java基础提升(六):缓冲流、转换流、序列化流、打印流
這里寫目錄標題
- 目標
- 第一章 緩沖流
- 1.1 概述
- 1.2 字節緩沖流
- 構造方法
- 效率測試
- 1.3 字符緩沖流
- 構造方法
- 特有方法
- 1.4 練習:文本排序
- 案例分析
- 案例實現
- 第二章 轉換流
- 2.1 字符編碼和字符集
- 字符編碼
- 字符集
- 2.2 編碼引出的問題
- 2.3 InputStreamReader類
- 構造方法
- 指定編碼讀取
- 2.4 OutputStreamWriter類
- 構造方法
- 指定編碼寫出
- 轉換流理解圖解
- 2.5 練習:轉換文件編碼
- 案例分析
- 案例實現
- 第三章 序列化
- 3.1 概述
- 3.2 ObjectOutputStream類
- 構造方法
- 序列化操作
- 3.3 ObjectInputStream類
- 構造方法
- 反序列化操作1
- **反序列化操作2**
- 3.4 練習:序列化集合
- 案例分析
- 案例實現
- 第四章 打印流
- 4.1 概述
- 4.2 PrintStream類
- 構造方法
- 改變打印流向
目標
- 能夠使用字節緩沖流讀取數據到程序
- 能夠使用字節緩沖流寫出數據到文件
- 能夠明確字符緩沖流的作用和基本用法
- 能夠使用緩沖流的特殊功能
- 能夠闡述編碼表的意義
- 能夠使用轉換流讀取指定編碼的文本文件
- 能夠使用轉換流寫入指定編碼的文本文件
- 能夠說出打印流的特點
- 能夠使用序列化流寫出對象到文件
- 能夠使用反序列化流讀取文件到程序中
第一章 緩沖流
昨天學習了基本的一些流,作為IO流的入門,今天我們要見識一些更強大的流。比如能夠高效讀寫的緩沖流,能夠轉換編碼的轉換流,能夠持久化存儲對象的序列化流等等。這些功能更為強大的流,都是在基本的流對象基礎之上創建而來的,就像穿上鎧甲的武士一樣,相當于是對基本流對象的一種增強。
1.1 概述
緩沖流,也叫高效流,是對4個基本的FileXxx 流的增強,所以也是4個流,按照數據類型分類:
- 字節緩沖流:BufferedInputStream,BufferedOutputStream
- 字符緩沖流:BufferedReader,BufferedWriter
緩沖流的基本原理,是在創建流對象時,會創建一個內置的默認大小的緩沖區數組,通過緩沖區讀寫,減少系統IO次數,從而提高讀寫的效率。
1.2 字節緩沖流
構造方法
- public BufferedInputStream(InputStream in) :創建一個 新的緩沖輸入流。
- public BufferedOutputStream(OutputStream out): 創建一個新的緩沖輸出流。
構造舉例,代碼如下:
// 創建字節緩沖輸入流 BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("bis.txt")); // 創建字節緩沖輸出流 BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("bos.txt"));效率測試
查詢API,緩沖流讀寫方法與基本的流是一致的,我們通過復制大文件(375MB),測試它的效率。
如何更快呢?
使用數組的方式,代碼如下:
public class BufferedDemo {public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {// 記錄開始時間long start = System.currentTimeMillis();// 創建流對象try (BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("jdk9.exe"));BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("copy.exe"));){// 讀寫數據int len;byte[] bytes = new byte[8*1024];while ((len = bis.read(bytes)) != -1) {bos.write(bytes, 0 , len);}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}// 記錄結束時間long end = System.currentTimeMillis();System.out.println("緩沖流使用數組復制時間:"+(end - start)+" 毫秒");} } 緩沖流使用數組復制時間:666 毫秒1.3 字符緩沖流
構造方法
- public BufferedReader(Reader in) :創建一個 新的緩沖輸入流。
- public BufferedWriter(Writer out): 創建一個新的緩沖輸出流。
構造舉例,代碼如下:
// 創建字符緩沖輸入流 BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("br.txt")); // 創建字符緩沖輸出流 BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("bw.txt"));特有方法
字符緩沖流的基本方法與普通字符流調用方式一致,不再闡述,我們來看它們具備的特有方法。
- BufferedReader:public String readLine(): 讀一行文字。
- BufferedWriter:public void newLine(): 寫一行行分隔符,由系統屬性定義符號。
readLine方法演示,代碼如下:
public class BufferedReaderDemo {public static void main(String[] args) throws IOException {// 創建流對象BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("in.txt"));// 定義字符串,保存讀取的一行文字String line = null;// 循環讀取,讀取到最后返回nullwhile ((line = br.readLine())!=null) {System.out.print(line);System.out.println("------");}// 釋放資源br.close();} }newLine方法演示,代碼如下:
public class BufferedWriterDemo throws IOException {public static void main(String[] args) throws IOException {// 創建流對象BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("out.txt"));// 寫出數據bw.write("黑馬");// 寫出換行bw.newLine();bw.write("程序");bw.newLine();bw.write("員");bw.newLine();// 釋放資源bw.close();} } 輸出效果: 黑馬 程序 員1.4 練習:文本排序
請將文本信息恢復順序。
3.侍中、侍郎郭攸之、費祎、董允等,此皆良實,志慮忠純,是以先帝簡拔以遺陛下。愚以為宮中之事,事無大小,悉以咨之,然后施行,必得裨補闕漏,有所廣益。 8.愿陛下托臣以討賊興復之效,不效,則治臣之罪,以告先帝之靈。若無興德之言,則責攸之、祎、允等之慢,以彰其咎;陛下亦宜自謀,以咨諏善道,察納雅言,深追先帝遺詔,臣不勝受恩感激。 4.將軍向寵,性行淑均,曉暢軍事,試用之于昔日,先帝稱之曰能,是以眾議舉寵為督。愚以為營中之事,悉以咨之,必能使行陣和睦,優劣得所。 2.宮中府中,俱為一體,陟罰臧否,不宜異同。若有作奸犯科及為忠善者,宜付有司論其刑賞,以昭陛下平明之理,不宜偏私,使內外異法也。 1.先帝創業未半而中道崩殂,今天下三分,益州疲弊,此誠危急存亡之秋也。然侍衛之臣不懈于內,忠志之士忘身于外者,蓋追先帝之殊遇,欲報之于陛下也。誠宜開張圣聽,以光先帝遺德,恢弘志士之氣,不宜妄自菲薄,引喻失義,以塞忠諫之路也。 9.今當遠離,臨表涕零,不知所言。 6.臣本布衣,躬耕于南陽,茍全性命于亂世,不求聞達于諸侯。先帝不以臣卑鄙,猥自枉屈,三顧臣于草廬之中,咨臣以當世之事,由是感激,遂許先帝以驅馳。后值傾覆,受任于敗軍之際,奉命于危難之間,爾來二十有一年矣。 7.先帝知臣謹慎,故臨崩寄臣以大事也。受命以來,夙夜憂嘆,恐付托不效,以傷先帝之明,故五月渡瀘,深入不毛。今南方已定,兵甲已足,當獎率三軍,北定中原,庶竭駑鈍,攘除奸兇,興復漢室,還于舊都。此臣所以報先帝而忠陛下之職分也。至于斟酌損益,進盡忠言,則攸之、祎、允之任也。 5.親賢臣,遠小人,此先漢所以興隆也;親小人,遠賢臣,此后漢所以傾頹也。先帝在時,每與臣論此事,未嘗不嘆息痛恨于桓、靈也。侍中、尚書、長史、參軍,此悉貞良死節之臣,愿陛下親之信之,則漢室之隆,可計日而待也。案例分析
案例實現
public class BufferedTest {public static void main(String[] args) throws IOException {// 創建map集合,保存文本數據,鍵為序號,值為文字HashMap<String, String> lineMap = new HashMap<>();// 創建流對象BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("in.txt"));BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("out.txt"));// 讀取數據String line = null;while ((line = br.readLine())!=null) {// 解析文本String[] split = line.split("\\.");// 保存到集合lineMap.put(split[0],split[1]);}// 釋放資源br.close();// 遍歷map集合for (int i = 1; i <= lineMap.size(); i++) {String key = String.valueOf(i);// 獲取map中文本String value = lineMap.get(key);// 寫出拼接文本bw.write(key+"."+value);// 寫出換行bw.newLine();}// 釋放資源bw.close();} }第二章 轉換流
2.1 字符編碼和字符集
字符編碼
計算機中儲存的信息都是用二進制數表示的,而我們在屏幕上看到的數字、英文、標點符號、漢字等字符是二進制數轉換之后的結果。按照某種規則,將字符存儲到計算機中,稱為編碼 。反之,將存儲在計算機中的二進制數按照某種規則解析顯示出來,稱為解碼 。比如說,按照A規則存儲,同樣按照A規則解析,那么就能顯示正確的文本符號。反之,按照A規則存儲,再按照B規則解析,就會導致亂碼現象。
編碼:字符(能看懂的)–字節(看不懂的)
解碼:字節(看不懂的)–>字符(能看懂的)
-
字符編碼Character Encoding : 就是一套自然語言的字符與二進制數之間的對應規則。
編碼表:生活中文字和計算機中二進制的對應規則
字符集
- 字符集 Charset:也叫編碼表。是一個系統支持的所有字符的集合,包括各國家文字、標點符號、圖形符號、數字等。
計算機要準確的存儲和識別各種字符集符號,需要進行字符編碼,一套字符集必然至少有一套字符編碼。常見字符集有ASCII字符集、GBK字符集、Unicode字符集等。
可見,當指定了編碼,它所對應的字符集自然就指定了,所以編碼才是我們最終要關心的。
- ASCII字符集 :
- ASCII(American Standard Code for Information Interchange,美國信息交換標準代碼)是基于拉丁字母的一套電腦編碼系統,用于顯示現代英語,主要包括控制字符(回車鍵、退格、換行鍵等)和可顯示字符(英文大小寫字符、阿拉伯數字和西文符號)。
- 基本的ASCII字符集,使用7位(bits)表示一個字符,共128字符。ASCII的擴展字符集使用8位(bits)表示一個字符,共256字符,方便支持歐洲常用字符。
- ISO-8859-1字符集:
- 拉丁碼表,別名Latin-1,用于顯示歐洲使用的語言,包括荷蘭、丹麥、德語、意大利語、西班牙語等。
- ISO-8859-1使用單字節編碼,兼容ASCII編碼。
- GBxxx字符集:
- GB就是國標的意思,是為了顯示中文而設計的一套字符集。
- GB2312:簡體中文碼表。一個小于127的字符的意義與原來相同。但兩個大于127的字符連在一起時,就表示一個漢字,這樣大約可以組合了包含7000多個簡體漢字,此外數學符號、羅馬希臘的字母、日文的假名們都編進去了,連在ASCII里本來就有的數字、標點、字母都統統重新編了兩個字節長的編碼,這就是常說的"全角"字符,而原來在127號以下的那些就叫"半角"字符了。
- GBK:最常用的中文碼表。是在GB2312標準基礎上的擴展規范,使用了雙字節編碼方案,共收錄了21003個漢字,完全兼容GB2312標準,同時支持繁體漢字以及日韓漢字等。
- GB18030:最新的中文碼表。收錄漢字70244個,采用多字節編碼,每個字可以由1個、2個或4個字節組成。支持中國國內少數民族的文字,同時支持繁體漢字以及日韓漢字等。
- Unicode字符集 :
- Unicode編碼系統為表達任意語言的任意字符而設計,是業界的一種標準,也稱為統一碼、標準萬國碼。
- 它最多使用4個字節的數字來表達每個字母、符號,或者文字。有三種編碼方案,UTF-8、UTF-16和UTF-32。最為常用的UTF-8編碼。
- UTF-8編碼,可以用來表示Unicode標準中任何字符,它是電子郵件、網頁及其他存儲或傳送文字的應用中,優先采用的編碼。互聯網工程工作小組(IETF)要求所有互聯網協議都必須支持UTF-8編碼。所以,我們開發Web應用,也要使用UTF-8編碼。它使用一至四個字節為每個字符編碼,編碼規則:
- 128個US-ASCII字符,只需一個字節編碼。
- 拉丁文等字符,需要二個字節編碼。
- 大部分常用字(含中文),使用三個字節編碼。
- 其他極少使用的Unicode輔助字符,使用四字節編碼。
2.2 編碼引出的問題
在IDEA中,使用FileReader 讀取項目中的文本文件。由于IDEA的設置,都是默認的UTF-8編碼,所以沒有任何問題。但是,當讀取Windows系統中創建的文本文件時,由于Windows系統的默認是GBK編碼,就會出現亂碼。
public class ReaderDemo {public static void main(String[] args) throws IOException {FileReader fileReader = new FileReader("E:\\File_GBK.txt");int read;while ((read = fileReader.read()) != -1) {System.out.print((char)read);}fileReader.close();} } 輸出結果: ���那么如何讀取GBK編碼的文件呢?
2.3 InputStreamReader類
轉換流java.io.InputStreamReader,是Reader的子類,是從字節流到字符流的橋梁。它讀取字節,并使用指定的字符集將其解碼為字符。它的字符集可以由名稱指定,也可以接受平臺的默認字符集。
構造方法
- InputStreamReader(InputStream in): 創建一個使用默認字符集的字符流。
- InputStreamReader(InputStream in, String charsetName): 創建一個指定字符集的字符流。
構造舉例,代碼如下:
InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream("in.txt")); InputStreamReader isr2 = new InputStreamReader(new FileInputStream("in.txt") , "GBK");指定編碼讀取
public class ReaderDemo2 {public static void main(String[] args) throws IOException {// 定義文件路徑,文件為gbk編碼String FileName = "E:\\file_gbk.txt";// 創建流對象,默認UTF8編碼InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream(FileName));// 創建流對象,指定GBK編碼InputStreamReader isr2 = new InputStreamReader(new FileInputStream(FileName) , "GBK");// 定義變量,保存字符int read;// 使用默認編碼字符流讀取,亂碼while ((read = isr.read()) != -1) {System.out.print((char)read); // ��?�}isr.close();// 使用指定編碼字符流讀取,正常解析while ((read = isr2.read()) != -1) {System.out.print((char)read);// 大家好}isr2.close();} }2.4 OutputStreamWriter類
轉換流java.io.OutputStreamWriter ,是Writer的子類,是從字符流到字節流的橋梁。使用指定的字符集將字符編碼為字節。它的字符集可以由名稱指定,也可以接受平臺的默認字符集。
構造方法
- OutputStreamWriter(OutputStream in): 創建一個使用默認字符集的字符流。
- OutputStreamWriter(OutputStream in, String charsetName): 創建一個指定字符集的字符流。
構造舉例,代碼如下:
OutputStreamWriter isr = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("out.txt")); OutputStreamWriter isr2 = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("out.txt") , "GBK");指定編碼寫出
public class OutputDemo {public static void main(String[] args) throws IOException {// 定義文件路徑String FileName = "E:\\out.txt";// 創建流對象,默認UTF8編碼OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(FileName));// 寫出數據osw.write("你好"); // 保存為6個字節osw.close();// 定義文件路徑String FileName2 = "E:\\out2.txt";// 創建流對象,指定GBK編碼OutputStreamWriter osw2 = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(FileName2),"GBK");// 寫出數據osw2.write("你好");// 保存為4個字節osw2.close();} }轉換流理解圖解
2.5 練習:轉換文件編碼
將GBK編碼的文本文件,轉換為UTF-8編碼的文本文件。
案例分析
案例實現
public class TransDemo {public static void main(String[] args) { // 1.定義文件路徑String srcFile = "file_gbk.txt";String destFile = "file_utf8.txt";// 2.創建流對象// 2.1 轉換輸入流,指定GBK編碼InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream(srcFile) , "GBK");// 2.2 轉換輸出流,默認utf8編碼OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(destFile));// 3.讀寫數據// 3.1 定義數組char[] cbuf = new char[1024];// 3.2 定義長度int len;// 3.3 循環讀取while ((len = isr.read(cbuf))!=-1) {// 循環寫出osw.write(cbuf,0,len);}// 4.釋放資源osw.close();isr.close();} }第三章 序列化
3.1 概述
Java 提供了一種對象序列化的機制。用一個字節序列可以表示一個對象,該字節序列包含該對象的數據、對象的類型和對象中存儲的屬性等信息。字節序列寫出到文件之后,相當于文件中持久保存了一個對象的信息。
反之,該字節序列還可以從文件中讀取回來,重構對象,對它進行反序列化。對象的數據、對象的類型和對象中存儲的數據信息,都可以用來在內存中創建對象。看圖理解序列化:
3.2 ObjectOutputStream類
java.io.ObjectOutputStream 類,將Java對象的原始數據類型寫出到文件,實現對象的持久存儲。
構造方法
- public ObjectOutputStream(OutputStream out): 創建一個指定OutputStream的ObjectOutputStream。
構造舉例,代碼如下:
FileOutputStream fileOut = new FileOutputStream("employee.txt"); ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(fileOut);序列化操作
- 該類必須實現java.io.Serializable 接口,Serializable 是一個標記接口,不實現此接口的類將不會使任何狀態序列化或反序列化,會拋出NotSerializableException 。
- 該類的所有屬性必須是可序列化的。如果有一個屬性不需要可序列化的,則該屬性必須注明是瞬態的,使用transient 關鍵字修飾。
2.寫出對象方法
- public final void writeObject (Object obj) : 將指定的對象寫出。
3.3 ObjectInputStream類
ObjectInputStream反序列化流,將之前使用ObjectOutputStream序列化的原始數據恢復為對象。
構造方法
- public ObjectInputStream(InputStream in): 創建一個指定InputStream的ObjectInputStream。
反序列化操作1
如果能找到一個對象的class文件,我們可以進行反序列化操作,調用ObjectInputStream讀取對象的方法:
- public final Object readObject () : 讀取一個對象。
對于JVM可以反序列化對象,它必須是能夠找到class文件的類。如果找不到該類的class文件,則拋出一個 ClassNotFoundException 異常。
反序列化操作2
**另外,當JVM反序列化對象時,能找到class文件,但是class文件在序列化對象之后發生了修改,那么反序列化操作也會失敗,拋出一個InvalidClassException異常。**發生這個異常的原因如下:
- 該類的序列版本號與從流中讀取的類描述符的版本號不匹配
- 該類包含未知數據類型
- 該類沒有可訪問的無參數構造方法
Serializable 接口給需要序列化的類,提供了一個序列版本號。serialVersionUID 該版本號的目的在于驗證序列化的對象和對應類是否版本匹配。
public class Employee implements java.io.Serializable {// 加入序列版本號private static final long serialVersionUID = 1L;public String name;public String address;// 添加新的屬性 ,重新編譯, 可以反序列化,該屬性賦為默認值.public int eid; public void addressCheck() {System.out.println("Address check : " + name + " -- " + address);} }3.4 練習:序列化集合
案例分析
案例實現
public class SerTest {public static void main(String[] args) throws Exception {// 創建 學生對象Student student = new Student("老王", "laow");Student student2 = new Student("老張", "laoz");Student student3 = new Student("老李", "laol");ArrayList<Student> arrayList = new ArrayList<>();arrayList.add(student);arrayList.add(student2);arrayList.add(student3);// 序列化操作// serializ(arrayList);// 反序列化 ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("list.txt"));// 讀取對象,強轉為ArrayList類型ArrayList<Student> list = (ArrayList<Student>)ois.readObject();for (int i = 0; i < list.size(); i++ ){Student s = list.get(i);System.out.println(s.getName()+"--"+ s.getPwd());}}private static void serializ(ArrayList<Student> arrayList) throws Exception {// 創建 序列化流 ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("list.txt"));// 寫出對象oos.writeObject(arrayList);// 釋放資源oos.close();} }第四章 打印流
4.1 概述
平時我們在控制臺打印輸出,是調用print方法和println方法完成的,這兩個方法都來自于java.io.PrintStream類,該類能夠方便地打印各種數據類型的值,是一種便捷的輸出方式。
4.2 PrintStream類
構造方法
- public PrintStream(String fileName): 使用指定的文件名創建一個新的打印流。
構造舉例,代碼如下:
PrintStream ps = new PrintStream("ps.txt");改變打印流向
System.out就是PrintStream類型的,只不過它的流向是系統規定的,打印在控制臺上。不過,既然是流對象,我們就可以玩一個"小把戲",改變它的流向。
public class PrintDemo {public static void main(String[] args) throws IOException {// 調用系統的打印流,控制臺直接輸出97System.out.println(97);// 創建打印流,指定文件的名稱PrintStream ps = new PrintStream("ps.txt");// 設置系統的打印流流向,輸出到ps.txtSystem.setOut(ps);// 調用系統的打印流,ps.txt中輸出97System.out.println(97);} }總結
以上是生活随笔為你收集整理的java基础提升(六):缓冲流、转换流、序列化流、打印流的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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