1. 字符流

InputStream类和OutputStream类在读写文件时操作的都是字节，如果希望在程序中操作字符，使用这两个类就不太方便，为此JDK提供了字符流。同字节流一样，字符流也有两个抽象的顶级父类，分别是Reader和Writer。其中Reader是字符输入流，用于从某个源设备读取字符，Writer是字符输出流，用于向某个目标设备写入字符。Reader和Writer作为字符流的顶级父类，也有许多子类，接下来通过继承关系图来列出Reader和Writer的一些常用子类，如图所示。

字符流

字符流

1.1 转换流出现的原因及思想

由于字节流操作中文不是特别方便，所以，java就提供了转换流。字符流=字节流+编码表。

编码表：由字符及其对应的数值组成的一张表

常见编码表

计算机只能识别二进制数据，早期由来是电信号。为了方便应用计算机，让它可以识别各个国家的文字。就将各个国家的文字用数字来表示，并一一对应，形成一张表。

io流

字符串中的编码问题

编码：把看得懂的变成看不懂的
解码：把看不懂的变成看得懂

  1. package cn.itcast_01;
  2. import java.io.UnsupportedEncodingException;
  3. import java.util.Arrays;
  4. /*
  5.  * String(byte[] bytes, String charsetName):通过指定的字符集解码字节数组
  6.  * byte[] getBytes(String charsetName):使用指定的字符集合把字符串编码为字节数组
  7.  * 
  8.  * 编码:把看得懂的变成看不懂的
  9.  * String -- byte[]
  10.  * 
  11.  * 解码:把看不懂的变成看得懂的
  12.  * byte[] -- String
  13.  * 
  14.  * 举例：谍战片(发电报，接电报)
  15.  * 
  16.  * 码表：小本子
  17.  *         字符    数值
  18.  * 
  19.  * 要发送一段文字：
  20.  *         今天晚上在老地方见
  21.  * 
  22.  *         发送端：今 -- 数值 -- 二进制 -- 发出去
  23.  *         接收端：接收 -- 二进制 -- 十进制 -- 数值 -- 字符 -- 今
  24.  * 
  25.  *         今天晚上在老地方见
  26.  * 
  27.  * 编码问题简单，只要编码解码的格式是一致的。
  28.  */
  29. public class StringDemo {
  30.     public static void main(String[] args) throws UnsupportedEncodingException {
  31.         String s = "你好";
  33.         // String -- byte[]
  34.         byte[] bys = s.getBytes(); // [-60, -29, -70, -61]
  35.         // byte[] bys = s.getBytes("GBK");// [-60, -29, -70, -61]
  36.         // byte[] bys = s.getBytes("UTF-8");// [-28, -67, -96, -27, -91, -67]
  37.         System.out.println(Arrays.toString(bys));
  39.         // byte[] -- String
  40.         String ss = new String(bys); // 你好
  41.         // String ss = new String(bys, "GBK"); // 你好
  42.         // String ss = new String(bys, "UTF-8"); // ???
  43.         System.out.println(ss);
  44.     }
  45. }

1.2 转换流概述

IO流可分为字节流和字符流，有时字节流和字符流之间也需要进行转换。在JDK中提供了两个类可以将字节流转换为字符流，它们分别是InputStreamReader和OutputStreamWriter。

OutputStreamWriter是Writer的子类，它可以将一个字节输出流转换成字符输出流，方便直接写入字符，而InputStreamReader是Reader的子类，它可以将一个字节输入流转换成字符输入流，方便直接读取字符。通过转换流进行数据读写的过程如图所示。

字符流

OutputStreamWriter 字符输出流

io流

InputStreamReader 字符输入流

io流

OutputStreamWriter写数据

方法 功能描述
write(int c) 写入一个字符
write(char[] cbuf) 写入一个字符数组
write(char[] cbuf,int off,int len) 写入一个字符数组的一部分
write(String str) 写入一个字符串
write(String str,int off,int len) 写入一个字符串的一部分

字符流操作要注意的问题：

字符流数据没有直接进文件而是到缓冲区，所以要刷新缓冲区。

flush()和close()的区别：

  • A：close()关闭流对象，但是先刷新一次缓冲区。关闭之后，流对象不可以继续再使用了。
  • B：flush()仅仅刷新缓冲区,刷新之后，流对象还可以继续使用。
  1. package cn.itcast_03;
  2. import java.io.FileOutputStream;
  3. import java.io.IOException;
  4. import java.io.OutputStreamWriter;
  5. /*
  6.  * OutputStreamWriter的方法：
  7.  * public void write(int c):写一个字符
  8.  * public void write(char[] cbuf):写一个字符数组
  9.  * public void write(char[] cbuf,int off,int len):写一个字符数组的一部分
  10.  * public void write(String str):写一个字符串
  11.  * public void write(String str,int off,int len):写一个字符串的一部分
  12.  */
  13. public class OutputStreamWriterDemo {
  14.     public static void main(String[] args) throws IOException {
  15.         // 创建对象
  16.         OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(
  17.                 "osw2.txt"));
  19.         // 写数据
  20.         // public void write(int c):写一个字符
  21.         // osw.write('a');
  22.         // osw.write(97);
  23.         // 为什么数据没有进去呢?
  24.         // 原因是：字符 = 2字节
  25.         // 文件中数据存储的基本单位是字节。
  26.         // void flush()
  28.         // public void write(char[] cbuf):写一个字符数组
  29.         // char[] chs = {'a','b','c','d','e'};
  30.         // osw.write(chs);
  32.         // public void write(char[] cbuf,int off,int len):写一个字符数组的一部分
  33.         // osw.write(chs,1,3);
  35.         // public void write(String str):写一个字符串
  36.         // osw.write("我爱林青霞");
  38.         // public void write(String str,int off,int len):写一个字符串的一部分
  39.         osw.write("我爱林青霞", 2, 3);
  41.         // 刷新缓冲区
  42.         osw.flush();
  43.         // osw.write("我爱林青霞", 2, 3);
  45.         // 释放资源
  46.         osw.close();
  47.         // java.io.IOException: Stream closed
  48.         // osw.write("我爱林青霞", 2, 3);
  49.     }
  50. }

1.3 InputStreamReader读数据

  • public int read()：一次读一个字符
  • public int read(char[] cbuf)：一次读一个字符数组
  1. package cn.itcast_03;
  2. import java.io.FileInputStream;
  3. import java.io.IOException;
  4. import java.io.InputStreamReader;
  5. /*
  6.  * InputStreamReader的方法：
  7.  * int read():一次读取一个字符
  8.  * int read(char[] chs):一次读取一个字符数组
  9.  */
  10. public class InputStreamReaderDemo {
  11.     public static void main(String[] args) throws IOException {
  12.         // 创建对象
  13.         InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream(
  14.                 "StringDemo.java"));
  16.         // 一次读取一个字符
  17.         // int ch = 0;
  18.         // while ((ch = isr.read()) != -1) {
  19.         // System.out.print((char) ch);
  20.         // }
  22.         // 一次读取一个字符数组
  23.         char[] chs = new char[1024];
  24.         int len = 0;
  25.         while ((len = isr.read(chs)) != -1) {
  26.             System.out.print(new String(chs, 0, len));
  27.         }
  29.         // 释放资源
  30.         isr.close();
  31.     }
  32. }

1.4 字符流复制文本文件

  1. package cn.itcast_04;
  2. import java.io.FileInputStream;
  3. import java.io.FileOutputStream;
  4. import java.io.IOException;
  5. import java.io.InputStreamReader;
  6. import java.io.OutputStreamWriter;
  7. /*
  8.  * 需求：把当前项目目录下的a.txt内容复制到当前项目目录下的b.txt中
  9.  * 
  10.  * 数据源：
  11.  *         a.txt -- 读取数据 -- 字符转换流 -- InputStreamReader
  12.  * 目的地：
  13.  *         b.txt -- 写出数据 -- 字符转换流 -- OutputStreamWriter
  14.  */
  15. public class CopyFileDemo {
  16.     public static void main(String[] args) throws IOException {
  17.         // 封装数据源
  18.         InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream(
  19.                 "a.txt"));
  20.         // 封装目的地
  21.         OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(
  22.                 "b.txt"));
  24.         // 读写数据
  25.         // 方式1
  26.         // int ch = 0;
  27.         // while ((ch = isr.read()) != -1) {
  28.         // osw.write(ch);
  29.         // }
  31.         // 方式2
  32.         char[] chs = new char[1024];
  33.         int len = 0;
  34.         while ((len = isr.read(chs)) != -1) {
  35.             osw.write(chs, 0, len);
  36.             // osw.flush();
  37.         }
  39.         // 释放资源
  40.         osw.close();
  41.         isr.close();
  42.     }
  43. }

1.5 转换流的简化写法

转换流的名字比较长，而我们常见的操作都是按照本地默认编码实现的，所以，为了简化我们的书写，转换流提供了对应的子类。

FileWriter

io流

代码示例：把当前项目目录下的a.txt内容复制到当前项目目录下的b.txt中

  1. package cn.itcast_04;
  2. import java.io.FileReader;
  3. import java.io.FileWriter;
  4. import java.io.IOException;
  5. /*
  6.  * 由于我们常见的操作都是使用本地默认编码，所以，不用指定编码。
  7.  * 而转换流的名称有点长，所以，Java就提供了其子类供我们使用。
  8.  * OutputStreamWriter = FileOutputStream + 编码表(GBK)
  9.  * FileWriter = FileOutputStream + 编码表(GBK)
  10.  * 
  11.  * InputStreamReader = FileInputStream + 编码表(GBK)
  12.  * FileReader = FileInputStream + 编码表(GBK)
  13.  * 
  14.  /*
  15.  * 需求：把当前项目目录下的a.txt内容复制到当前项目目录下的b.txt中
  16.  * 
  17.  * 数据源：
  18.  *         a.txt -- 读取数据 -- 字符转换流 -- InputStreamReader -- FileReader
  19.  * 目的地：
  20.  *         b.txt -- 写出数据 -- 字符转换流 -- OutputStreamWriter -- FileWriter
  21.  */
  22. public class CopyFileDemo2 {
  23.     public static void main(String[] args) throws IOException {
  24.         // 封装数据源
  25.         FileReader fr = new FileReader("a.txt");
  26.         // 封装目的地
  27.         FileWriter fw = new FileWriter("b.txt");
  29.         // 一次一个字符
  30.         // int ch = 0;
  31.         // while ((ch = fr.read()) != -1) {
  32.         // fw.write(ch);
  33.         // }
  35.         // 一次一个字符数组
  36.         char[] chs = new char[1024];
  37.         int len = 0;
  38.         while ((len = fr.read(chs)) != -1) {
  39.             fw.write(chs, 0, len);
  40.             fw.flush();
  41.         }
  43.         // 释放资源
  44.         fw.close();
  45.         fr.close();
  46.     }
  47. }

1.6 FileReader

io流

代码示例：把c:\a.txt内容复制到d:\b.txt中

  1. package cn.itcast_04;
  2. import java.io.FileReader;
  3. import java.io.FileWriter;
  4. import java.io.IOException;
  5. /*
  6.  * 需求：把c:\\a.txt内容复制到d:\\b.txt中
  7.  * 
  8.  * 数据源：
  9.  *         c:\\a.txt -- FileReader
  10.  * 目的地:
  11.  *         d:\\b.txt -- FileWriter
  12.  */
  13. public class CopyFileDemo3 {
  14.     public static void main(String[] args) throws IOException {
  15.         // 封装数据源
  16.         FileReader fr = new FileReader("c:\\a.txt");
  17.         // 封装目的地
  18.         FileWriter fw = new FileWriter("d:\\b.txt");
  20.         // 读写数据
  21.         // int ch = 0;
  22.         int ch;
  23.         while ((ch = fr.read()) != -1) {
  24.             fw.write(ch);
  25.         }
  27.         //释放资源
  28.         fw.close();
  29.         fr.close();
  30.     }
  31. }

2. 字符缓冲流

字符流为了高效读写，也提供了对应的字符缓冲流。BufferedWriter：字符缓冲输出流，BufferedReader：字符缓冲输入流。

2.1 BufferedWriter基本用法

将文本写入字符输出流，缓冲各个字符，从而提供单个字符、数组和字符串的高效写入。 可以指定缓冲区的大小，或者接受默认的大小。在大多数情况下，默认值就足够大了。

io流

io流

代码示例：BufferedWriter基本用法

  1. package cn.itcast_05;
  2. import java.io.BufferedWriter;
  3. import java.io.FileWriter;
  4. import java.io.IOException;
  5. /**
  6.  * 字符流为了高效读写，也提供了对应的字符缓冲流。
  7.  * BufferedWriter:字符缓冲输出流
  8.  * BufferedReader:字符缓冲输入流
  9.  * 
  10.  * BufferedWriter:字符缓冲输出流
  11.  * 将文本写入字符输出流，缓冲各个字符，从而提供单个字符、数组和字符串的高效写入。 
  12.  * 可以指定缓冲区的大小，或者接受默认的大小。在大多数情况下，默认值就足够大了。 
  13.  */
  14. public class BufferedWriterDemo {
  15.     public static void main(String[] args) throws IOException {
  16.         // BufferedWriter(Writer out)
  17.         // BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(
  18.         // new FileOutputStream("bw.txt")));
  20.         BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("bw.txt"));
  22.         bw.write("hello");
  23.         bw.write("world");
  24.         bw.write("java");
  25.         bw.flush();
  27.         bw.close();
  28.     }
  29. }

2.2 BufferedReader基本用法

从字符输入流中读取文本，缓冲各个字符，从而实现字符、数组和行的高效读取。 可以指定缓冲区的大小，或者可使用默认的大小。大多数情况下，默认值就足够大了。

io流

io流

代码示例： BufferedReader基本用法

  1. package cn.itcast_05;
  2. import java.io.BufferedReader;
  3. import java.io.FileReader;
  4. import java.io.IOException;
  5. /**
  6.  * BufferedReader
  7.  * 从字符输入流中读取文本，缓冲各个字符，从而实现字符、数组和行的高效读取。 
  8.  * 可以指定缓冲区的大小，或者可使用默认的大小。大多数情况下，默认值就足够大了。 
  9.  * 
  10.  * BufferedReader(Reader in)
  11.  */
  12. public class BufferedReaderDemo {
  13.     public static void main(String[] args) throws IOException {
  14.         // 创建字符缓冲输入流对象
  15.         BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("bw.txt"));
  17.         // 方式1
  18.         // int ch = 0;
  19.         // while ((ch = br.read()) != -1) {
  20.         // System.out.print((char) ch);
  21.         // }
  23.         // 方式2
  24.         char[] chs = new char[1024];
  25.         int len = 0;
  26.         while ((len = br.read(chs)) != -1) {
  27.             System.out.print(new String(chs, 0, len));
  28.         }
  30.         // 释放资源
  31.         br.close();
  32.     }
  33. }

2.3 特殊功能

  • BufferedWriter，newLine()：根据系统来决定换行符
  • BufferedReader，String readLine()：一次读取一行数据

代码示例：字符缓冲流的特殊方法

  1. package cn.itcast_05;
  2. import java.io.BufferedReader;
  3. import java.io.BufferedWriter;
  4. import java.io.FileReader;
  5. import java.io.FileWriter;
  6. import java.io.IOException;
  7. /*
  8.  * 字符缓冲流的特殊方法：
  9.  * BufferedWriter:
  10.  *         public void newLine():根据系统来决定换行符
  11.  * BufferedReader:
  12.  *         public String readLine()：一次读取一行数据
  13.  *         包含该行内容的字符串，不包含任何行终止符，如果已到达流末尾，则返回 null
  14.  */
  15. public class BufferedDemo {
  16.     public static void main(String[] args) throws IOException {
  17.         // write();
  18.         read();
  19.     }
  21.     private static void read() throws IOException {
  22.         // 创建字符缓冲输入流对象
  23.         BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("bw2.txt"));
  25.         // public String readLine()：一次读取一行数据
  26.         // String line = br.readLine();
  27.         // System.out.println(line);
  28.         // line = br.readLine();
  29.         // System.out.println(line);
  31.         // 最终版代码
  32.         String line = null;
  33.         while ((line = br.readLine()) != null) {
  34.             System.out.println(line);
  35.         }
  37.         //释放资源
  38.         br.close();
  39.     }
  41.     private static void write() throws IOException {
  42.         // 创建字符缓冲输出流对象
  43.         BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("bw2.txt"));
  44.         for (int x = 0; x < 10; x++) {
  45.             bw.write("hello" + x);
  46.             // bw.write("\r\n");
  47.             bw.newLine();
  48.             bw.flush();
  49.         }
  50.         bw.close();
  51.     }
  53. }

代码示例：字符缓冲流复制文本文件

  1. package cn.itcast_06;
  2. import java.io.BufferedReader;
  3. import java.io.BufferedWriter;
  4. import java.io.FileReader;
  5. import java.io.FileWriter;
  6. import java.io.IOException;
  7. /*
  8.  * 需求：把当前项目目录下的a.txt内容复制到当前项目目录下的b.txt中
  9.  * 
  10.  * 数据源：
  11.  *         a.txt -- 读取数据 -- 字符转换流 -- InputStreamReader -- FileReader -- BufferedReader
  12.  * 目的地：
  13.  *         b.txt -- 写出数据 -- 字符转换流 -- OutputStreamWriter -- FileWriter -- BufferedWriter
  14.  */
  15. public class CopyFileDemo2 {
  16.     public static void main(String[] args) throws IOException {
  17.         // 封装数据源
  18.         BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("a.txt"));
  19.         // 封装目的地
  20.         BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("b.txt"));
  22.         // 读写数据
  23.         String line = null;
  24.         while ((line = br.readLine()) != null) {
  25.             bw.write(line);
  26.             bw.newLine();
  27.             bw.flush();
  28.         }
  30.         // 释放资源
  31.         bw.close();
  32.         br.close();
  33.     }
  34. }

3. 模拟记事本

  1. package cn.itcast.chapter07.task02;
  2. import java.io.FileReader;
  3. import java.io.FileWriter;
  4. import java.io.IOException;
  5. import java.util.Scanner;
  6. /**
  7.  * 模拟记事本程序
  8.  */
  9. public class Notepad {
  10.     private static String filePath;
  11.     private static String message = "";
  12.     public static void main(String[] args) throws Exception {
  13.         Scanner sc = new Scanner(System.in);
  14.         System.out.println("--1:新建文件 2:打开文件  3:修改文件  4:保存 5:退出--");
  15.         while (true) {
  16.             System.out.print("请输入操作指令：");
  17.             int command = sc.nextInt();
  18.             switch (command) {
  19.             case 1:
  20.                 createFile();// 1:新建文件
  21.                 break;
  22.             case 2:
  23.                 openFile();// 2:打开文件
  24.                 break;
  25.             case 3:
  26.                 editFile();// 3:修改文件
  27.                 break;
  28.             case 4:
  29.                 saveFile();// 4:保存
  30.                 break;
  31.             case 5:
  32.                 exit();// 5:退出
  33.                 break;
  34.             default:
  35.                 System.out.println("您输入的指令错误！");
  36.                 break;
  37.             }
  38.         }
  39.     }
  40.     /**
  41.      * 新建文件 从控制台获取内容
  42.      */
  43.     private static void createFile() {
  44.         message = "";// 新建文件时，暂存文件内容清空
  45.         Scanner sc = new Scanner(System.in);
  46.         System.out.println("请输入内容，停止编写请输入\"stop\":");// 提示
  47.         StringBuffer stb = new StringBuffer();// 用于后期输入内容的拼接
  48.         String inputMessage = "";
  49.         while (!inputMessage.equals("stop")) {// 当输入“stop”时，停止输入
  50.             if (stb.length() > 0) {
  51.                 stb.append("\r\n");// 追加换行符
  52.             }
  53.             stb.append(inputMessage);// 拼接输入信息
  54.             inputMessage = sc.nextLine();// 获取输入信息
  55.         }
  56.         message = stb.toString();// 将输入内容暂存
  57.     }
  58.     /**
  59.      * 打开文件
  60.      */
  61.     private static void openFile() throws Exception {
  62.         message = "";// 打开文件时，将暂存内容清空
  63.         Scanner sc = new Scanner(System.in);
  64.         System.out.print("请输入打开文件的位置：");
  65.         filePath = sc.next();// 获取打开文件的路径
  66.         // 控制只能输入txt格式的文件路径
  67.         if (filePath != null && !filePath.endsWith(".txt")) {
  68.             System.out.print("请选择文本文件！");
  69.             return;
  70.         }
  71.         FileReader in = new FileReader(filePath);// 实例化一个FileReader对象
  72.         char[] charArray = new char[1024];// 缓冲数组
  73.         int len = 0;
  74.         StringBuffer sb = new StringBuffer();
  75.         // 循环读取，一次读取一个字符数组
  76.         while ((len = in.read(charArray)) != -1) {
  77.             sb.append(charArray);
  78.         }
  79.         message = sb.toString();// 将打开文件内容暂存
  80.         System.out.println("打开文件内容：" + "\r\n" + message);
  81.         in.close();// 释放资源
  82.     }
  83.     /**
  84.      * 修改文件内容 通过字符串替换的形式
  85.      */
  86.     private static void editFile() {
  87.         if (message == "" && filePath == null) {
  88.             System.out.println("请先新建文件或者打开文件");
  89.             return;
  90.         }
  91.         Scanner sc = new Scanner(System.in);
  92.         System.out.println("请输入要修改的内容（以 \"修改的目标文字:修改之后的文字\" 格式）,"
  93.                 + "停止修改请输入\"stop\":");
  94.         String inputMessage = "";
  95.         while (!inputMessage.equals("stop")) {// 当输入stop时,停止修改
  96.             inputMessage = sc.nextLine();
  97.             if (inputMessage != null && inputMessage.length() > 0) {
  98.                 // 将输入的文字根据“：”拆分成数组
  99.                 String[] editMessage = inputMessage.split(":");
  100.                 if (editMessage != null && editMessage.length > 1) {
  101.                     // 根据输入的信息将文件中内容替换
  102.                     message = message.replace(editMessage[0], editMessage[1]);
  103.                 }
  104.             }
  105.         }
  106.         System.out.println("修改后的内容:" + "\r\n" + message);
  107.     }
  108.     /**
  109.      * 保存 新建文件存在用户输入的路径 打开的文件将原文件覆盖
  110.      */
  111.     private static void saveFile() throws IOException {
  112.         Scanner sc = new Scanner(System.in);
  113.         FileWriter out = null;
  114.         if (filePath != null) {// 文件是由“打开”载入的
  115.             out = new FileWriter(filePath);// 将原文件覆盖
  116.         } else {// 新建的文件
  117.             System.out.print("请输入文件保存的绝对路径：");
  118.             String path = sc.next();// 获取文件保存的路径
  119.             filePath = path;
  120.             // 将输入路径中大写字母替换成小写字母后判断是不是文本格式
  121.             if (!filePath.toLowerCase().endsWith(".txt")) {
  122.                 filePath += ".txt";
  123.             }
  124.             out = new FileWriter(filePath);// 构造输出流
  125.         }
  126.         out.write(message);// 写入暂存的内容
  127.         out.close();// 关闭输出流
  128.         message = "";// 修改文件前现将写入内容置空
  129.         filePath = null;// 将文件路径至null
  130.     }
  131.     /**
  132.      * 退出
  133.      */
  134.     private static void exit() {
  135.         System.out.println("您已退出系统，谢谢使用！");
  136.         System.exit(0);
  137.     }
  138. }

4. 总结

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