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1、第9章 I/O：读和写,华中科技大学IBM技术中心,华中科技大学IBM技术中心,HUST & IBM Computer Tech. Center,I/O与流,I/O是程序设计中的重要问题，大部分的应用程序都需要I/O操作，比如从键盘获得用户输入、在屏幕输出运行结果、对磁盘文件进行读写等等。应用程序只有通过I/O操作才能实现与用户的交互及数据的处理及存储 在Java语言中，将不同类型的I/O抽象为流。所谓“流（stream）”，可以看作是数据在文件或程序之间的传递,华中科技大学IBM技术中心,HUST & IBM Computer Tech. Center,输入流和输出流,一般来说，流有两种基本
2、形式：输入流和输出流，根据程序是作为数据流的目的端还是源端来划分。程序首先要打开一个流，才能与数据文件进行通信。 通过输入流，程序可以从数据文件读取数据，但不可向输入流中写入数据；反之，通过输出流，程序可以向数据文件中写入数据。程序与其他设备间的I/O也可以使用流，这时可将设备看作是一个数据文件。,华中科技大学IBM技术中心,HUST & IBM Computer Tech. Center,Java I/O流类的组织模式,华中科技大学IBM技术中心,HUST & IBM Computer Tech. Center,java.io,在Java开发环境中，主要是由包java.io中提供的一系列的类
3、和接口来实现输入/输出处理。而标准输入/输出处理则是由包java.lang中提供的类来处理的，这些类又都是从包java.io中的类继承而来的。 I/O类提供了低层次和高层次的界面。每一种介质都有一对与之相关联的输入输出类，它们提供低层次的面向数据序列（字符、字节）的界面。与介质相关的各个类都分别是输入输出抽象流类的子类，它们通常具有与介质相关的构造器及方法。 I/O抽象类为所有与介质相关的具体输入输出类提供了一个统一的界面。反过来各个具体的与介质相关的输入输出类也扩展了抽象类，通过它们可以实现在具体介质上的输入输出操作,华中科技大学IBM技术中心,HUST & IBM Computer Tec
4、h. Center,I/O操作的一般步骤,构造一个与介质相关的I/O对象，以提供一种低层次的方法将数据输入或输出到相应的介质； 将与介质相关的对象强制类型转换为它的父类（即抽象I/O类），并利用该对象构造一个流对象。这样便建立起了流类对象与介质相关对象的关联； 这时就可利用流对象的I/O方法进行相应介质上的数据读写。,华中科技大学IBM技术中心,HUST & IBM Computer Tech. Center,字节流类,华中科技大学IBM技术中心,HUST & IBM Computer Tech. Center,InputStream类,InputStream类定义了一套所有字节输入流所需的方
5、法,华中科技大学IBM技术中心,HUST & IBM Computer Tech. Center,OutputStream类,OutputStream类定义了一套所有字节输出流所需的方法。,华中科技大学IBM技术中心,HUST & IBM Computer Tech. Center,字符流类,华中科技大学IBM技术中心,HUST & IBM Computer Tech. Center,Reader与Writer类,Reader类的相关方法： void close() void mark(int readAheadLimit) boolean markSupported() int read()
6、 int read(char cbuf) int read(char cbuf, int off, int len) boolean ready() void reset() long skip(long n) Writer类的相关方法： void close() void flush() void write(char cbuf) void write(char cbuf, int off, int len) void write(int c) void write(String str) void write(String str, int off, int len),华中科技大学IBM技
7、术中心,HUST & IBM Computer Tech. Center,流的使用（1）,华中科技大学IBM技术中心,HUST & IBM Computer Tech. Center,流的使用（2）,华中科技大学IBM技术中心,HUST & IBM Computer Tech. Center,流的使用（3）,华中科技大学IBM技术中心,HUST & IBM Computer Tech. Center,流的使用（4）,华中科技大学IBM技术中心,HUST & IBM Computer Tech. Center,文件流,要对本机文件系统上的文件进行读写，需要使用文件流。Java的文件流类包括字符流
8、的FileReader、FileWriter和字节流的FileInputStream、FileOutputStream。文件流对象的构造需要提供文件名作为参数，也即可以通过文件名来创建文件流。这里的所谓文件名可以是字符串、File对象或FileDescriptor对象。,华中科技大学IBM技术中心,HUST & IBM Computer Tech. Center,例程,import java.io.*; class Copy private void copy(InputStream in, OutputStream out) throws IOException byte buf = new
9、 byte4096; int len = in.read(buf); while (len != -1) out.write(buf, 0, len); len = in.read(buf); public void cat(String fsrc, String fdest) try InputStream in = new FileInputStream(fsrc); OutputStream out = new FileOutputStream(fdest, true); copy(in, out); out.close(); in.close(); catch (IOException
10、 ex) System.err.println(ex); ,华中科技大学IBM技术中心,HUST & IBM Computer Tech. Center,例程-cont.,public class UseCopy public static void main(String args) Copy c=new Copy(); c.cat(“in.dat”,”out.dat”); ,华中科技大学IBM技术中心,HUST & IBM Computer Tech. Center,内存流,为了支持内存上的输入输出，java.io包内提供了一组相关的类： 字节流类ByteArrayInputStream
11、ByteArrayOutputStream StringBufferInputStream 字符流类CharArrayReader CharArrayWriter StringReader StringWriter,华中科技大学IBM技术中心,HUST & IBM Computer Tech. Center,例程,import java.io.*; public class ByteArrayOutputStreamTest public static void main(String args) try ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOu
12、tputStream(); PrintStream ps = new PrintStream(baos); for (int i = 0; i 1000; i+) ps.println(i + “ ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ“); long start = System.currentTimeMillis(); FileOutputStream fos = new FileOutputStream(“ByteArrayOutputStreamTest“); baos.writeTo(fos); fos.close(); long stop = System.curre
13、ntTimeMillis(); System.out.println(“time elapsed (milliseconds) = “ + (stop - start); catch (FileNotFoundException fnfe) System.out.println(fnfe.getMessage(); catch (IOException ioe) System.out.println(ioe.getMessage(); ,华中科技大学IBM技术中心,HUST & IBM Computer Tech. Center,管道流,管道是用来把一个线程的输出连接到另一个线程的输入。管道输
14、入流作为一个通信管道的接收端，管道输出流则作为发送端。管道流必须是输入输出并用，也就是说在使用管道前，两者必须进行连接。,华中科技大学IBM技术中心,HUST & IBM Computer Tech. Center,为什么要用到管道流？,当某个程序的输出作为另外一个程序的输入时，如果没有管道，就必须为程序提供一个存放中间结果的位置，前一个程序将输出数据写入该位置，而后一个程序再从该位置读出这些数据，这样的做法无疑是低效率的。 通过管道，可以连接程序的输出和输入，直接将前一程序的输出作为后一程序的输入，提高了程序效率。,华中科技大学IBM技术中心,HUST & IBM Computer Tech
15、. Center,管道流的连接方式,java.io中为字符类型和字节类型各提供了一对输入输出管道流类：PipedReader/ PipedWriter和PipedInputStream/PipedOutputStream。 管道流的连接方式有两种，以PipedInputStream/PipedOutputStream为例： 在构造方法中进行连接：PipedInputStream(PipedOutputStream pos); PipedOutputStream(PipedInputStream pis); 通过各自的connect()方法连接： 在类PipedInputStream中，conn
16、ect(PipedOutputStream pos); 在类PipedOutputStream中，connect(PipedInputStream pis);,华中科技大学IBM技术中心,HUST & IBM Computer Tech. Center,例程,class PipedExample public static void main(String args) throws IOException byte dataA = 123, dataB= 321; PipedInputStream pis = new PipedInputStream(); PipedOutputStream pos = new PipedOutputStream(pis); System.out.println(“PipedInputStream“); try pos.write(dataA); pos.write(dataB); System.o
