Java面向对象系列[v1.0.0][输入输出流体系]

落日映苍穹つ 2023-03-14 13:16 57阅读 0赞

## 输入输出流体系 ##

### 处理流的用法 ###

处理流可以隐藏底层设备上节点流的差异，并对外提供更加方便的输入/输出方法，代码层面只需要关注高级流的操作，使用处理流的典型思路就是用处理流来包装节点流，节点流与底层的IO设备、文件进行交互，处理流来执行输入/输出  
识别处理流和节点流非长简单，流的构造器参数如果不是一个物理节点，而是已经存在的流，那么它一定是处理流，所有节点流都是直接以物理IO节点作为构造器参数的

import java.io.*;
    
    public class PrintStreamTest
    { 
    	public static void main(String[] args)
    	{ 
    		try (
    			// 创建节点输出流
    			var fos = new FileOutputStream("test.txt");
    			// 使用PrintStream包装该节点流
    			var ps = new PrintStream(fos))
    		{ 
    			// 使用PrintStream执行输出
    			ps.println("普通字符串");
    			// 直接使用PrintStream输出对象
    			ps.println(new PrintStreamTest());
    		}
    		catch (IOException ioe)
    		{ 
    			ioe.printStackTrace();
    		}
    	}
    }

在使用处理流包装了底层节点流后，关闭输入/输出流资源时，只要关闭最上层的处理流即可，关闭了处理流系统会自动关闭被处理流包装的节点流

### 输入/输出流体系 ###

Java的输入/输出流体系提供了近40个类，如图所示，粗体字标识的是节点流，斜体字标识的是抽象类  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2Rhd2VpX3lhbmcwMDAwMDA_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
还有一些特殊的输入输出流体系不在表内，他们不属于java.io包下，例如AudioInputStream、CipherInputStream、DeflaterInputStream、ZipInputStream等等用于访问音频、加解密、压缩解压缩等等的字节流，位于JDK的其他包里。

import java.io.*;
    
    public class StringNodeTest
    { 
    	public static void main(String[] args)
    	{ 
    		var src = "从明天起，做一个幸福的人\n"
    			+ "喂马，劈柴，周游世界\n"
    			+ "从明天起，关心粮食和蔬菜\n"
    			+ "我有一所房子，面朝大海，春暖花开\n"
    			+ "从明天起，和每一个亲人通信\n"
    			+ "告诉他们我的幸福\n";
    		var buffer = new char[32];
    		var hasRead = 0;
    		try (
    			var sr = new StringReader(src))
    		{ 
    			// 采用循环读取的访问读取字符串
    			while ((hasRead = sr.read(buffer)) > 0)
    			{ 
    				System.out.print(new String(buffer, 0, hasRead));
    			}
    		}
    		catch (IOException ioe)
    		{ 
    			ioe.printStackTrace();
    		}
    		try (
    			// 创建StringWriter时，实际上以一个StringBuffer作为输出节点
    			// 下面指定的20就是StringBuffer的初始长度
    			var sw = new StringWriter(20))
    		{ 
    			// 调用StringWriter的方法执行输出
    			sw.write("有一个美丽的新世界，\n");
    			sw.write("她在远方等我,\n");
    			sw.write("那里有天真的孩子，\n");
    			sw.write("还有姑娘的酒窝\n");
    			System.out.println("----下面是sw的字符串节点里的内容----");
    			// 使用toString()方法返回StringWriter的字符串节点的内容
    			System.out.println(sw.toString());
    		}
    		catch (IOException ex)
    		{ 
    			ex.printStackTrace();
    		}
    	}
    }

### 转换流 ###

转换流用于将字节流转换成字符流，其中InputStreamReader将字节输入流转换成字符输入流，OutputStreamWriter将字节输出流转换成字符输出流

import java.io.*;
    
    public class KeyinTest
    { 
    	public static void main(String[] args)
    	{ 
    		try (
    			// 将Sytem.in对象转换成Reader对象
    			var reader = new InputStreamReader(System.in);
    			// 将普通Reader包装成BufferedReader
    			var br = new BufferedReader(reader))
    		{ 
    			String line = null;
    			// 采用循环方式来一行一行的读取
    			while ((line = br.readLine()) != null)
    			{ 
    				// 如果读取的字符串为"exit"，程序退出
    				if (line.equals("exit"))
    				{ 
    					System.exit(1);
    				}
    				// 打印读取的内容
    				System.out.println("输入内容为:" + line);
    			}
    		}
    		catch (IOException ioe)
    		{ 
    			ioe.printStackTrace();
    		}
    	}
    }

Java使用System.in代表标准输入，也就是键盘的输入，但标准输入流是InputStream类的实例，并且键盘输入都是文本内容，所以可以使用InputStreamReader将其转换成字符输入流  
普通的Reader也可以包装成BufferedReader，BufferedReader流具有缓冲功能，利用BufferedReader的readLine()方法可以一次性读取一行文本，以换行符为标志，如果没有读到换行符，则程序阻塞，直到读到换行符为止

### 推回输入流 ###

PushbackInputStream和PushbackReader，这是两个特殊的流，提供了3个方法：

*  void unread(byte\[\]/char\[\] buf): 将一个字节/字符数组内容推回到推回缓冲区里，从而允许重复读取刚刚读取的内容
 *  void unread(byte\[\]/char\[\] b, int off, int len):将一个字节/字符数组里从off开始，长度为len字节/字符的内容推回到推回缓冲区里，从而允许重复读取刚刚读取的内容
 *  void unread(int b):将一个字节/字符推回到推回缓冲区里，从而允许重复读取刚刚读取的内容  
    推回输入流带有一个推回缓冲区，当程序调用unread()方法时，系统将会把指定数组的内容推回到该缓冲区里，之后推回输入流每次调用read()方法时，总是先从推回缓冲区读取，只有完全读取了推回缓冲区中的内容后，但还没有装满read()所需的数组时，才会从原输入流中读取。  
    当程序创建一个PushbackInputStream和PushbackReader时需要指定推回缓冲区的大小，默认为1，如果推回的内容大于推回缓冲区大小，则引发Pushback buffer overflow的IOException异常

import java.io.*;
    
    public class PushbackTest
    { 
    	public static void main(String[] args)
    	{ 
    		try (
    			// 创建一个PushbackReader对象，指定推回缓冲区的长度为64
    			var pr = new PushbackReader(new FileReader(
    				"PushbackTest.java"), 64))
    		{ 
    			var buf = new char[32];
    			// 用以保存上次读取的字符串内容
    			var lastContent = "";
    			var hasRead = 0;
    			// 循环读取文件内容
    			while ((hasRead = pr.read(buf)) > 0)
    			{ 
    				// 将读取的内容转换成字符串
    				var content = new String(buf, 0, hasRead);
    				var targetIndex = 0;
    				// 将上次读取的字符串和本次读取的字符串拼起来，
    				// 查看是否包含目标字符串, 如果包含目标字符串
    				if ((targetIndex = (lastContent + content)
    					.indexOf("new PushbackReader")) > 0)
    				{ 
    					// 将本次内容和上次内容一起推回缓冲区
    					pr.unread((lastContent + content).toCharArray());
    					// 重新定义一个长度为targetIndex的char数组
    					if (targetIndex > 32)
    					{ 
    						buf = new char[targetIndex];
    					}
    					// 再次读取指定长度的内容（就是目标字符串之前的内容）
    					pr.read(buf, 0, targetIndex);
    					// 打印读取的内容
    					System.out.print(new String(buf, 0, targetIndex));
    					System.exit(0);
    				}
    				else
    				{ 
    					// 打印上次读取的内容
    					System.out.print(lastContent);
    					// 将本次内容设为上次读取的内容
    					lastContent = content;
    				}
    			}
    		}
    		catch (IOException ioe)
    		{ 
    			ioe.printStackTrace();
    		}
    	}
    }

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2Rhd2VpX3lhbmcwMDAwMDA_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20230312/f9973db9569f49c6b465fdbfec564bfc.png