計語言的I/O系統(tǒng)來說，在對文件進(jìn)行讀寫數(shù)據(jù)操作(不管以何種方式進(jìn)行)之前，如何找到或定位正確的文件 ( 或目錄)，如何獲取文件(或目錄)的屬性信息(如是否只讀、修改時間 、文件大小等)，如何創(chuàng)建和刪除文件 (或目錄 ) ，是首先必須解決的基礎(chǔ)性問題。對文件(及目錄) 的這些基本操作，是整個 I/O 系統(tǒng)的基石。本節(jié)就先介紹Java 提供的用以協(xié)助處理文件 ( 及目錄 ) 相關(guān)事務(wù)的類File。,10.1.1 獲取文件名清單,10.1.2 獲取文件屬性信息,10.1.3 建立和刪除文件,10.1.1 獲取文件名清單,類File的名字很容易讓人產(chǎn)生誤解 ，以為 File 對象代表的就是文件，事實(shí)上并不只是如此 。File對象不僅可以與文件建立關(guān)聯(lián) ，而且可以與目錄建立關(guān)聯(lián)，還可以與一組文件或目錄建立關(guān)聯(lián)，甚至可以及一組文件及目錄的混合體建立關(guān)聯(lián) 。如果 File對象與一組文件或目錄甚至這兩者的混合體相關(guān)聯(lián)，可以使用該對象的list()方法獲取它們的名稱列表。list()方法返回一個 String 數(shù)組，每個數(shù)組元素為一個文件或目錄的名稱。,返回,10.1.2 獲取文件屬性信息,File對象擁有很多獲取相關(guān)聯(lián)文件的屬性信息的方法，它們的詳細(xì)介紹見表10.1。,返回,返回,10.1.3 建立和刪除文件,File對象中關(guān)于建立和刪除文件(或目錄)的方法見表10.2。,返回,表10.2 File對象建立和刪除文件的方法,返回,10.2 流 概 述,所謂流，是指任何可以產(chǎn)生數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)源，或任何可以接收數(shù)據(jù)的接收端，在數(shù)據(jù)源或接收端與使用流的程序之間的是一個數(shù)據(jù)序列，其中的數(shù)據(jù)以字節(jié)或字符為單位順序排列 。 在往流中寫入數(shù)據(jù)的一端觀察，這個流即為輸出流；相反，在從流中讀出數(shù)據(jù)的一端觀察，這個流即為輸入流。流是有方向性的，不能往一個輸入流中寫數(shù)據(jù)，也不能從一個輸出流中讀數(shù)據(jù)。,10.3 字 節(jié) 流,InputStream/OutputStream繼承體系中各子類的說明見表10.3和表10.4。,FilterInputStream和FilterOutputStream各子類的說明見表10.5和表10.6。,10.3.1 ByteArrayInputStream,10.3.2 ByteArrayOutputStream,10.3.3 FileInputStream,10.3.5 FilterInputStream,10.3.4 FileOutputStream,10.3.7 SequenceInputStream,10.3.6 FilterOutputStream,表10.3 InputStream的子類,返回,表10.4 OutputStream的子類,返回,表10.5 FilterInputStream的子類,返回,表10.6 FilterOutputStream的子類,返回,10.3.1 ByteArrayInputStream,ByteArrayInputStream對象中有一個字節(jié)數(shù)組 (byte) 類型的屬性，作為內(nèi)部緩沖區(qū)。類ByteArrayInputStream有兩個構(gòu)造方法，一個構(gòu)造方法以一個字節(jié)數(shù)組作為參數(shù)，其數(shù)據(jù)被完全復(fù)制給內(nèi)部緩沖區(qū)；另一個構(gòu)造方法的參數(shù)包括一個字節(jié)數(shù)組 、 一個整型偏移量和一個整型長度，與前一個構(gòu)造方法不同的是，此構(gòu)造方法生成的內(nèi)部緩沖區(qū)將以指定偏移量位置作為起始位置 ， 并且能讀取的最大數(shù)據(jù)長度為指定長度值。這個字節(jié)數(shù)組就是該輸入流的數(shù)據(jù)源 。內(nèi)部緩沖區(qū)保持一個標(biāo)記，指向當(dāng)前字節(jié) 。read()方法讀取該標(biāo)記所指字節(jié)的數(shù)據(jù) ，并將該標(biāo)記向后移一個字節(jié) ，使下一個字節(jié)成為當(dāng)前字節(jié)；通過mark()方法可以在當(dāng)前字節(jié)處做一個記號 ，通過 reset()方法可以將該記號所指的字節(jié)恢復(fù)為當(dāng)前字節(jié)，緩沖區(qū)標(biāo)記重新指向該字節(jié) ；通過 skip() 方法可以使緩沖區(qū)標(biāo)記向后跳躍。,返回,10.3.2 ByteArrayOutputStream,與ByteArrayInputStream對應(yīng)，ByteArrayOutputStream對象中同樣有一個字節(jié)數(shù)組類型的屬性 ，作為內(nèi)部緩沖區(qū) ，同時也是該輸出流的接收端。類ByteArrayOutputStream有兩個構(gòu)造方法，一個構(gòu)造方法沒有參數(shù) ，生成的內(nèi)部緩沖區(qū)的初始大小為32個字節(jié) ， 另一個構(gòu)造方法有一個整型參數(shù) ，生成的內(nèi)部緩沖區(qū)的初始大小即為該整型參數(shù) ，內(nèi)部緩沖區(qū)大小將隨著數(shù)據(jù)的寫入自動更改 。 ByteArrayOutputStream 對象通過write()方法往內(nèi)部緩沖區(qū)中寫入數(shù)據(jù) ；通過toByteArray() 和toString() 可以獲取內(nèi)部緩沖區(qū)的所有數(shù)據(jù) ；通過 reset( ) 方法可以清空內(nèi)部緩沖區(qū)數(shù)據(jù)，使數(shù)據(jù)的寫入重新開始；通過 writeTo( ) 方法可以將內(nèi)部緩沖區(qū)的所有數(shù)據(jù)寫入另一個輸出流中。,返回,10.3.3 FileInputStream,FileInputStream對象的數(shù)據(jù)源為文件，其構(gòu)造方法有3個，一個以文件名為參數(shù)，一個以File對象為參數(shù)，它們的作用是顯然的，只有一點(diǎn)值得注意，若關(guān)聯(lián)的是目錄或指定文件不存在 ，則會產(chǎn)生異常 。比較特別的是以FileDescriptor對象為參數(shù)的構(gòu)造方法。FileDescriptor 也是 java.io包中的類，用于關(guān)聯(lián)已打開的文件，或已打開的網(wǎng)絡(luò)鏈接，或其他 I/O連接，在機(jī)器底層發(fā)揮作用，可以強(qiáng)制系統(tǒng)緩沖區(qū)與底層設(shè)備 (文件、網(wǎng)絡(luò)連接和其他I/O連接都是底層設(shè)備)保持同步，從而為輸入流或輸出流提供一個與底層設(shè)備同步的系統(tǒng)緩沖區(qū)。這個類并不常用。,返回,10.3.4 FileOutputStream,FileOutputStream對象同F(xiàn)ileInputStream一樣與文件關(guān)聯(lián) ，該文件就是其接收端。寫入FileOutputStream對象中的數(shù)據(jù)將最終寫入其關(guān)聯(lián)文件 。類FileOutputStream的構(gòu)造方法有4個，其中 3個分別以關(guān)聯(lián)文件名 、File 對象和FileDescriptor對象為參數(shù)，與FileInputStream 相應(yīng)的3 個構(gòu)造方法中的參數(shù)作用相同，另一個構(gòu)造方法以關(guān)聯(lián)文件名和一個布爾值為參數(shù) ，該布爾值若為true ，則往 FileOutputStream 對象中寫入的數(shù)據(jù)將從關(guān)聯(lián)文件的末尾處開始寫入，否則將從關(guān)聯(lián)文件的開頭處開始寫入 ，這將覆蓋原有數(shù)據(jù)，參數(shù)只有關(guān)聯(lián)文件名的構(gòu)造方法，相當(dāng)于此布爾值為 false 。關(guān)聯(lián)文件是否有效，不存在時是否可能被創(chuàng)建，視不同操作系統(tǒng)平臺不同可能不同。在某些操作系統(tǒng)平臺下，同時只允許一個 FileOutputStream 對象關(guān)聯(lián)一個以寫方式打開的文件。FileOutputStream 對象的方法比較簡單，主要通過 write()方法往系統(tǒng)緩沖區(qū)中寫入數(shù)據(jù)，通過 flush() 方法把系統(tǒng)緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)刷新提交到關(guān)聯(lián)文件中。,返回,10.3.5 FilterInputStream,類FilterInputStream的構(gòu)造方法是受保護(hù)的(protected)，無法直接創(chuàng)建FilterInputStream對象，本章將直接介紹其子類。由于類LineNumberInputStream已經(jīng)不建議使用，類PashbackInputStream也極少使用，本書將不作介紹。,返回,10.3.6 FilterOutputStream,類FilterOutputStream的構(gòu)造方法也是受保護(hù)的(protected)，同樣無法直接創(chuàng)建其對象，本章也將直接介紹其子類。,返回,10.3.7 SequenceInputStream,表10.15 SequenceInputStream對象的方法,返回,10.4 字 符 流,Reader/Writer繼承體系中各類與InputStream/OutputStream繼承體系中相應(yīng)類的作用基本相同，區(qū)別在于前者基于16位的Unicode編碼字符進(jìn)行讀取和寫入操作，這兩個繼承體系之間的對應(yīng)關(guān)系見表10.16。,10.4.2 CharArrayWriter,10.4.1 CharArrayReader,10.4.3 InputStreamReader,10.4.4 OutputStreamWriter,10.4.5 FileReader,10.4.7 StringReader,10.4.6 FileWriter,10.4.8 StringWriter,10.4.9 BufferedReader,10.4.10 LineNumberReader,10.4.12 PrintWriter,10.4.11 BufferedWriter,表10.16 InputStream/OutputStream繼承體系與Reader/Writer繼承體系的對應(yīng)關(guān)系,返回,10.4.1 CharArrayReader,CharArrayReader 對象中有一個字符數(shù)組(char)類型的屬性，作為內(nèi)部緩沖區(qū)。類CharArrayReader有兩個構(gòu)造方法，其中一個構(gòu)造方法以一個字符數(shù)組作為參數(shù)，另一個構(gòu)造方法的參數(shù)包括一個字符數(shù)組、一個整型偏移量和一個整型長度，意義與ByteArrayInputStream對象相同。,返回,10.4.2 CharArrayWriter,與ByteArrayOutputStream對應(yīng)，CharArrayWriter對象中有一個字符數(shù)組類型的屬性作為內(nèi)部緩沖區(qū)，同時也是該字符輸出流的接收端。類CharArrayWriter有兩個構(gòu)造方法，其中一個構(gòu)造方法沒有參數(shù)，生成的內(nèi)部緩沖區(qū)的初始大小為默認(rèn)值，另一個構(gòu)造方法有一個整型參數(shù)，生成的內(nèi)部緩沖區(qū)的初始大小即為該整型參數(shù)，內(nèi)部緩沖區(qū)大小將隨著數(shù)據(jù)的寫入自動更改。,返回,10.4.3 InputStreamReader,類InputStreamReader是所謂橋類之一，用于將字節(jié)輸入流轉(zhuǎn)換成字符輸入流，其自身是字符輸入流，其數(shù)據(jù)源是字節(jié)輸入流。InputStreamReader對象往往被作為其他字符輸入流的數(shù)據(jù)源使用。,返回,10.4.4 OutputStreamWriter,類OutputStreamWriter是所謂橋類中的另一個，用于將字符輸出流轉(zhuǎn)換成字節(jié)輸出流，其自身是字符輸出流，其接收端是字節(jié)輸出流。OutputStreamWriter對象往往被作為其他字符輸出流的接收端使用。該類有4個構(gòu)造方法，一個構(gòu)造方法以一個字節(jié)輸出流對象為參數(shù)，為要轉(zhuǎn)換成的字節(jié)輸出流，采用默認(rèn)的字符編碼格式轉(zhuǎn)換字符輸出流中的字符數(shù)據(jù)為字節(jié)數(shù)據(jù)；一個構(gòu)造方法以一個字節(jié)輸出流對象和一個字符串為參數(shù)，這個字符串為字符編碼名稱，表示使用何種字符編碼格式轉(zhuǎn)換字符輸出流中的字符數(shù)據(jù)；一個構(gòu)造方法以一個字節(jié)輸出流對象和一個Charset對象為參數(shù)(JDK 1.4中新加入的構(gòu)造方法)，后者指定采用何種字符集轉(zhuǎn)換字符輸出流中的字符數(shù)據(jù)，請參閱Java(JDK 1.4)API文檔；另一個構(gòu)造方法以一個字節(jié)輸出流對象和一個CharsetEncoder對象為參數(shù)(JDK 1.4中新加入的構(gòu)造方法)，后者指定采用何種字符集編碼器轉(zhuǎn)換字符輸出流中的字符數(shù)據(jù)，CharsetEncoder為字符集編碼器類，代表將字符序列轉(zhuǎn)換成字節(jié)序列的引擎，請參閱Java(JDK 1.4)API文檔。,返回,10.4.5 FileReader,FileReader是InputStreamReader的子類，與FileInputStream對應(yīng)，用于讀取關(guān)聯(lián)文件中的數(shù)據(jù)。其構(gòu)造方法有3個，一個以文件名為參數(shù)，一個以File對象為參數(shù)，一個以FileDescriptor對象為參數(shù)(參見10.3.3小節(jié))，這些構(gòu)造方法都假設(shè)默認(rèn)的編碼格式和默認(rèn)的字節(jié)緩沖區(qū)是合法的。FileReader的方法都直接繼承自其父類InputStreamReader，甚至沒有進(jìn)行任何重載，,返回,10.4.6 FileWriter,FileWriter是OutputStreamWriter 的子類，與 FileOutputStream 對應(yīng)，用于往關(guān)聯(lián)文件中寫入數(shù)據(jù)。其構(gòu)造方法有5個，一個以文件名為參數(shù)，一個以File對象為參數(shù)，一個以FileDescriptor對象為參數(shù)(參見10.3.3小節(jié))，另兩個構(gòu)造方法分別以關(guān)聯(lián)文件名和一個布爾值，以及File對象和一個布爾值(JDK 1.4中新加入的構(gòu)造方法)為參數(shù)，該布爾值若為true，則往FileWriter對象中寫入的數(shù)據(jù)將從關(guān)聯(lián)文件的末尾處開始寫入，否則將從關(guān)聯(lián)文件的開頭處開始寫入，這將覆蓋原有數(shù)據(jù) ，參數(shù)只有關(guān)聯(lián)文件名或File對象的構(gòu)造方法，相當(dāng)于此布爾值為false。這些構(gòu)造方法都假設(shè)默認(rèn)的編碼格式和默認(rèn)的字節(jié)緩沖區(qū)是合法的。FileWriter的方法都直接繼承自其父類 OutputStreamWriter，同樣沒有進(jìn)行任何重載，在此不一一列出，,返回,10.4.7 StringReader,StringReader對象與一個字符串關(guān)聯(lián)，其構(gòu)造方法以一個字符串為參數(shù)，作為數(shù)據(jù)源，其方法與 CharArrayReader 完全相同，ready() 方法同樣始終返回true，因?yàn)樽址斎肓魍瑯邮冀K為read()方法作好準(zhǔn)備。,返回,10.4.8 StringWriter,StringWriter對象中有個StringBuffer對象作為內(nèi)部緩沖區(qū)，同時也是該字符輸出流的接收端。類StringWriter有兩個構(gòu)造方法，一個構(gòu)造方法沒有參數(shù)，生成的緩沖區(qū)長度為默認(rèn)值，另一個構(gòu)造方法有一個整型參數(shù)，生成的內(nèi)部緩沖區(qū)的初始大小即為該整型參數(shù)，內(nèi)部緩沖區(qū)大小將隨著數(shù)據(jù)的寫入自動更改。,返回,10.4.9 BufferedReader,BufferedReader提供具有緩沖能力的字符輸入流，其工作原理與BufferedInputStream相同，同樣擁有一個內(nèi)部緩沖區(qū)，但以一個字符輸入流為數(shù)據(jù)源。類BufferedReader有兩個構(gòu)造方法 ，其中一個以一個字符輸入流對象為參數(shù)，作為數(shù)據(jù)源輸入流 ，內(nèi)部緩沖區(qū)大小為默認(rèn)值；另一個以一個字符輸入流對象和一個整數(shù)為參數(shù)，該整數(shù)用于指定內(nèi)部緩沖區(qū)的大小。,返回,10.4.10 LineNumberReader,LineNumberReader是BufferedReader的子類，同樣具有緩沖功能，擁有其一切特征，并提供一種按行讀取數(shù)據(jù)的機(jī)制，其中一行結(jié)束的標(biāo)志為換行符(n)或回車符(r)或回車符后緊跟一個換行符(回車換行符)。類LineNumberReader有兩個構(gòu)造方法，一個以一個字符輸入流對象為參數(shù)，作為數(shù)據(jù)源輸入流，內(nèi)部緩沖區(qū)大小為默認(rèn)值；另一個以一個字符輸入流對象和一個整數(shù)為參數(shù)，該整數(shù)用于指定內(nèi)部緩沖區(qū)的大小。LineNumberReader在BufferedReader的基礎(chǔ)上增加了兩個方法，setLineNumber()用于為當(dāng)前行編號，其后續(xù)行的編號將在此編號的基礎(chǔ)上遞增，getLineNumber()用于獲取當(dāng)前行的編號，默認(rèn)情況下行編號從0開始。,返回,10.4.11 BufferedWriter,BufferedWriter提供具有緩沖能力的字符輸出流，其工作原理與BufferedOutputStream相