从零开始学习 Java：简单易懂的入门指南之IO字符流（三十一）

待我称王封你为后i 2024-04-17 10:03 64阅读 0赞

#### IO流之字符流 ####

*  1. 字符流
 *   *  1.1 字符输入流【Reader】
     *  1.2 FileReader类
     *   *  构造方法
         *  读取字符数据
     *  1.3 字符输出流【Writer】
     *  1.4 FileWriter类
     *   *  构造方法
         *  基本写出数据
         *  关闭和刷新
         *  写出其他数据
 *  2. IO异常的处理
 *   *   *  JDK7前处理
         *  JDK7的处理
         *  JDK9的改进
 *  3. 综合练习
 *   *  练习1：拷贝文件夹
     *  练习2：文件加密
     *  练习3：数字排序

## 1. 字符流 ##

当使用字节流读取文本文件时，可能会有一个小问题。就是遇到中文字符时，可能不会显示完整的字符，那是因为一个中文字符可能占用多个字节存储。所以Java提供一些字符流类，以字符为单位读写数据，专门用于处理文本文件。

### 1.1 字符输入流【Reader】 ###

`java.io.Reader`抽象类是表示用于读取字符流的所有类的超类，可以读取字符信息到内存中。它定义了字符输入流的基本共性功能方法。

*  `public void close()` ：关闭此流并释放与此流相关联的任何系统资源。
 *  `public int read()`： 从输入流读取一个字符。
 *  `public int read(char[] cbuf)`： 从输入流中读取一些字符，并将它们存储到字符数组 cbuf中 。

### 1.2 FileReader类 ###

`java.io.FileReader`类是读取字符文件的便利类。构造时使用系统默认的字符编码和默认字节缓冲区。

> 小贴士：
> 
> 1.  字符编码：字节与字符的对应规则。Windows系统的中文编码默认是GBK编码表。
>     
>     idea中UTF-8
> 2.  字节缓冲区：一个字节数组，用来临时存储字节数据。

#### 构造方法 ####

*  `FileReader(File file)`： 创建一个新的 FileReader ，给定要读取的File对象。
 *  `FileReader(String fileName)`： 创建一个新的 FileReader ，给定要读取的文件的名称。

当你创建一个流对象时，必须传入一个文件路径。类似于FileInputStream 。

*  构造举例，代码如下：

public class FileReaderConstructor throws IOException{
        
        public static void main(String[] args) {
        
       	 	// 使用File对象创建流对象
            File file = new File("a.txt");
            FileReader fr = new FileReader(file);
          
            // 使用文件名称创建流对象
            FileReader fr = new FileReader("b.txt");
        }
    }

#### 读取字符数据 ####

1.  **读取字符**：`read`方法，每次可以读取一个字符的数据，提升为int类型，读取到文件末尾，返回`-1`，循环读取，代码使用演示：

public class FRRead {
        
        public static void main(String[] args) throws IOException {
        
          	// 使用文件名称创建流对象
           	FileReader fr = new FileReader("read.txt");
          	// 定义变量，保存数据
            int b ；
            // 循环读取
            while ((b = fr.read())!=-1) {
        
                System.out.println((char)b);
            }
    		// 关闭资源
            fr.close();
        }
    }
    输出结果：
    我
    是
    程
    序
    员

> 小贴士：虽然读取了一个字符，但是会自动提升为int类型。

1.  **使用字符数组读取**：`read(char[] cbuf)`，每次读取b的长度个字符到数组中，返回读取到的有效字符个数，读取到末尾时，返回`-1` ，代码使用演示：

public class FRRead {
        
        public static void main(String[] args) throws IOException {
        
          	// 使用文件名称创建流对象
           	FileReader fr = new FileReader("read.txt");
          	// 定义变量，保存有效字符个数
            int len ；
            // 定义字符数组，作为装字符数据的容器
             char[] cbuf = new char[2];
            // 循环读取
            while ((len = fr.read(cbuf))!=-1) {
        
                System.out.println(new String(cbuf));
            }
    		// 关闭资源
            fr.close();
        }
    }
    输出结果：
    我是
    程序
    员序

获取有效的字符改进，代码使用演示：

public class FISRead {
        
        public static void main(String[] args) throws IOException {
        
          	// 使用文件名称创建流对象
           	FileReader fr = new FileReader("read.txt");
          	// 定义变量，保存有效字符个数
            int len ；
            // 定义字符数组，作为装字符数据的容器
            char[] cbuf = new char[2];
            // 循环读取
            while ((len = fr.read(cbuf))!=-1) {
        
                System.out.println(new String(cbuf,0,len));
            }
        	// 关闭资源
            fr.close();
        }
    }
    
    输出结果：
    我是
    程序
    员

### 1.3 字符输出流【Writer】 ###

`java.io.Writer`抽象类是表示用于写出字符流的所有类的超类，将指定的字符信息写出到目的地。它定义了字节输出流的基本共性功能方法。

*  `void write(int c)` 写入单个字符。
 *  `void write(char[] cbuf)`写入字符数组。
 *  `abstract void write(char[] cbuf, int off, int len)`写入字符数组的某一部分,off数组的开始索引,len写的字符个数。
 *  `void write(String str)`写入字符串。
 *  `void write(String str, int off, int len)` 写入字符串的某一部分,off字符串的开始索引,len写的字符个数。
 *  `void flush()`刷新该流的缓冲。
 *  `void close()` 关闭此流，但要先刷新它。

### 1.4 FileWriter类 ###

`java.io.FileWriter`类是写出字符到文件的便利类。构造时使用系统默认的字符编码和默认字节缓冲区。

#### 构造方法 ####

*  `FileWriter(File file)`： 创建一个新的 FileWriter，给定要读取的File对象。
 *  `FileWriter(String fileName)`： 创建一个新的 FileWriter，给定要读取的文件的名称。

当你创建一个流对象时，必须传入一个文件路径，类似于FileOutputStream。

*  构造举例，代码如下：

public class FileWriterConstructor {
        
        public static void main(String[] args) throws IOException {
        
       	 	// 使用File对象创建流对象
            File file = new File("a.txt");
            FileWriter fw = new FileWriter(file);
          
            // 使用文件名称创建流对象
            FileWriter fw = new FileWriter("b.txt");
        }
    }

#### 基本写出数据 ####

**写出字符**：`write(int b)` 方法，每次可以写出一个字符数据，代码使用演示：

public class FWWrite {
        
        public static void main(String[] args) throws IOException {
        
            // 使用文件名称创建流对象
            FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt");     
          	// 写出数据
          	fw.write(97); // 写出第1个字符
          	fw.write('b'); // 写出第2个字符
          	fw.write('C'); // 写出第3个字符
          	fw.write(30000); // 写出第4个字符，中文编码表中30000对应一个汉字。
          
          	/*
            【注意】关闭资源时,与FileOutputStream不同。
          	 如果不关闭,数据只是保存到缓冲区，并未保存到文件。
            */
            // fw.close();
        }
    }
    输出结果：
    abC田

> 小贴士：
> 
> 1.  虽然参数为int类型四个字节，但是只会保留一个字符的信息写出。
> 2.  未调用close方法，数据只是保存到了缓冲区，并未写出到文件中。

#### 关闭和刷新 ####

因为内置缓冲区的原因，如果不关闭输出流，无法写出字符到文件中。但是关闭的流对象，是无法继续写出数据的。如果我们既想写出数据，又想继续使用流，就需要`flush` 方法了。

*  `flush` ：刷新缓冲区，流对象可以继续使用。
 *  `close`:先刷新缓冲区，然后通知系统释放资源。流对象不可以再被使用了。

代码使用演示：

public class FWWrite {
        
        public static void main(String[] args) throws IOException {
        
            // 使用文件名称创建流对象
            FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt");
            // 写出数据，通过flush
            fw.write('刷'); // 写出第1个字符
            fw.flush();
            fw.write('新'); // 继续写出第2个字符，写出成功
            fw.flush();
          
          	// 写出数据，通过close
            fw.write('关'); // 写出第1个字符
            fw.close();
            fw.write('闭'); // 继续写出第2个字符,【报错】java.io.IOException: Stream closed
            fw.close();
        }
    }

> 小贴士：即便是flush方法写出了数据，操作的最后还是要调用close方法，释放系统资源。

#### 写出其他数据 ####

1.  **写出字符数组** ：`write(char[] cbuf)` 和 `write(char[] cbuf, int off, int len)` ，每次可以写出字符数组中的数据，用法类似FileOutputStream，代码使用演示：

public class FWWrite {
        
        public static void main(String[] args) throws IOException {
        
            // 使用文件名称创建流对象
            FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt");     
          	// 字符串转换为字节数组
          	char[] chars = "我是程序员".toCharArray();
          
          	// 写出字符数组
          	fw.write(chars); // 我是程序员
            
    		// 写出从索引2开始，2个字节。索引2是'程'，两个字节，也就是'程序'。
            fw.write(b,2,2); // 程序
          
          	// 关闭资源
            fos.close();
        }
    }

1.  **写出字符串**：`write(String str)` 和 `write(String str, int off, int len)` ，每次可以写出字符串中的数据，更为方便，代码使用演示：

public class FWWrite {
        
        public static void main(String[] args) throws IOException {
        
            // 使用文件名称创建流对象
            FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt");     
          	// 字符串
          	String msg = "我是程序员";
          
          	// 写出字符数组
          	fw.write(msg); //我是程序员
          
    		// 写出从索引2开始，2个字节。索引2是'程'，两个字节，也就是'程序'。
            fw.write(msg,2,2);	// 程序
          	
            // 关闭资源
            fos.close();
        }
    }

1.  **续写和换行**：操作类似于FileOutputStream。

public class FWWrite {
        
        public static void main(String[] args) throws IOException {
        
            // 使用文件名称创建流对象，可以续写数据
            FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt"，true);     
          	// 写出字符串
            fw.write("我是");
          	// 写出换行
          	fw.write("\r\n");
          	// 写出字符串
      		fw.write("程序员");
          	// 关闭资源
            fw.close();
        }
    }
    输出结果:
    我是
    程序员

> 小贴士：字符流，只能操作文本文件，不能操作图片，视频等非文本文件。
> 
> 当我们单纯读或者写文本文件时 使用字符流 其他情况使用字节流

## 2. IO异常的处理 ##

#### JDK7前处理 ####

之前的入门练习，我们一直把异常抛出，而实际开发中并不能这样处理，建议使用`try...catch...finally` 代码块，处理异常部分，代码使用演示：

public class HandleException1 {
        
        public static void main(String[] args) {
        
          	// 声明变量
            FileWriter fw = null;
            try {
        
                //创建流对象
                fw = new FileWriter("fw.txt");
                // 写出数据
                fw.write("我是程序员"); //我是程序员
            } catch (IOException e) {
        
                e.printStackTrace();
            } finally {
        
                try {
        
                    if (fw != null) {
        
                        fw.close();
                    }
                } catch (IOException e) {
        
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

#### JDK7的处理 ####

还可以使用JDK7优化后的`try-with-resource` 语句，该语句确保了每个资源在语句结束时关闭。所谓的资源（resource）是指在程序完成后，必须关闭的对象。

格式：

try (创建流对象语句，如果多个,使用';'隔开) {
        
    	// 读写数据
    } catch (IOException e) {
        
    	e.printStackTrace();
    }

代码使用演示：

public class HandleException2 {
        
        public static void main(String[] args) {
        
          	// 创建流对象
            try ( FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt"); ) {
        
                // 写出数据
                fw.write("我是程序员"); //我是程序员
            } catch (IOException e) {
        
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

#### JDK9的改进 ####

JDK9中`try-with-resource` 的改进，对于**引入对象**的方式，支持的更加简洁。被引入的对象，同样可以自动关闭，无需手动close，我们来了解一下格式。

改进前格式：

// 被final修饰的对象
    final Resource resource1 = new Resource("resource1");
    // 普通对象
    Resource resource2 = new Resource("resource2");
    // 引入方式：创建新的变量保存
    try (Resource r1 = resource1;
         Resource r2 = resource2) {
        
         // 使用对象
    }

改进后格式：

// 被final修饰的对象
    final Resource resource1 = new Resource("resource1");
    // 普通对象
    Resource resource2 = new Resource("resource2");
    
    // 引入方式：直接引入
    try (resource1; resource2) {
        
         // 使用对象
    }

改进后，代码使用演示：

public class TryDemo {
        
        public static void main(String[] args) throws IOException {
        
           	// 创建流对象
            final  FileReader fr  = new FileReader("in.txt");
            FileWriter fw = new FileWriter("out.txt");
           	// 引入到try中
            try (fr; fw) {
        
              	// 定义变量
                int b;
              	// 读取数据
              	while ((b = fr.read())!=-1) {
        
                	// 写出数据
                	fw.write(b);
              	}
            } catch (IOException e) {
        
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

## 3. 综合练习 ##

### 练习1：拷贝文件夹 ###

public class Test01 {
        
        public static void main(String[] args) throws IOException {
        
            //拷贝一个文件夹，考虑子文件夹
    
            //1.创建对象表示数据源
            File src = new File("D:\\aaa\\src");
            //2.创建对象表示目的地
            File dest = new File("D:\\aaa\\dest");
    
            //3.调用方法开始拷贝
            copydir(src,dest);
    
    
    
        }
    
        /*
        * 作用：拷贝文件夹
        * 参数一：数据源
        * 参数二：目的地
        *
        * */
        private static void copydir(File src, File dest) throws IOException {
        
            dest.mkdirs();
            //递归
            //1.进入数据源
            File[] files = src.listFiles();
            //2.遍历数组
            for (File file : files) {
        
                if(file.isFile()){
        
                    //3.判断文件，拷贝
                    FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
                    FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File(dest,file.getName()));
                    byte[] bytes = new byte[1024];
                    int len;
                    while((len = fis.read(bytes)) != -1){
        
                        fos.write(bytes,0,len);
                    }
                    fos.close();
                    fis.close();
                }else {
        
                    //4.判断文件夹，递归
                    copydir(file, new File(dest,file.getName()));
                }
            }
        }
    }

### 练习2：文件加密 ###

public class Test02 {
        
        public static void main(String[] args) throws IOException {
        
            /*
                为了保证文件的安全性，就需要对原始文件进行加密存储，再使用的时候再对其进行解密处理。
                加密原理：
                    对原始文件中的每一个字节数据进行更改，然后将更改以后的数据存储到新的文件中。
                解密原理：
                    读取加密之后的文件，按照加密的规则反向操作，变成原始文件。
    
                 ^ : 异或
                     两边相同：false
                     两边不同：true
    
                     0：false
                     1：true
    
                   100:1100100
                   10: 1010
    
                   1100100
                 ^ 0001010
                 __________
                   1101110
                 ^ 0001010
                 __________
                   1100100
    
            */
        }
    
        public static void encryptionAndReduction(File src, File dest) throws IOException {
        
            FileInputStream fis = new FileInputStream(src);
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream(dest);
            int b;
            while ((b = fis.read()) != -1) {
        
                fos.write(b ^ 2);
            }
            //4.释放资源
            fos.close();
            fis.close();
        }
    
    
    }

### 练习3：数字排序 ###

文本文件中有以下的数据：  
2-1-9-4-7-8  
将文件中的数据进行排序，变成以下的数据：  
1-2-4-7-8-9

实现方式一：

public class Test03 {
        
        public static void main(String[] args) throws IOException {
        
            /*
                文本文件中有以下的数据：
                    2-1-9-4-7-8
                将文件中的数据进行排序，变成以下的数据：
                    1-2-4-7-8-9
            */
    
    
            //1.读取数据
            FileReader fr = new FileReader("myio\\a.txt");
            StringBuilder sb = new StringBuilder();
            int ch;
            while((ch = fr.read()) != -1){
        
                sb.append((char)ch);
            }
            fr.close();
            System.out.println(sb);
            //2.排序
            String str = sb.toString();
            String[] arrStr = str.split("-");//2-1-9-4-7-8
    
            ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
            for (String s : arrStr) {
        
                int i = Integer.parseInt(s);
                list.add(i);
            }
            Collections.sort(list);
            System.out.println(list);
            //3.写出
            FileWriter fw = new FileWriter("myio\\a.txt");
            for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
        
                if(i == list.size() - 1){
        
                    fw.write(list.get(i) + "");
                }else{
        
                    fw.write(list.get(i) + "-");
                }
            }
            fw.close();
        }
    }

实现方式二：

public class Test04 {
        
        public static void main(String[] args) throws IOException {
        
            /*
                文本文件中有以下的数据：
                    2-1-9-4-7-8
                将文件中的数据进行排序，变成以下的数据：
                    1-2-4-7-8-9
    
               细节1：
                    文件中的数据不要换行
    
                细节2:
                    bom头
            */
            //1.读取数据
            FileReader fr = new FileReader("myio\\a.txt");
            StringBuilder sb = new StringBuilder();
            int ch;
            while((ch = fr.read()) != -1){
        
                sb.append((char)ch);
            }
            fr.close();
            System.out.println(sb);
            //2.排序
            Integer[] arr = Arrays.stream(sb.toString()
                                          .split("-"))
                .map(Integer::parseInt)
                .sorted()
                .toArray(Integer[]::new);
            //3.写出
            FileWriter fw = new FileWriter("myio\\a.txt");
            String s = Arrays.toString(arr).replace(", ","-");
            String result = s.substring(1, s.length() - 1);
            fw.write(result);
            fw.close();
        }
    }

**后记  
????美好的一天，到此结束，下次继续努力！欲知后续，请看下回分解，写作不易，感谢大家的支持！！ ???**