《流類庫(kù)與輸入輸出》課件

流類庫(kù)與輸入輸出流類庫(kù)是Java中處理輸入和輸出的強(qiáng)大工具，它提供了抽象的、與平臺(tái)無(wú)關(guān)的方式來(lái)處理數(shù)據(jù)流，簡(jiǎn)化了程序員的開(kāi)發(fā)工作。課程目標(biāo)了解流的概念掌握流的概念，理解流的分類和應(yīng)用場(chǎng)景。掌握流操作學(xué)習(xí)使用Java流類庫(kù)進(jìn)行文件讀寫(xiě)、數(shù)據(jù)處理和網(wǎng)絡(luò)通信。提高代碼效率熟練運(yùn)用流類庫(kù)，提高代碼可讀性和效率，編寫(xiě)更簡(jiǎn)潔、優(yōu)雅的代碼。什么是"流"?連續(xù)數(shù)據(jù)流流是一種連續(xù)的數(shù)據(jù)序列，例如從文件、網(wǎng)絡(luò)或設(shè)備中讀取的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)傳輸通道流就像一條管道，用來(lái)傳輸數(shù)據(jù)，方便程序讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理工具流提供了一套方法來(lái)處理數(shù)據(jù)，例如讀取、寫(xiě)入、過(guò)濾、轉(zhuǎn)換等。流的分類11.字節(jié)流字節(jié)流以字節(jié)為單位讀寫(xiě)數(shù)據(jù)，適用于各種數(shù)據(jù)類型，包括文本、圖像和音頻等。22.字符流字符流以字符為單位讀寫(xiě)數(shù)據(jù)，主要用于處理文本數(shù)據(jù)，并可以根據(jù)不同的字符編碼進(jìn)行轉(zhuǎn)換。33.標(biāo)準(zhǔn)流標(biāo)準(zhǔn)流是預(yù)定義的流，用于訪問(wèn)標(biāo)準(zhǔn)輸入、標(biāo)準(zhǔn)輸出和標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤。輸入與輸出流輸入流從數(shù)據(jù)源讀取數(shù)據(jù)的流。數(shù)據(jù)源可以是文件、網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)存等。讀取數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)將數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)源傳輸?shù)匠绦颉］敵隽飨驍?shù)據(jù)目標(biāo)寫(xiě)入數(shù)據(jù)的流。數(shù)據(jù)目標(biāo)可以是文件、網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)存等。寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)將數(shù)據(jù)從程序傳輸?shù)綌?shù)據(jù)目標(biāo)。FileInputStream和FileOutputStream字節(jié)流FileInputStream和FileOutputStream是Java中用于處理字節(jié)流的兩個(gè)核心類。它們?cè)试S程序讀取和寫(xiě)入原始字節(jié)數(shù)據(jù)，例如文本、圖像、音頻和視頻文件。文件操作FileInputStream用于從文件中讀取字節(jié)，而FileOutputStream用于將字節(jié)寫(xiě)入文件。它們提供方法來(lái)打開(kāi)、關(guān)閉和讀取/寫(xiě)入文件內(nèi)容。文件路徑在使用這兩個(gè)類時(shí)，您需要指定要訪問(wèn)的文件路徑，可以是絕對(duì)路徑或相對(duì)路徑。使用FileInputStream讀取文件1創(chuàng)建FileInputStream對(duì)象使用FileInputStream類構(gòu)造函數(shù)，傳入要讀取的文件路徑，創(chuàng)建一個(gè)FileInputStream對(duì)象。2讀取文件內(nèi)容使用FileInputStream對(duì)象的read()方法讀取文件內(nèi)容，每次讀取一個(gè)字節(jié)。3關(guān)閉FileInputStream使用FileInputStream對(duì)象的close()方法關(guān)閉文件流，釋放資源。使用FileOutputStream寫(xiě)入文件1創(chuàng)建FileOutputStream對(duì)象指定要寫(xiě)入的文件路徑。2寫(xiě)入數(shù)據(jù)使用write()方法寫(xiě)入字節(jié)數(shù)據(jù)。3關(guān)閉流調(diào)用close()方法釋放資源。FileOutputStream類用于將數(shù)據(jù)寫(xiě)入文件。FileOutputStream允許以字節(jié)流的形式向文件中寫(xiě)入數(shù)據(jù)。文件讀寫(xiě)模式11.讀取模式僅用于讀取文件內(nèi)容。22.寫(xiě)入模式用于創(chuàng)建新文件或覆蓋現(xiàn)有文件。33.追加模式用于將數(shù)據(jù)追加到現(xiàn)有文件末尾。44.隨機(jī)訪問(wèn)模式允許在文件任何位置讀取和寫(xiě)入數(shù)據(jù)。緩沖流BufferedInputStream和BufferedOutputStreamBufferedInputStreamBufferedInputStream是一種包裝流，它使用緩沖區(qū)來(lái)提高讀取數(shù)據(jù)的效率。通過(guò)將數(shù)據(jù)讀入緩沖區(qū)，可以減少對(duì)底層輸入流的讀取次數(shù)，從而提高讀取速度。BufferedOutputStreamBufferedOutputStream是一種包裝流，它使用緩沖區(qū)來(lái)提高寫(xiě)入數(shù)據(jù)的效率。通過(guò)將數(shù)據(jù)寫(xiě)入緩沖區(qū)，可以減少對(duì)底層輸出流的寫(xiě)入次數(shù)，從而提高寫(xiě)入速度。使用緩沖流讀寫(xiě)文件緩沖流可以提高文件讀寫(xiě)效率，尤其是在處理大量數(shù)據(jù)時(shí)。1緩沖流提高效率2創(chuàng)建緩沖流包裝基礎(chǔ)流3讀寫(xiě)操作使用緩沖區(qū)4關(guān)閉緩沖流釋放資源緩沖流通過(guò)創(chuàng)建緩沖區(qū)來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，避免頻繁地與磁盤進(jìn)行交互，從而提高了文件讀寫(xiě)效率。轉(zhuǎn)換流InputStreamReader和OutputStreamWriter字節(jié)流與字符流Java中的字節(jié)流處理字節(jié)數(shù)據(jù)，字符流處理字符數(shù)據(jù)。轉(zhuǎn)換流轉(zhuǎn)換流可以將字節(jié)流轉(zhuǎn)換為字符流，反之亦然，方便進(jìn)行文本數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)操作。InputStreamReader使用字節(jié)流讀取文件，并將其轉(zhuǎn)換為字符流。OutputStreamWriter使用字符流寫(xiě)入文件，并將其轉(zhuǎn)換為字節(jié)流。使用轉(zhuǎn)換流讀寫(xiě)文件編碼轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換流可以將字節(jié)流轉(zhuǎn)換為字符流，反之亦然。例如，InputStreamReader將字節(jié)流轉(zhuǎn)換為字符流，OutputStreamWriter將字符流轉(zhuǎn)換為字節(jié)流。字符集轉(zhuǎn)換流需要指定字符集。例如，使用UTF-8字符集可以讀取和寫(xiě)入各種語(yǔ)言的字符。文件操作使用轉(zhuǎn)換流可以讀取和寫(xiě)入文本文件。可以通過(guò)讀取和寫(xiě)入字符來(lái)操作文本文件，而無(wú)需處理字節(jié)流。數(shù)據(jù)流DataInputStream和DataOutputStream數(shù)據(jù)流用于讀寫(xiě)基本數(shù)據(jù)類型，如整數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)、字符串等。二進(jìn)制DataInputStream和DataOutputStream以二進(jìn)制格式讀寫(xiě)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)傳輸常用于網(wǎng)絡(luò)通信或文件存儲(chǔ)中。使用數(shù)據(jù)流讀寫(xiě)基本數(shù)據(jù)類型1DataInputStreamDataInputStream用于從輸入流中讀取基本數(shù)據(jù)類型，例如整型、浮點(diǎn)型、字符串等。2DataOutputStreamDataOutputStream用于將基本數(shù)據(jù)類型寫(xiě)入輸出流。3讀寫(xiě)示例例如，使用DataInputStream讀取一個(gè)整型值，可以使用readlnt()方法。使用DataOutputStream寫(xiě)入一個(gè)字符串，可以使用writeUTF()方法。標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出流System.in和System.out鍵盤輸入System.in代表標(biāo)準(zhǔn)輸入流，通常來(lái)自鍵盤，用于接收用戶輸入。屏幕輸出System.out代表標(biāo)準(zhǔn)輸出流，通常指向屏幕，用于顯示程序輸出信息。使用標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出流標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出流是與程序交互的橋梁。它們提供了一種簡(jiǎn)單的方式來(lái)接收用戶輸入并輸出結(jié)果，是應(yīng)用程序和用戶交互的關(guān)鍵接口。1System.in鍵盤輸入2System.out控制臺(tái)輸出3System.err錯(cuò)誤輸出這些流在默認(rèn)情況下連接到控制臺(tái)，但可以使用其他流重定向。打印流PrintStream打印流PrintStream是面向字節(jié)的輸出流，用于向文件或其他輸出設(shè)備打印格式化的文本數(shù)據(jù)。格式化輸出PrintStream提供了一組方法，可用于將各種數(shù)據(jù)類型格式化為字符串并打印到目標(biāo)輸出流。數(shù)據(jù)類型PrintStream可以打印基本數(shù)據(jù)類型（如整數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)、字符串等），以及對(duì)象。使用打印流輸出格式化數(shù)據(jù)1創(chuàng)建PrintStream對(duì)象將標(biāo)準(zhǔn)輸出流System.out作為參數(shù)創(chuàng)建2使用print()或println()方法輸出格式化數(shù)據(jù)3使用printf()方法以類似于C語(yǔ)言的格式化字符串進(jìn)行輸出PrintStream類提供了一種方便的機(jī)制，可以將格式化數(shù)據(jù)輸出到目標(biāo)流，例如控制臺(tái)或文件。通過(guò)使用該類，您可以控制輸出數(shù)據(jù)的格式，例如添加空格、對(duì)齊、指定寬度等。管道流PipedInputStream和PipedOutputStream11.進(jìn)程間通信管道流用于不同進(jìn)程之間傳輸數(shù)據(jù)。22.數(shù)據(jù)流向PipedInputStream用于接收數(shù)據(jù)，PipedOutputStream用于發(fā)送數(shù)據(jù)。33.連接關(guān)系一個(gè)PipedInputStream必須連接一個(gè)PipedOutputStream。44.同步機(jī)制管道流使用同步機(jī)制確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾?。使用管道流?shí)現(xiàn)進(jìn)程間通信創(chuàng)建管道流在兩個(gè)進(jìn)程中分別創(chuàng)建PipedInputStream和PipedOutputStream對(duì)象，它們構(gòu)成一個(gè)管道流。數(shù)據(jù)傳輸發(fā)送進(jìn)程使用PipedOutputStream向管道流寫(xiě)入數(shù)據(jù)，接收進(jìn)程使用PipedInputStream從管道流讀取數(shù)據(jù)。進(jìn)程間通信通過(guò)管道流實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間數(shù)據(jù)傳輸，在兩個(gè)進(jìn)程間傳遞信息或數(shù)據(jù)。示例例如，一個(gè)進(jìn)程負(fù)責(zé)生成數(shù)據(jù)，另一個(gè)進(jìn)程負(fù)責(zé)接收并處理數(shù)據(jù)，它們可以通過(guò)管道流進(jìn)行通信。對(duì)象輸入輸出流ObjectInputStream和ObjectOutputStreamObjectInputStreamObjectInputStream用于從數(shù)據(jù)源讀取對(duì)象數(shù)據(jù)。它可以從文件、網(wǎng)絡(luò)連接或其他輸入流中讀取對(duì)象。ObjectInputStream必須先讀取對(duì)象數(shù)據(jù)，然后才能將其反序列化成對(duì)象。ObjectOutputStreamObjectOutputStream用于將對(duì)象數(shù)據(jù)寫(xiě)入數(shù)據(jù)源。它可以將對(duì)象數(shù)據(jù)寫(xiě)入文件、網(wǎng)絡(luò)連接或其他輸出流。ObjectOutputStream將對(duì)象序列化成字節(jié)流，然后將字節(jié)流寫(xiě)入數(shù)據(jù)源。使用對(duì)象輸入輸出流讀寫(xiě)對(duì)象對(duì)象輸入輸出流允許您將對(duì)象序列化為字節(jié)流并將其寫(xiě)入文件，或從文件讀取字節(jié)流并將其反序列化為對(duì)象。1創(chuàng)建對(duì)象使用類的構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建要寫(xiě)入的對(duì)象2序列化使用ObjectOutputStream將對(duì)象寫(xiě)入文件3反序列化使用ObjectInputStream從文件讀取對(duì)象4使用對(duì)象訪問(wèn)已反序列化的對(duì)象并使用其方法序列化與反序列化序列化將對(duì)象轉(zhuǎn)換為字節(jié)流，方便存儲(chǔ)或傳輸。反序列化將字節(jié)流還原為對(duì)象，便于在需要時(shí)使用。對(duì)象持久化利用序列化將對(duì)象狀態(tài)保存到文件或數(shù)據(jù)庫(kù)中，以便在程序下次運(yùn)行時(shí)恢復(fù)。隨機(jī)訪問(wèn)文件RandomAccessFile隨機(jī)訪問(wèn)文件RandomAccessFile類允許您在文件中的任何位置讀寫(xiě)數(shù)據(jù)，而不必從文件開(kāi)頭開(kāi)始。指針控制文件指針表示當(dāng)前讀寫(xiě)位置，可以使用seek()方法將指針移動(dòng)到文件的任意位置。讀寫(xiě)方法提供read()和write()方法，分別用于從文件讀取數(shù)據(jù)和將數(shù)據(jù)寫(xiě)入文件。高效讀寫(xiě)RandomAccessFile非常適合需要快速訪問(wèn)文件特定部分的應(yīng)用程序，例如數(shù)據(jù)庫(kù)文件。使用RandomAccessFile實(shí)現(xiàn)文件的隨機(jī)讀寫(xiě)1創(chuàng)建RandomAccessFile對(duì)象指定文件路徑和訪問(wèn)模式2隨機(jī)訪問(wèn)文件使用seek()方法定位文件指針3讀寫(xiě)數(shù)據(jù)使用read()或write()方法讀寫(xiě)指定位置的數(shù)據(jù)4關(guān)閉文件調(diào)用close()方法釋放資源RandomAccessFile類允許對(duì)文件進(jìn)行隨機(jī)訪問(wèn)，無(wú)需從文件開(kāi)頭逐字節(jié)讀取或?qū)懭?。通過(guò)seek()方法可以將文件指針移動(dòng)到文件的任何位置，然后使用read()或write()方法讀寫(xiě)數(shù)據(jù)。流的異常處理FileNotFoundException文件不存在或無(wú)法打開(kāi)時(shí)拋出此異常。IOException讀寫(xiě)文件時(shí)出現(xiàn)IO錯(cuò)誤時(shí)拋出此異常，例如磁盤空間不足或權(quán)限問(wèn)題。EOFException讀文件時(shí)遇到文件結(jié)束符時(shí)拋出此異常，例如文件損壞或未完全寫(xiě)入。使用try-catch塊捕獲異常并處理錯(cuò)誤情況，例如顯示錯(cuò)誤信息或恢復(fù)程序正常運(yùn)行。流的最佳實(shí)踐11.及時(shí)關(guān)閉流在使用完