数据输入流

1.数据流

程序很少作为一个孤岛存在。程序通常以某种方式与“外部世界”交互。这可以通过从键盘读取数据、发送消息、从 Internet 下载页面，或者相反，将文件上传到远程服务器来实现。

我们可以用一个词来指代所有这些行为：程序与外界之间的数据交换。等等，这不仅仅是一个词。

当然，数据交换本身可以分为接收数据和发送数据两部分。例如，您使用Scanner对象从键盘读取数据——这就是接收数据。然后您使用命令在屏幕上显示数据System.out.println()——这就是发送数据。

在编程中，术语“流”用于描述数据交换。这个词是从哪里来的？

在现实生活中，你可以有一股水流，也可以有一股意识流。在编程中，我们有数据流。

流是一种多功能工具。它们允许程序从任何地方接收数据（输入流）并向任何地方发送数据（输出流）。因此，有两种类型：

• 输入流用于接收数据
• 输出流用于发送数据

为了使流“有形”，Java 的创建者编写了两个类：InputStream和OutputStream.

该类InputStream有一个read()方法可以让您从中读取数据。该类OutputStream有一个write()方法可以让你向它写入数据。他们还有其他方法，但稍后会详细介绍。

字节流

我们在谈论什么样的数据？它采用什么格式？换句话说，这些类支持哪些数据类型？

这些是通用类，因此它们支持最常见的数据类型 — byte. AnOutputStream可以写入字节（和字节数组），而InputStream对象可以读取字节（或字节数组）。就是这样——它们不支持任何其他数据类型。

因此，这些流也被称为字节流。

流的一个特点是它们的数据只能按顺序读取（或写入）。如果不读取流之前的所有数据，就无法从流的中间读取数据。

这就是通过类从键盘读取数据的方式Scanner：您逐行顺序地从键盘读取数据。我们读一行，然后读下一行，再读下一行，依此类推。恰当地，读取行的方法称为nextLine()。

将数据写入 anOutputStream也是顺序发生的。一个很好的例子是控制台输出。您输出一行，然后是另一行。这是顺序输出。你不能输出第一行，然后是第十行，然后是第二行。所有数据仅按顺序写入输出流。

字符流

您最近了解到字符串是第二流行的数据类型，而且确实如此。许多信息以字符和整个字符串的形式传递。计算机擅长以字节形式发送和接收所有内容，但人类并不是那么完美。

考虑到这一事实，Java 程序员编写了另外两个类：Reader和Writer. 该类Reader与类类似InputStream，但其read()方法读取的不是字节，而是字符 ( char)。班级Writer对应班级OutputStream。就像Reader类一样，它适用于字符 ( char)，而不是字节。

如果我们比较这四个类，我们会得到下图：

InputStream

Reader

OutputStream

Writer

实际应用

、和类本身不被任何人直接使用，因为InputStream它们不与任何可从中读取数据（或可写入数据）的具体对象相关联。但是这四个类有很多可以做很多事情的后代类。OutputStreamReaderWriter

2.InputStream类

该类InputStream很有趣，因为它是数百个后代类的父类。它自己没有任何数据，但它有所有派生类都继承的方法。

一般情况下，流对象内部存储数据的情况很少见。流是读取/写入数据的工具，但不是存储。也就是说，也有例外。

InputStream该类及其所有子类的方法：

int read()

int read(byte[] buffer)

byte[] readAllBytes()

long skip(long n)

int available()

void close()

让我们简要介绍一下这些方法：

read()方法

该方法从流中read()读取一个字节并将其返回。您可能会对int返回类型感到困惑。选择此类型是因为它int是标准整数类型。的前三个字节int将为零。

read(byte[] buffer)方法

这是该方法的第二个变体read()。InputStream它允许您一次从 all 中读取一个字节数组。将存储字节的数组必须作为参数传递。该方法返回一个数字——实际读取的字节数。

假设您有一个 10 KB 的缓冲区，并且您正在使用该类从文件中读取数据FileInputStream。如果文件仅包含 2 KB，则所有数据都将加载到缓冲区数组中，并且该方法将返回数字 2048（2 KB）。

readAllBytes()方法

一个很好的方法。它只是从中读取所有数据，InputStream直到用完并将其作为单字节数组返回。这对于读取小文件非常方便。大文件在物理上可能不适合内存，并且该方法将抛出异常。

skip(long n)方法

此方法允许您跳过对象的前 n 个字节InputStream。因为数据是严格按顺序读取的，所以此方法只是从流中读取前 n 个字节并将其丢弃。

返回实际跳过的字节数（如果流在n跳过字节之前结束）。

int available()方法

该方法返回流中剩余的字节数

void close()方法

该close()方法关闭数据流并释放与之关联的外部资源。一旦流关闭，就不能再从中读取数据。

让我们编写一个示例程序来复制一个非常大的文件。我们不能使用该readAllBytes()方法将整个文件读入内存。例子：

String src = "c:\\projects\\log.txt";
String dest = "c:\\projects\\copy.txt";

try(FileInputStream input = new FileInputStream(src);
FileOutputStream output = new FileOutputStream(dest))
{
   byte[] buffer = new byte[65536]; // 64Kb
   while (input.available() > 0)
   {
      int real = input.read(buffer);
      output.write(buffer, 0, real);
   }
}

在此示例中，我们使用了两个类：是用于从文件读取数据FileInputStream的后代，以及用于将数据写入文件的后代。稍后我们将讨论第二类。InputStreamFileOutputStreamOutputStream

这里另一个有趣的点是real变量。当从文件中读取最后一个数据块时，它的数据量很可能少于 64KB。因此，我们需要输出的不是整个缓冲区，而是其中的一部分——第一个real字节。这正是write()方法中发生的事情。

3.Reader类

该类Reader是该类的完整类比InputStream。唯一的区别是它使用字符 ( char)，而不是字节。就像InputStream类一样，Reader类本身不会在任何地方使用：它是数百个子类的父类，并为所有子类定义通用方法。

Reader该类（及其所有后代类）的方法：

int read()

int read(char[] buffer)

long skip(long n)

boolean ready()

void close()

这些方法与类中的方法非常相似InputStream，尽管存在细微差别。

int read()方法

char此方法从流中读取一个并返回它。类型char扩展为int，但结果的前两个字节始终为零。

int read(char[] buffer)方法

这是该方法的第二个变体read()。Reader它使您可以一次从 a 中读取一个 char 数组。将存储字符的数组必须作为参数传递。该方法返回一个数字——实际读取的字符数。

skip(long n)方法

此方法允许您跳过对象的前 n 个字符Reader。它的工作原理与类的类似方法完全相同InputStream。返回实际跳过的字符数。

boolean ready()方法

true如果流中有未读字节则返回。

void close()方法

该close()方法关闭数据流并释放与之关联的外部资源。一旦流关闭，就不能再从中读取数据。

为了比较，让我们编写一个复制文本文件的程序：

String src = "c:\\projects\\log.txt";
String dest = "c:\\projects\\copy.txt";

try(FileReader reader = new FileReader(src);
FileWriter writer = new FileWriter(dest))
{
   char[] buffer = new char[65536]; // 128Kb
   while (reader.ready())
   {
      int real = reader.read(buffer);
      writer.write(buffer, 0, real);
   }
}