文件的世界,一切皆字节流(Stream)

沉默王二2022年8月23日
大约 10 分钟

我们必须得明确一点,一切文件数据(文本、图片、视频等)都是以二进制的形式存储的,传输时也如此。所以,字节流可以传输任意文件数据。在操作流的时候,我们要时刻明确,无论使用什么样的流对象,底层传输的始终是二进制数据。

字节输出流(OutputStream)

java.io.OutputStream 抽象类是字节输出流类的超类(父类),它将指定的字节信息写入到目的地,定义了字节输出流的一些共性方法:

1、 public void close() :关闭此输出流并释放与此流相关联的系统资源。

2、 public void flush() :刷新此输出流并强制缓冲区的字节被写入到目的地。

3、 public void write(byte[] b):将 b.length个字节从指定的字节数组写入此输出流。

4、 public void write(byte[] b, int off, int len) :从指定的字节数组写入 len字节到此输出流,从偏移量 off开始。 也就是说从off个字节数开始一直到len个字节结束

以上4个方法是字节输出流都具有的方法,由父类OutputStream提供定义,子类共享以上方法

FileOutputStream类

OutputStream有很多子类,我们从最简单的一个子类FileOutputStream开始。看名字就知道是文件输出流,用于将数据写入到文件。

FileOutputStream构造方法

不管学啥子,只要是对象,就从构造方法开始!

1、 public FileOutputStream(File file):根据文件创建文件输出流对象。

2、 public FileOutputStream(String name): 根据文件名创建文件输出流对象。

推荐第二种构造方法【开发常用】:

FileOutputStream foutputStream = new FileOutputStream("abc.txt");

就以上面这行代码来讲,类似这样创建字节输出流对象一共做了三件事情

1、调用系统功能去创建文件【只有输出流对象才会自动创建】

2、创建outputStream对象

3、把foutputStream对象指向这个文件

注意:

创建输出流对象的时候,系统会自动去对应位置创建文件,即使文件不存在也不会报FileNotFoundException异常。

当你创建一个流对象时,必须直接或者间接传入一个文件路径。比如现在我们创建一个FileOutputStream流对象,在该路径下,如果没有这个文件,会创建该文件。如果有这个文件,会清空这个文件的数据。有兴趣的童鞋可以测试一下,具体代码如下:

public class FileOutputStreamConstructor throws IOException {
    public static void main(String[] args) {
      // 使用File对象创建流对象
        File file = new File("G:\\自动创建的文件夹\\a.txt");
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file);
      
        // 使用文件名称创建流对象
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("G:\\b.txt");
    }
}

FileOutputStream写入字节数据

使用FileOutputStream写入字节数据主要通过Write方法,而write方法分如下三种

public void write(int b)
public void write(byte[] b)
public void write(byte[] b,int off,int len)  //从`off`索引开始,`len`个字节
  1. 写入字节write(int b) 方法,每次可以写入一个字节数据,代码如下:
public class IoWrite {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos.txt");     
        // 写出数据
        fos.write(97); // 第1个字节
        fos.write(98); // 第2个字节
        fos.write(99); // 第3个字节
        // 关闭资源
        fos.close();
    }
}
输出结果:
abc

字符 a 的 ASCII 值open in new window为 97,字符 b 的ASCII 值为 98,字符 b 的ASCII 值为 99。也就是说,以上代码可以写成:

public class IoWrite {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos.txt");     
        // 写出数据
        fos.write('a'); // 第1个字节
        fos.write('b'); // 第2个字节
        fos.write('c'); // 第3个字节
        // 关闭资源
        fos.close();
    }
}
  1. 虽然参数为int类型,占四个字节,但是这里只会保留一个字节的信息写入(通常来说,一个英文字符是一个字节,一个中文字符是两个字节)。
  2. 流操作完毕后,必须释放系统资源,调用close方法,千万记得。
  1. 写入字节数组write(byte[] b),代码使用演示:
public class FOSWrite {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos.txt");     
        // 字符串转换为字节数组
        byte[] b = "麻麻我想吃烤山药".getBytes();
        // 写入字节数组数据
        fos.write(b);
        // 关闭资源
        fos.close();
    }
}
输出结果:
麻麻我想吃烤山药
  1. 写入指定长度字节数组write(byte[] b, int off, int len) ,从off索引开始,写入len个字节,代码如下:
public class FOSWrite {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos.txt");     
        // 字符串转换为字节数组
        byte[] b = "abcde".getBytes();
        // 从索引2开始,2个字节。索引2是c,两个字节,也就是cd。
        fos.write(b,2,2);
        // 关闭资源
        fos.close();
    }
}
输出结果:
cd

FileOutputStream实现数据追加、换行

经过以上的代码测试,每次程序运行,都会创建新的输出流对象,于是目标文件中的数据也会被清空。如何保留目标文件中数据,还能继续追加新数据呢?以及实现换行呢?

其实很简单。

我们先来学习FileOutputStream的另外两个构造方法,如下:

1、public FileOutputStream(File file, boolean append)

2、public FileOutputStream(String name, boolean append)

这两个构造方法,第二个参数中都需要传入一个boolean类型的值,true 表示追加数据,false 表示不追加也就是清空原有数据。这样创建的输出流对象,就可以指定是否要追加内容了。

实现数据追加代码如下:

public class FOSWrite {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos.txt",true);     
        // 字符串转换为字节数组
        byte[] b = "abcde".getBytes();
    // 写出从索引2开始,2个字节。索引2是c,两个字节,也就是cd。
        fos.write(b);
        // 关闭资源
        fos.close();
    }
}
文件操作前:cd
文件操作后:cdabcde

Windows系统里,换行符号是\r\n ,具体代码如下:

public class FOSWrite {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos.txt");  
        // 定义字节数组
        byte[] words = {97,98,99,100,101};
        // 遍历数组
        for (int i = 0; i < words.length; i++) {
            // 写出一个字节
            fos.write(words[i]);
            // 写出一个换行, 换行符号转成数组写出
            fos.write("\r\n".getBytes());
        }
        // 关闭资源
        fos.close();
    }
}

输出结果:
a
b
c
d
e

回车符(CR)和换行符(LF)是文本文件用于标记换行的控制字符(control characters)或字节码(bytecode)。

  • CR = Carriage Return,回车符号(\r,十六进制 ascii 码为0x0D,十进制 ascii 码为 13),用于将鼠标移动到行首,并不前进至下一行。
  • LF = Line Feed,换行符号( \n, 十六进制 ascii 码为 0x0A,十进制 ascii 码为 10)。

紧邻的 CR 和 LF(组成 CRLF,\r\n,或十六进制 0x0D0A)将鼠标移动到下一行行首。(Windows 操作系统默认的文本换行符为 CRLF;Linux 以及 macOS 系统默认使用 LF,早期的 mac os 系统使用 CR 换行。)

字节输入流(InputStream)

java.io.InputStream 抽象类是字节输入流类的超类(父类),可以读取字节信息到内存中。它定义了字节输入流的一些共性方法:

1、public void close() :关闭此输入流并释放与此流相关的系统资源。

2、public abstract int read(): 从输入流读取数据的下一个字节。

3、public int read(byte[] b): 该方法返回的int值代表的是读取了多少个字节,读到几个返回几个,读取不到返回-1

FileInputStream类

java.io.FileInputStream 类是文件输入流,从文件中读取字节。

FileInputStream的构造方法

1、 FileInputStream(File file): 通过打开与实际文件的连接来创建一个 FileInputStream,该文件由文件系统中的 File 对象 file 命名。

2、 FileInputStream(String name): 通过打开与实际文件的连接来创建一个 FileInputStream,该文件由文件系统中的路径名name命名。

同样的,推荐使用第二种构造方法:

FileInputStream inputStream = new FileInputStream("a.txt");

当你创建一个流对象时,必须传入一个文件路径。该路径下,如果没有该文件,会抛出FileNotFoundException

举例,代码如下:

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

FileInputStream读取字节数据

  1. 读取字节read方法,每次可以读取一个字节的数据,会转为int类型返回,如果读取到文件末尾,则返回-1,代码测试如下【read.txt文件中内容为abcde】:
public class FISRead {
    public static void main(String[] args) throws IOException{
        // 使用文件名称创建流对象
        FileInputStream fis = new FileInputStream("read.txt");//read.txt文件中内容为abcde
        // 读取数据,返回一个字节
        int read = fis.read();
        System.out.println((char) read);
        read = fis.read();
        System.out.println((char) read);
        read = fis.read();
        System.out.println((char) read);
        read = fis.read();
        System.out.println((char) read);
        read = fis.read();
        System.out.println((char) read);
        // 读取到末尾,返回-1
        read = fis.read();
        System.out.println( read);
    // 关闭资源
        fis.close();
    }
}
输出结果:
a
b
c
d
e
-1

循环改进读取方式,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
        FileInputStream fis = new FileInputStream("read.txt");
        // 定义变量,保存数据
        int b;
        // 循环读取
        while ((b = fis.read())!=-1) {
            System.out.println((char)b);
        }
        // 关闭资源
        fis.close();
    }
}
输出结果:
a
b
c
d
e
  1. 使用字节数组读取read(byte[] b),每次读取数组b的长度个字节到数组中,返回读取到的有效字节个数,读取到末尾时,返回-1 ,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.
        FileInputStream fis = new FileInputStream("read.txt"); // read.txt文件中内容为abcde
        // 定义变量,作为有效个数
        int len;
        // 定义字节数组,作为装字节数据的容器   
        byte[] b = new byte[2];
        // 循环读取
        while ((len = fis.read(b))!=-1) {
            // 每次读取后,把数组变成字符串打印
            System.out.println(new String(b));
        }
    // 关闭资源
        fis.close();
    }
}

输出结果:
ab
cd
ed

嗯?

read.txt文件中的内容为abcde,结果输出了 abcded

这是由于最后一次读取时,只读取一个字节e,而数组中上次读取的数据没有被完全替换【注意是替换,看下图】

所以要通过len,获取有效的字节。代码如下:

public class FISRead {
    public static void main(String[] args) throws IOException{
        // 使用文件名称创建流对象.
        FileInputStream fis = new FileInputStream("read.txt"); // 文件中为abcde
        // 定义变量,作为有效个数
        int len;
        // 定义字节数组,作为装字节数据的容器   
        byte[] b = new byte[2];
        // 循环读取
        while ((len= fis.read(b))!=-1) {
            // 每次读取后,把数组的有效字节部分,变成字符串打印
            System.out.println(new String(b,0,len));//  len 每次读取的有效字节个数
        }
    // 关闭资源
        fis.close();
    }
}

输出结果:
ab
cd
e

在开发中一般强烈推荐使用数组读取文件,代码如下:

package io;

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;

public class input2 {
    public static void main(String args[]){
        FileInputStream inputStream = null;
        try {
            inputStream = new FileInputStream("a.txt");
            int len = 0 ;
            byte[] bys = new byte[1024];
            while ((len = inputStream.read(bys)) != -1) {
                System.out.println(new String(bys,0,len));
            }
        
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            try {
                inputStream.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

    }
}

字节流FileInputstream复制图片

复制图片原理

代码实现

复制图片文件,代码如下:

public class Copy {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 1.创建流对象
        // 1.1 指定数据源
        FileInputStream fis = new FileInputStream("D:\\test.jpg");
        // 1.2 指定目的地
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("test_copy.jpg");

        // 2.读写数据
        // 2.1 定义数组
        byte[] b = new byte[1024];
        // 2.2 定义长度
        int len;
        // 2.3 循环读取
        while ((len = fis.read(b))!=-1) {
            // 2.4 写出数据
            fos.write(b, 0 , len);
        }

        // 3.关闭资源
        fos.close();
        fis.close();
    }
}

复制文本、图片、mp3、视频等的方式一样

到这里,字节流OutputStream与InputStream就讲清楚了。

参考链接:https://www.cnblogs.com/yichunguo/p/11775270.htmlopen in new window,整理:沉默王二


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