jAVA2程序设计基础第十章课件

1、第10章 I/O系统 教学提示：从本章开始 ，将介绍Java中较为高级的内容 。本章介绍Java的I/O(输入/输出)系统，主要包括文件的基本操作 ， Java 中流的概念及其应用，以及随机访问文件。学习完本章内容后，读者对Java的I/O系统将有一个整体上的认识，并有能力实现一般的输入/输出应用。 教学目标：熟悉对文件及目录的基本操作，熟悉Java I/O系统中各个类的作用及它们之间的关系 ，掌握随机访问文件的方法 。通过上机实践，掌握上述内容的综合应用。10.1 文件的基本操作 对于任何程序设计语言的I/O系统来说，在对文件进行读写数据操作(不管以何种方式进行)之前，如何找到或定位正确的文

2、件 ( 或目录)，如何获取文件(或目录)的属性信息(如是否只读、修改时间 、文件大小等)，如何创建和删除文件 (或目录 ) ，是首先必须解决的基础性问题。对文件(及目录) 的这些基本操作，是整个 I/O 系统的基石。本节就先介绍Java 提供的用以协助处理文件 ( 及目录 ) 相关事务的类File。10.1.1 获取文件名清单10.1.2 获取文件属性信息10.1.3 建立和删除文件10.1.1 获取文件名清单 类File的名字很容易让人产生误解 ，以为 File 对象代表的就是文件，事实上并不只是如此 。File对象不仅可以与文件建立关联 ，而且可以与目录建立关联，还可以与一组文件或目录建立

3、关联，甚至可以及一组文件及目录的混合体建立关联 。如果 File对象与一组文件或目录甚至这两者的混合体相关联，可以使用该对象的list()方法获取它们的名称列表。list()方法返回一个 String 数组，每个数组元素为一个文件或目录的名称。 返回10.1.2 获取文件属性信息 File对象拥有很多获取相关联文件的属性信息的方法，它们的详细介绍见表10.1。返回方 法说 明boolean canRead()判断关联文件或目录是否可读boolean canWrite()判断关联文件或目录是否可写boolean exists()判断关联文件或目录是否存在String getAbsolutePat

4、h()获取关联文件或目录的绝对路径String getCanonicalPath()获取关联文件或目录的规范路径String getName()获取关联文件或目录的名字String getParent()获取关联文件或目录的上一级目录名String getPath()获取关联文件或目录的路径名boolean isAbsolute()判断关联文件名或目录名是否绝对路径boolean isDirectory()判断所关联的是否目录boolean isFile()判断所关联的是否文件boolean isHidden()判断关联文件或目录是否隐藏long lastModified()获取最后修改时间，

5、距1970年1月1日0:00:00的毫秒数long length()获取关联文件的大小，单位字节，若所关联的是目录，则返回0Boolean setLastModified(long time)修改关联文件或目录的最后修改时间boolean setReadonly()设置关联文件或目录为只读返回10.1.3 建立和删除文件 File对象中关于建立和删除文件(或目录)的方法见表10.2。返回表10.2 File对象建立和删除文件的方法方 法说 明boolean createNewFile()当不存在所关联文件时，新建一个名为该关联文件名的空文件File createTempFile(String

6、prefix,String suffix)在系统默认的临时目录中新建一个空文件，新文件的前缀为prefix，扩展名为suffixFile createTempFile(String prefix,String suffix,File directory)在指定目录中新建一个空文件，新文件名的组成同上boolean delete()删除关联文件或目录，不能删除非空的目录void deleteonExit()在Java虚拟机终止时删除关联文件或目录boolean mkdir()新建一个名为所关联目录的目录boolean mkdirs()新建一个名为所关联目录的目录，关联路径中并不存在的目录也将创建

7、boolean renameTo(File dest)将所关联文件更名至指定File对象关联的文件返回10.2 流 概 述 所谓流，是指任何可以产生数据的数据源，或任何可以接收数据的接收端，在数据源或接收端与使用流的程序之间的是一个数据序列，其中的数据以字节或字符为单位顺序排列 。 在往流中写入数据的一端观察，这个流即为输出流；相反，在从流中读出数据的一端观察，这个流即为输入流。流是有方向性的，不能往一个输入流中写数据，也不能从一个输出流中读数据。10.3 字 节 流InputStream/OutputStream继承体系中各子类的说明见表10.3和表10.4。FilterInputStrea

8、m和FilterOutputStream各子类的说明见表10.5和表10.6。10.3.1 ByteArrayInputStream10.3.2 ByteArrayOutputStream10.3.3 FileInputStream10.3.5 FilterInputStream10.3.4 FileOutputStream10.3.7 SequenceInputStream10.3.6 FilterOutputStream表10.3 InputStream的子类类 名功 能构造方法参数说明ByteArrayInputStream与字节数组关联的输入流一个字节数组，作为该输入流的数据源，内部输

9、入缓冲区从其中获取数据FileInputStream与文件关联的输入流File对象、FileDescriptor对象或文件名，其代表的文件作为该输入流的数据源，该文件必须实际存在FilterInputStream过滤器输入流，拥有多个子类，用于指定如何读取数据，详见表10.5一个输入流，该过滤器输入流从其中获取数据ObjectInputStream对象输入流，在对象串行化应用中用于读取对象信息一个输入流，对象输入流从该输入流中获取对象信息PipedInputStream管道输入流，在多线程环境中用于线程间的通信另一个线程的管道输出流， 管道输入流从中获取数据SequenceInputStrea

10、m队列输入流，用于汇集多个输入流一个实现了接口Enumeration(枚举)的类的对象，该对象的运行时类型应该为输入流；或者两个输入流，流队列输入流依次从中获取数据StringBufferInputStream与字符串关联的输入流，不建议使用一个字符串，作为该输入流的数据源，该字符串只有每个字符的低8位有效返回表10.4 OutputStream的子类类 名功 能构造方法参数说明ByteArrayOutputStream与字节数组关联的输出流无参数，输出缓冲区字节数组大小不限；或一个整数，作为输出缓冲区字节数组的大小FileOutputStream与文件关联的输出流File对象、FileDes

11、criptOr对象或文件名，其代表的文件作为该输出流的输出端，该文件是否必须可用，视操作系统而定FilterOutputStream过滤器输出流，拥有多个子类，用于指定如何输出数据，详见表10.6一个输出流，该过滤器输出流向其中写入数据ObjectOutputStream对象输出流，在对象串行化应用中用于输出对象信息一个输出流，对象输出流向该输出流中写入对象信息PipedOutputStream管道输出流，在多线程环境中用于线程间的通信另一个线程的管道输入流， 管道输出流向其中写入数据返回表10.5 FilterInputStream的子类类 名功 能构造方法参数说明BufferedInput

12、Stream拥有一个内部输入缓冲区的过滤器输入流一个输入流，该过滤器输入流从其中获取数据；或一个输入流和一个整数，该整数用于指定内部输入缓冲区的大小DataInputStream按基本数据类型读取数据的过滤器输入流一个输入流，该过滤器输入流从其中获取数据LineNumberInputStream按行读取数据的过滤器输入流，不建议使用一个输入流，该过滤器输入流从其中获取数据PushbackInputStream可以将一个字节数据回送给数据源的过滤器输入流，为编译器提供的类，编程中极少用到一个输入流，该过滤器输入流从其中获取数据；或一个输入流和一个整数，该整数用于指定回送缓冲区的大小返回表10.6

13、 FilterOutputStream的子类类 名功 能构造方法参数说明BufferedOutputStream拥有一个内部输出缓冲区的过滤器输出流一个输出流，该过滤器输出流从中获取数据；或一个输出流和一个整数，该整数用于指定内部输出缓冲区的大小DataOutputStream按基本数据类型输出数据的过滤器输出流一个输出流，该过滤器输出流向其中写入数据PrintStream产生格式化输出结果的过滤器输出流，用于数据的显示一个输出流，该过滤器输出流向其中写入数据；或一个输出流和一个布尔值，该布尔值指定是否自动刷新缓冲区返回10.3.1 ByteArrayInputStream ByteArray

14、InputStream对象中有一个字节数组 (byte) 类型的属性，作为内部缓冲区。类ByteArrayInputStream有两个构造方法，一个构造方法以一个字节数组作为参数，其数据被完全复制给内部缓冲区；另一个构造方法的参数包括一个字节数组 、 一个整型偏移量和一个整型长度，与前一个构造方法不同的是，此构造方法生成的内部缓冲区将以指定偏移量位置作为起始位置 ， 并且能读取的最大数据长度为指定长度值。这个字节数组就是该输入流的数据源 。内部缓冲区保持一个标记，指向当前字节 。read()方法读取该标记所指字节的数据 ，并将该标记向后移一个字节 ，使下一个字节成为当前字节；通过mark()方

15、法可以在当前字节处做一个记号 ，通过 reset()方法可以将该记号所指的字节恢复为当前字节，缓冲区标记重新指向该字节 ；通过 skip() 方法可以使缓冲区标记向后跳跃。 返回10.3.2 ByteArrayOutputStream 与ByteArrayInputStream对应，ByteArrayOutputStream对象中同样有一个字节数组类型的属性 ，作为内部缓冲区 ，同时也是该输出流的接收端。类ByteArrayOutputStream有两个构造方法，一个构造方法没有参数 ，生成的内部缓冲区的初始大小为32个字节 ， 另一个构造方法有一个整型参数 ，生成的内部缓冲区的初始大小即为该

16、整型参数 ，内部缓冲区大小将随着数据的写入自动更改 。 ByteArrayOutputStream 对象通过write()方法往内部缓冲区中写入数据 ；通过toByteArray() 和toString() 可以获取内部缓冲区的所有数据 ；通过 reset( ) 方法可以清空内部缓冲区数据，使数据的写入重新开始；通过 writeTo( ) 方法可以将内部缓冲区的所有数据写入另一个输出流中。 返回10.3.3 FileInputStream FileInputStream对象的数据源为文件，其构造方法有3个，一个以文件名为参数，一个以File对象为参数，它们的作用是显然的，只有一点值得注意，若关

17、联的是目录或指定文件不存在 ，则会产生异常 。比较特别的是以FileDescriptor对象为参数的构造方法。FileDescriptor 也是 java.io包中的类，用于关联已打开的文件，或已打开的网络链接，或其他 I/O连接，在机器底层发挥作用，可以强制系统缓冲区与底层设备 (文件、网络连接和其他I/O连接都是底层设备)保持同步，从而为输入流或输出流提供一个与底层设备同步的系统缓冲区。这个类并不常用。返回10.3.4 FileOutputStream FileOutputStream对象同FileInputStream一样与文件关联 ，该文件就是其接收端。写入FileOutputStre

18、am对象中的数据将最终写入其关联文件 。类FileOutputStream的构造方法有4个，其中 3个分别以关联文件名 、File 对象和FileDescriptor对象为参数，与FileInputStream 相应的3 个构造方法中的参数作用相同，另一个构造方法以关联文件名和一个布尔值为参数 ，该布尔值若为true ，则往 FileOutputStream 对象中写入的数据将从关联文件的末尾处开始写入，否则将从关联文件的开头处开始写入 ，这将覆盖原有数据，参数只有关联文件名的构造方法，相当于此布尔值为 false 。关联文件是否有效，不存在时是否可能被创建，视不同操作系统平台不同可能不同。在

19、某些操作系统平台下，同时只允许一个 FileOutputStream 对象关联一个以写方式打开的文件。FileOutputStream 对象的方法比较简单，主要通过 write()方法往系统缓冲区中写入数据，通过 flush() 方法把系统缓冲区的数据刷新提交到关联文件中。 返回10.3.5 FilterInputStream 类FilterInputStream的构造方法是受保护的(protected)，无法直接创建FilterInputStream对象，本章将直接介绍其子类。由于类LineNumberInputStream已经不建议使用，类PashbackInputStream也极少使用，

20、本书将不作介绍。返回10.3.6 FilterOutputStream 类FilterOutputStream的构造方法也是受保护的(protected)，同样无法直接创建其对象，本章也将直接介绍其子类。返回10.3.7 SequenceInputStream表10.15 SequenceInputStream对象的方法方 法说 明int available()返回输入流中能获取的数据的字节数Void close()关闭输入流，释放所有与该输入流相关的系统资源boolean markSupported()判断输入流是否支持mark()方法和reset()方法的标记机制int read()读取输

21、入流当前字节的数据，将下一字节设为当前字节int read(byte b)直接继承自InputStream类的方法，从输入流当前字节处起读取长度等于b的长度个字节的数据，保存到b中，返回读取的数据长度，将后第b.length个字节设为当前字节int read(byte b,int off,int len)从输入流当前字节处起读取长度为len字节的数据，从位置off处起存入数组b中，b中位置在off之前和在off+len之后的数据将保持不变，返回读取的数据长度，将后第len个字节设为当前字节long skip(long n)使缓冲区标记向后跳跃n个字节，返回跳跃步数即n返回10.4 字 符 流

22、Reader/Writer继承体系中各类与InputStream/OutputStream继承体系中相应类的作用基本相同，区别在于前者基于16位的Unicode编码字符进行读取和写入操作，这两个继承体系之间的对应关系见表10.16。10.4.2 CharArrayWriter10.4.1 CharArrayReader10.4.3 InputStreamReader10.4.4 OutputStreamWriter10.4.5 FileReader10.4.7 StringReader10.4.6 FileWriter10.4.8 StringWriter10.4.9 BufferedRead

23、er10.4.10 LineNumberReader10.4.12 PrintWriter10.4.11 BufferedWriter表10.16 InputStream/OutputStream继承体系与Reader/Writer继承体系的对应关系InputStream/OutputStream继承体系Reader/Writer继承体系InputStreamReader(通过类InputStreamReader转换)OutputStreamWriter(通过类OutputStreamWriter转换)ByteArrayInputStreamCharArrayReaderByteArrayOu

24、tputStreamCharArrayWriterInputStream/OutputStream继承体系Reader/Writer继承体系FileInputStreamFileReaderFileOutputStreamFileWriterFilterInputStreamFilterReaderFilterOutputStreamFilterWriterBufferedInputStreamBufferedReaderBufferedOutputStreamBufferedWriterDataInputStream无相应类，被沿用，readLine()方法不建议使用DataOutputSt

25、ream无相应类，被完全沿用LineNumberInputStreamLineNumberReaderPushbackInputStreamPushbackReaderPrintStreamPrintWriterObjectInputStream(无相应类)ObjectOutputStream(无相应类)PipedInputStreamPipedReaderPipedOutputStreamPipedWriterSequenceInputStream(无相应类，被完全沿用)StringBufferInputStreamStringReader(无相应类)StringWriter返回10.4.1

26、 CharArrayReader CharArrayReader 对象中有一个字符数组(char)类型的属性，作为内部缓冲区。类CharArrayReader有两个构造方法，其中一个构造方法以一个字符数组作为参数，另一个构造方法的参数包括一个字符数组、一个整型偏移量和一个整型长度，意义与ByteArrayInputStream对象相同。 返回10.4.2 CharArrayWriter 与ByteArrayOutputStream对应，CharArrayWriter对象中有一个字符数组类型的属性作为内部缓冲区，同时也是该字符输出流的接收端。类CharArrayWriter有两个构造方法，其中一

27、个构造方法没有参数，生成的内部缓冲区的初始大小为默认值，另一个构造方法有一个整型参数，生成的内部缓冲区的初始大小即为该整型参数，内部缓冲区大小将随着数据的写入自动更改。 返回10.4.3 InputStreamReader 类InputStreamReader是所谓桥类之一，用于将字节输入流转换成字符输入流，其自身是字符输入流，其数据源是字节输入流。InputStreamReader对象往往被作为其他字符输入流的数据源使用。返回10.4.4 OutputStreamWriter 类OutputStreamWriter是所谓桥类中的另一个，用于将字符输出流转换成字节输出流，其自身是字符输出流，其

28、接收端是字节输出流。OutputStreamWriter对象往往被作为其他字符输出流的接收端使用。该类有4个构造方法，一个构造方法以一个字节输出流对象为参数，为要转换成的字节输出流，采用默认的字符编码格式转换字符输出流中的字符数据为字节数据；一个构造方法以一个字节输出流对象和一个字符串为参数，这个字符串为字符编码名称，表示使用何种字符编码格式转换字符输出流中的字符数据；一个构造方法以一个字节输出流对象和一个Charset对象为参数(JDK 1.4中新加入的构造方法)，后者指定采用何种字符集转换字符输出流中的字符数据，请参阅Java(JDK 1.4)API文档；另一个构造方法以一个字节输出流对象

29、和一个CharsetEncoder对象为参数(JDK 1.4中新加入的构造方法)，后者指定采用何种字符集编码器转换字符输出流中的字符数据，CharsetEncoder为字符集编码器类，代表将字符序列转换成字节序列的引擎，请参阅Java(JDK 1.4)API文档。返回10.4.5 FileReader FileReader是InputStreamReader的子类，与FileInputStream对应，用于读取关联文件中的数据。其构造方法有3个，一个以文件名为参数，一个以File对象为参数，一个以FileDescriptor对象为参数(参见10.3.3小节)，这些构造方法都假设默认的编码格式和

30、默认的字节缓冲区是合法的。FileReader的方法都直接继承自其父类InputStreamReader，甚至没有进行任何重载， 返回10.4.6 FileWriter FileWriter是OutputStreamWriter 的子类，与 FileOutputStream 对应，用于往关联文件中写入数据。其构造方法有5个，一个以文件名为参数，一个以File对象为参数，一个以FileDescriptor对象为参数(参见10.3.3小节)，另两个构造方法分别以关联文件名和一个布尔值，以及File对象和一个布尔值(JDK 1.4中新加入的构造方法)为参数，该布尔值若为true，则往FileWrit

31、er对象中写入的数据将从关联文件的末尾处开始写入，否则将从关联文件的开头处开始写入，这将覆盖原有数据 ，参数只有关联文件名或File对象的构造方法，相当于此布尔值为false。这些构造方法都假设默认的编码格式和默认的字节缓冲区是合法的。FileWriter的方法都直接继承自其父类 OutputStreamWriter，同样没有进行任何重载，在此不一一列出， 返回10.4.7 StringReader StringReader对象与一个字符串关联，其构造方法以一个字符串为参数，作为数据源，其方法与 CharArrayReader 完全相同，ready() 方法同样始终返回true，因为字符串输入

32、流同样始终为read()方法作好准备。 返回10.4.8 StringWriter StringWriter对象中有个StringBuffer对象作为内部缓冲区，同时也是该字符输出流的接收端。类StringWriter有两个构造方法，一个构造方法没有参数，生成的缓冲区长度为默认值，另一个构造方法有一个整型参数，生成的内部缓冲区的初始大小即为该整型参数，内部缓冲区大小将随着数据的写入自动更改。 返回10.4.9 BufferedReader BufferedReader提供具有缓冲能力的字符输入流，其工作原理与BufferedInputStream相同，同样拥有一个内部缓冲区，但以一个字符输入流为数据源。类BufferedReader有两个构造方法 ，其中一个以一个字符输入流对象为参数，作为数据源输入流 ，内部缓冲区大小为默认值；另一个以一个字符输入流对象和一个整数为参数，该整数用于指定内部缓冲区的大小。 返回10.4.10 LineNumberReader LineNumberReader是BufferedReader的子类，同样具有缓冲功能，拥有其一切特征，并提供一种