《流类库与输入输出》课件

流类库与输入输出流类库是Java中处理输入和输出的强大工具，它提供了抽象的、与平台无关的方式来处理数据流，简化了程序员的开发工作。课程目标了解流的概念掌握流的概念，理解流的分类和应用场景。掌握流操作学习使用Java流类库进行文件读写、数据处理和网络通信。提高代码效率熟练运用流类库，提高代码可读性和效率，编写更简洁、优雅的代码。什么是"流"?连续数据流流是一种连续的数据序列，例如从文件、网络或设备中读取的数据。数据传输通道流就像一条管道，用来传输数据，方便程序读取或写入数据。数据处理工具流提供了一套方法来处理数据，例如读取、写入、过滤、转换等。流的分类11.字节流字节流以字节为单位读写数据，适用于各种数据类型，包括文本、图像和音频等。22.字符流字符流以字符为单位读写数据，主要用于处理文本数据，并可以根据不同的字符编码进行转换。33.标准流标准流是预定义的流，用于访问标准输入、标准输出和标准错误。输入与输出流输入流从数据源读取数据的流。数据源可以是文件、网络、内存等。读取数据时，会将数据从数据源传输到程序。输出流向数据目标写入数据的流。数据目标可以是文件、网络、内存等。写入数据时，会将数据从程序传输到数据目标。FileInputStream和FileOutputStream字节流FileInputStream和FileOutputStream是Java中用于处理字节流的两个核心类。它们允许程序读取和写入原始字节数据，例如文本、图像、音频和视频文件。文件操作FileInputStream用于从文件中读取字节，而FileOutputStream用于将字节写入文件。它们提供方法来打开、关闭和读取/写入文件内容。文件路径在使用这两个类时，您需要指定要访问的文件路径，可以是绝对路径或相对路径。使用FileInputStream读取文件1创建FileInputStream对象使用FileInputStream类构造函数，传入要读取的文件路径，创建一个FileInputStream对象。2读取文件内容使用FileInputStream对象的read()方法读取文件内容，每次读取一个字节。3关闭FileInputStream使用FileInputStream对象的close()方法关闭文件流，释放资源。使用FileOutputStream写入文件1创建FileOutputStream对象指定要写入的文件路径。2写入数据使用write()方法写入字节数据。3关闭流调用close()方法释放资源。FileOutputStream类用于将数据写入文件。FileOutputStream允许以字节流的形式向文件中写入数据。文件读写模式11.读取模式仅用于读取文件内容。22.写入模式用于创建新文件或覆盖现有文件。33.追加模式用于将数据追加到现有文件末尾。44.随机访问模式允许在文件任何位置读取和写入数据。缓冲流BufferedInputStream和BufferedOutputStreamBufferedInputStreamBufferedInputStream是一种包装流，它使用缓冲区来提高读取数据的效率。通过将数据读入缓冲区，可以减少对底层输入流的读取次数，从而提高读取速度。BufferedOutputStreamBufferedOutputStream是一种包装流，它使用缓冲区来提高写入数据的效率。通过将数据写入缓冲区，可以减少对底层输出流的写入次数，从而提高写入速度。使用缓冲流读写文件缓冲流可以提高文件读写效率，尤其是在处理大量数据时。1缓冲流提高效率2创建缓冲流包装基础流3读写操作使用缓冲区4关闭缓冲流释放资源缓冲流通过创建缓冲区来存储数据，避免频繁地与磁盘进行交互，从而提高了文件读写效率。转换流InputStreamReader和OutputStreamWriter字节流与字符流Java中的字节流处理字节数据，字符流处理字符数据。转换流转换流可以将字节流转换为字符流，反之亦然，方便进行文本数据的读写操作。InputStreamReader使用字节流读取文件，并将其转换为字符流。OutputStreamWriter使用字符流写入文件，并将其转换为字节流。使用转换流读写文件编码转换转换流可以将字节流转换为字符流，反之亦然。例如，InputStreamReader将字节流转换为字符流，OutputStreamWriter将字符流转换为字节流。字符集转换流需要指定字符集。例如，使用UTF-8字符集可以读取和写入各种语言的字符。文件操作使用转换流可以读取和写入文本文件。可以通过读取和写入字符来操作文本文件，而无需处理字节流。数据流DataInputStream和DataOutputStream数据流用于读写基本数据类型，如整数、浮点数、字符串等。二进制DataInputStream和DataOutputStream以二进制格式读写数据。数据传输常用于网络通信或文件存储中。使用数据流读写基本数据类型1DataInputStreamDataInputStream用于从输入流中读取基本数据类型，例如整型、浮点型、字符串等。2DataOutputStreamDataOutputStream用于将基本数据类型写入输出流。3读写示例例如，使用DataInputStream读取一个整型值，可以使用readlnt()方法。使用DataOutputStream写入一个字符串，可以使用writeUTF()方法。标准输入输出流System.in和System.out键盘输入System.in代表标准输入流，通常来自键盘，用于接收用户输入。屏幕输出System.out代表标准输出流，通常指向屏幕，用于显示程序输出信息。使用标准输入输出流标准输入输出流是与程序交互的桥梁。它们提供了一种简单的方式来接收用户输入并输出结果，是应用程序和用户交互的关键接口。1System.in键盘输入2System.out控制台输出3System.err错误输出这些流在默认情况下连接到控制台，但可以使用其他流重定向。打印流PrintStream打印流PrintStream是面向字节的输出流，用于向文件或其他输出设备打印格式化的文本数据。格式化输出PrintStream提供了一组方法，可用于将各种数据类型格式化为字符串并打印到目标输出流。数据类型PrintStream可以打印基本数据类型（如整数、浮点数、字符串等），以及对象。使用打印流输出格式化数据1创建PrintStream对象将标准输出流System.out作为参数创建2使用print()或println()方法输出格式化数据3使用printf()方法以类似于C语言的格式化字符串进行输出PrintStream类提供了一种方便的机制，可以将格式化数据输出到目标流，例如控制台或文件。通过使用该类，您可以控制输出数据的格式，例如添加空格、对齐、指定宽度等。管道流PipedInputStream和PipedOutputStream11.进程间通信管道流用于不同进程之间传输数据。22.数据流向PipedInputStream用于接收数据，PipedOutputStream用于发送数据。33.连接关系一个PipedInputStream必须连接一个PipedOutputStream。44.同步机制管道流使用同步机制确保数据传输的完整性。使用管道流实现进程间通信创建管道流在两个进程中分别创建PipedInputStream和PipedOutputStream对象，它们构成一个管道流。数据传输发送进程使用PipedOutputStream向管道流写入数据，接收进程使用PipedInputStream从管道流读取数据。进程间通信通过管道流实现进程间数据传输，在两个进程间传递信息或数据。示例例如，一个进程负责生成数据，另一个进程负责接收并处理数据，它们可以通过管道流进行通信。对象输入输出流ObjectInputStream和ObjectOutputStreamObjectInputStreamObjectInputStream用于从数据源读取对象数据。它可以从文件、网络连接或其他输入流中读取对象。ObjectInputStream必须先读取对象数据，然后才能将其反序列化成对象。ObjectOutputStreamObjectOutputStream用于将对象数据写入数据源。它可以将对象数据写入文件、网络连接或其他输出流。ObjectOutputStream将对象序列化成字节流，然后将字节流写入数据源。使用对象输入输出流读写对象对象输入输出流允许您将对象序列化为字节流并将其写入文件，或从文件读取字节流并将其反序列化为对象。1创建对象使用类的构造函数创建要写入的对象2序列化使用ObjectOutputStream将对象写入文件3反序列化使用ObjectInputStream从文件读取对象4使用对象访问已反序列化的对象并使用其方法序列化与反序列化序列化将对象转换为字节流，方便存储或传输。反序列化将字节流还原为对象，便于在需要时使用。对象持久化利用序列化将对象状态保存到文件或数据库中，以便在程序下次运行时恢复。随机访问文件RandomAccessFile随机访问文件RandomAccessFile类允许您在文件中的任何位置读写数据，而不必从文件开头开始。指针控制文件指针表示当前读写位置，可以使用seek()方法将指针移动到文件的任意位置。读写方法提供read()和write()方法，分别用于从文件读取数据和将数据写入文件。高效读写RandomAccessFile非常适合需要快速访问文件特定部分的应用程序，例如数据库文件。使用RandomAccessFile实现文件的随机读写1创建RandomAccessFile对象指定文件路径和访问模式2随机访问文件使用seek()方法定位文件指针3读写数据使用read()或write()方法读写指定位置的数据4关闭文件调用close()方法释放资源RandomAccessFile类允许对文件进行随机访问，无需从文件开头逐字节读取或写入。通过seek()方法可以将文件指针移动到文件的任何位置，然后使用read()或write()方法读写数据。流的异常处理FileNotFoundException文件不存在或无法打开时抛出此异常。IOException读写文件时出现IO错误时抛出此异常，例如磁盘空间不足或权限问题。EOFException读文件时遇到文件结束符时抛出此异常，例如文件损坏或未完全写入。使用try-catch块捕获异常并处理错误情况，例如显示错误信息或恢复程序正常运行。流的最佳实践11.及时关闭流在使用完