IO流体系

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IO流体系

27 字节流、字符流

27.1 字节流

27.1.1 IO概述

以内存为基准，分为输入input 和输出output ，即流向内存是输入流，流出内存的输出流。

Java中I/O操作主要是指使用java.io包下的内容，进行输入、输出操作。输入也叫做读取数据，输出也叫做作写出数据。

IO的分类

根据数据的流向分为：输入流和输出流。

输入流 ：把数据从其他设备上读取到内存中的流。
输出流 ：把数据从内存 中写出到其他设备上的流。

格局数据的类型分为：字节流和字符流。

字节流 ：以字节为单位，读写数据的流。
字符流 ：以字符为单位，读写数据的流。

IO的流向说明图解

顶级父类们

	输入流	输出流
字节流	InputStream	OutputStream
字符流	Reader	Writer

27.1.2 字节流

字节输出流【OutputStream】

java.io.OutputStream抽象类是表示字节输出流的所有类的超类，将指定的字节信息写出到目的地。它定义了字节输出流的基本共性功能方法。

public void close() ：关闭此输出流并释放与此流相关联的任何系统资源。
public void flush() ：刷新此输出流并强制任何缓冲的输出字节被写出。
public void write(byte[] b)：将 b.length字节从指定的字节数组写入此输出流。
public void write(byte[] b, int off, int len) ：从指定的字节数组写入 len字节，从偏移量 off开始输出到此输出流。
public abstract void write(int b) ：将指定的字节输出流。

FileOutputStream类

OutputStream有很多子类，我们从最简单的一个子类开始。

java.io.FileOutputStream类是文件输出流，用于将数据写出到文件。

构造方法:

public FileOutputStream(File file)：创建文件输出流以写入由指定的 File对象表示的文件。
public FileOutputStream(String name)：创建文件输出流以指定的名称写入文件。

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。

构造举例，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("a.txt");
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file);
      
        // 使用文件名称创建流对象
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("b.txt");
    }
}

数据追加续写

经过以上的演示，每次程序运行，创建输出流对象，都会清空目标文件中的数据。如何保留目标文件中数据，还能继续添加新数据呢？

public FileOutputStream(File file, boolean append)：创建文件输出流以写入由指定的 File对象表示的文件。
public FileOutputStream(String name, boolean append)：创建文件输出流以指定的名称写入文件。

这两个构造方法，参数中都需要传入一个boolean类型的值，true 表示追加数据，false 表示清空原有数据。这样创建的输出流对象，就可以指定是否追加续写了，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"，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

写出换行

Windows系统里，换行符号是\r\n 。把

以指定是否追加续写了，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");  
        // 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\r和换行符\n ：
回车符：回到一行的开头（return）。
换行符：下一行（newline）。
系统中的换行：
Windows系统里，每行结尾是 回车+换行 ，即\r\n；
Unix系统里，每行结尾只有 换行 ，即\n；
Mac系统里，每行结尾是 回车 ，即\r。从 Mac OS X开始与Linux统一。

字节输入流【InputStream】

java.io.InputStream抽象类是表示字节输入流的所有类的超类，可以读取字节信息到内存中。它定义了字节输入流的基本共性功能方法。

public void close() ：关闭此输入流并释放与此流相关联的任何系统资源。
public abstract int read()：从输入流读取数据的下一个字节。
public int read(byte[] b)：从输入流中读取一些字节数，并将它们存储到字节数组b中。

FileInputStream类

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

构造方法:

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。
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。

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 。

构造举例，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");
    }
}

读取字节数据

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

使用字节数组读取

read(byte[] b)，每次读取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"); // 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

错误数据d，是由于最后一次读取时，只读取一个字节e，数组中，上次读取的数据没有被完全替换，所以要通过len ，获取有效的字节，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"); // 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

小贴士：使用数组读取，每次读取多个字节，减少了系统间的IO操作次数，从而提高了读写的效率，建议开发中使用。

字节流练习：图片复制

复制图片文件，代码使用演示：

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();
    }
}

小贴士：流的关闭原则：先开后关，后开先关。

27.1.3 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。

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。

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。

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

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：
黑马
程序
员

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。

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");
    }
}

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 = "黑马程序员";
      
        // 写出字符数组
        fw.write(msg); //黑马程序员
      
        // 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();
    }
}

27.1.4 IO异常的处理

JDK7的处理

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("黑马程序员"); //黑马程序员
        } 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();
        }
    }
}

27.1.5 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();
    }
}

28 IO(其他流)

28.1 缓冲流

缓冲流,也叫高效流，是对4个基本的FileXxx 流的增强，所以也是4个流，按照数据类型分类：

字节缓冲流：BufferedInputStream，BufferedOutputStream
字符缓冲流：BufferedReader，BufferedWriter

缓冲流的基本原理，是在创建流对象时，会创建一个内置的默认大小的缓冲区数组，通过缓冲区读写，减少系统IO次数，从而提高读写的效率。

28.1.1 字节缓冲流

构造方法:

public BufferedInputStream(InputStream in) ：创建一个新的缓冲输入流。
public BufferedOutputStream(OutputStream out)：创建一个新的缓冲输出流。

构造举例，代码如下：

// 创建字节缓冲输入流
BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("bis.txt"));
// 创建字节缓冲输出流
BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("bos.txt"));

效率测试

public class BufferedDemo {
    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
        // 记录开始时间
        long start = System.currentTimeMillis();
        // 创建流对象
        try (
            BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("jdk9.exe"));
         BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("copy.exe"));
        ){
            // 读写数据
            int len;
            byte[] bytes = new byte[8*1024];
            while ((len = bis.read(bytes)) != -1) {
                bos.write(bytes, 0 , len);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        // 记录结束时间
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("缓冲流使用数组复制时间:"+(end - start)+" 毫秒");
    }
}
缓冲流使用数组复制时间:666 毫秒

28.1.2 字符缓冲流

构造方法：

public BufferedReader(Reader in) ：创建一个新的缓冲输入流。
public BufferedWriter(Writer out)：创建一个新的缓冲输出流。

构造举例，代码如下：

// 创建字符缓冲输入流
BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("br.txt"));
// 创建字符缓冲输出流
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("bw.txt"));

特有方法

字符缓冲流的基本方法与普通字符流调用方式一致，不再阐述，我们来看它们具备的特有方法。

BufferedReader：public String readLine(): 读一行文字。
BufferedWriter：public void newLine(): 写一行行分隔符,由系统属性定义符号。

readLine方法演示，代码如下：

public class BufferedReaderDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 创建流对象
        BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("in.txt"));
        // 定义字符串,保存读取的一行文字
        String line  = null;
        // 循环读取,读取到最后返回null
        while ((line = br.readLine())!=null) {
            System.out.print(line);
            System.out.println("------");
        }
        // 释放资源
        br.close();
    }
}

newLine方法演示，代码如下：

public class BufferedWriterDemo throws IOException {
    public static void main(String[] args) throws IOException  {
        // 创建流对象
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter       ("out.txt"));
        // 写出数据
        bw.write("黑马");
        // 写出换行
        bw.newLine();
        bw.write("程序");
        bw.newLine();
        bw.write("员");
        bw.newLine();
        // 释放资源
        bw.close();
    }
}
输出效果:
黑马
程序
员

练习:文本排序

请将文本信息恢复顺序。

3.侍中、侍郎郭攸之、费祎、董允等，此皆良实，志虑忠纯，是以先帝简拔以遗陛下。愚以为宫中之事，事无大小，悉以咨之，然后施行，必得裨补阙漏，有所广益。
8.愿陛下托臣以讨贼兴复之效，不效，则治臣之罪，以告先帝之灵。若无兴德之言，则责攸之、祎、允等之慢，以彰其咎；陛下亦宜自谋，以咨诹善道，察纳雅言，深追先帝遗诏，臣不胜受恩感激。
4.将军向宠，性行淑均，晓畅军事，试用之于昔日，先帝称之曰能，是以众议举宠为督。愚以为营中之事，悉以咨之，必能使行阵和睦，优劣得所。
2.宫中府中，俱为一体，陟罚臧否，不宜异同。若有作奸犯科及为忠善者，宜付有司论其刑赏，以昭陛下平明之理，不宜偏私，使内外异法也。
1.先帝创业未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此诚危急存亡之秋也。然侍卫之臣不懈于内，忠志之士忘身于外者，盖追先帝之殊遇，欲报之于陛下也。诚宜开张圣听，以光先帝遗德，恢弘志士之气，不宜妄自菲薄，引喻失义，以塞忠谏之路也。
9.今当远离，临表涕零，不知所言。
6.臣本布衣，躬耕于南阳，苟全性命于乱世，不求闻达于诸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉屈，三顾臣于草庐之中，咨臣以当世之事，由是感激，遂许先帝以驱驰。后值倾覆，受任于败军之际，奉命于危难之间，尔来二十有一年矣。
7.先帝知臣谨慎，故临崩寄臣以大事也。受命以来，夙夜忧叹，恐付托不效，以伤先帝之明，故五月渡泸，深入不毛。今南方已定，兵甲已足，当奖率三军，北定中原，庶竭驽钝，攘除奸凶，兴复汉室，还于旧都。此臣所以报先帝而忠陛下之职分也。至于斟酌损益，进尽忠言，则攸之、祎、允之任也。
5.亲贤臣，远小人，此先汉所以兴隆也；亲小人，远贤臣，此后汉所以倾颓也。先帝在时，每与臣论此事，未尝不叹息痛恨于桓、灵也。侍中、尚书、长史、参军，此悉贞良死节之臣，愿陛下亲之信之，则汉室之隆，可计日而待也。

案例分析

逐行读取文本信息。
把读取到的文本存储到集合中
对集合中的文本进行排序
遍历集合，按顺序，写出文本信息。

案例实现

public class Demo05Test {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1.创建ArrayList集合,泛型使用String
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        //2.创建BufferedReader对象,构造方法中传递FileReader对象
        BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("10_IO\\in.txt"));
        //3.创建BufferedWriter对象,构造方法中传递FileWriter对象
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("10_IO\\out.txt"));
        //4.使用BufferedReader对象中的方法readLine,以行的方式读取文本
        String line;
        while((line = br.readLine())!=null){
            //5.把读取到的文本存储到ArrayList集合中
            list.add(line);
        }
        //6.使用Collections集合工具类中的方法sort,对集合中的元素按照自定义规则排序
        Collections.sort(list, new Comparator<String>() {
            /*
                o1-o2:升序
                o2-o1:降序
             */
            @Override
            public int compare(String o1, String o2) {
                //依次比较集合中两个元素的首字母,升序排序
                return o1.charAt(0)-o2.charAt(0);
            }
        });
        //7.遍历ArrayList集合,获取每一个元素
        for (String s : list) {
            //8.使用BufferedWriter对象中的方法wirte,把遍历得到的元素写入到文本中(内存缓冲区中)
            bw.write(s);
            //9.写换行
            bw.newLine();
        }
        //10.释放资源
        bw.close();
        br.close();
    }
}

28.2 转换流

字符集 Charset：也叫编码表。是一个系统支持的所有字符的集合，包括各国家文字、标点符号、图形符号、数字等。

计算机要准确的存储和识别各种字符集符号，需要进行字符编码，一套字符集必然至少有一套字符编码。常见字符集有ASCII字符集、GBK字符集、Unicode字符集等。

可见，当指定了编码，它所对应的字符集自然就指定了，所以编码才是我们最终要关心的。

ASCII字符集 ：
- ASCII（American Standard Code for Information Interchange，美国信息交换标准代码）是基于拉丁字母的一套电脑编码系统，用于显示现代英语，主要包括控制字符（回车键、退格、换行键等）和可显示字符（英文大小写字符、阿拉伯数字和西文符号）。
- 基本的ASCII字符集，使用7位（bits）表示一个字符，共128字符。ASCII的扩展字符集使用8位（bits）表示一个字符，共256字符，方便支持欧洲常用字符。
ISO-8859-1字符集：
- 拉丁码表，别名Latin-1，用于显示欧洲使用的语言，包括荷兰、丹麦、德语、意大利语、西班牙语等。
- ISO-8859-1使用单字节编码，兼容ASCII编码。
GBxxx字符集：
- GB就是国标的意思，是为了显示中文而设计的一套字符集。
- GB2312：简体中文码表。一个小于127的字符的意义与原来相同。但两个大于127的字符连在一起时，就表示一个汉字，这样大约可以组合了包含7000多个简体汉字，此外数学符号、罗马希腊的字母、日文的假名们都编进去了，连在ASCII里本来就有的数字、标点、字母都统统重新编了两个字节长的编码，这就是常说的"全角"字符，而原来在127号以下的那些就叫"半角"字符了。
- GBK：最常用的中文码表。是在GB2312标准基础上的扩展规范，使用了双字节编码方案，共收录了21003个汉字，完全兼容GB2312标准，同时支持繁体汉字以及日韩汉字等。
- GB18030：最新的中文码表。收录汉字70244个，采用多字节编码，每个字可以由1个、2个或4个字节组成。支持中国国内少数民族的文字，同时支持繁体汉字以及日韩汉字等。
Unicode字符集 ：
- Unicode编码系统为表达任意语言的任意字符而设计，是业界的一种标准，也称为统一码、标准万国码。
- 它最多使用4个字节的数字来表达每个字母、符号，或者文字。有三种编码方案，UTF-8、UTF-16和UTF-32。最为常用的UTF-8编码。
- UTF-8编码，可以用来表示Unicode标准中任何字符，它是电子邮件、网页及其他存储或传送文字的应用中，优先采用的编码。互联网工程工作小组（IETF）要求所有互联网协议都必须支持UTF-8编码。所以，我们开发Web应用，也要使用UTF-8编码。它使用一至四个字节为每个字符编码，编码规则：
  1. 128个US-ASCII字符，只需一个字节编码。
  2. 拉丁文等字符，需要二个字节编码。
  3. 大部分常用字（含中文），使用三个字节编码。
  4. 其他极少使用的Unicode辅助字符，使用四字节编码。

28.2.1 InputStreamReader类

转换流java.io.InputStreamReader，是Reader的子类，是从字节流到字符流的桥梁。它读取字节，并使用指定的字符集将其解码为字符。它的字符集可以由名称指定，也可以接受平台的默认字符集。

构造方法:

InputStreamReader(InputStream in): 创建一个使用默认字符集的字符流。
InputStreamReader(InputStream in, String charsetName): 创建一个指定字符集的字符流。

构造举例，代码如下：

InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream("in.txt"));
InputStreamReader isr2 = new InputStreamReader(new FileInputStream("in.txt") , "GBK");

指定编码读取

public class ReaderDemo2 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 定义文件路径,文件为gbk编码
        String FileName = "E:\\file_gbk.txt";
        // 创建流对象,默认UTF8编码
        InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new       FileInputStream(FileName));
        // 创建流对象,指定GBK编码
        InputStreamReader isr2 = new InputStreamReader(new      FileInputStream(FileName) , "GBK");
        // 定义变量,保存字符
        int read;
        // 使用默认编码字符流读取,乱码
        while ((read = isr.read()) != -1) {
            System.out.print((char)read); // ��Һ�
        }
        isr.close();
      
        // 使用指定编码字符流读取,正常解析
        while ((read = isr2.read()) != -1) {
            System.out.print((char)read);// 大家好
        }
        isr2.close();
    }
}

28.2.2 OutputStreamWriter类

转换流java.io.OutputStreamWriter ，是Writer的子类，是从字符流到字节流的桥梁。使用指定的字符集将字符编码为字节。它的字符集可以由名称指定，也可以接受平台的默认字符集。

构造方法:

OutputStreamWriter(OutputStream in): 创建一个使用默认字符集的字符流。
OutputStreamWriter(OutputStream in, String charsetName): 创建一个指定字符集的字符流。

构造举例，代码如下：

OutputStreamWriter isr = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("out.txt"));
OutputStreamWriter isr2 = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("out.txt") , "GBK");

指定编码写出

public class OutputDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 定义文件路径
        String FileName = "E:\\out.txt";
        // 创建流对象,默认UTF8编码
        OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new         FileOutputStream(FileName));
        // 写出数据
        osw.write("你好"); // 保存为6个字节
        osw.close();
         
        // 定义文件路径
        String FileName2 = "E:\\out2.txt";
        // 创建流对象,指定GBK编码
        OutputStreamWriter osw2 = new OutputStreamWriter(new        FileOutputStream(FileName2),"GBK");
        // 写出数据
        osw2.write("你好");// 保存为4个字节
        osw2.close();
    }
}

转换流理解图解

转换流是字节与字符间的桥梁！

案例分析

指定GBK编码的转换流，读取文本文件。
使用UTF-8编码的转换流，写出文本文件。

案例实现

public class TransDemo {
   public static void main(String[] args) {      
        // 1.定义文件路径
        String srcFile = "file_gbk.txt";
        String destFile = "file_utf8.txt";
        // 2.创建流对象
        // 2.1 转换输入流,指定GBK编码
        InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new       FileInputStream(srcFile) , "GBK");
        // 2.2 转换输出流,默认utf8编码
        OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new         FileOutputStream(destFile));
        // 3.读写数据
        // 3.1 定义数组
        char[] cbuf = new char[1024];
        // 3.2 定义长度
        int len;
        // 3.3 循环读取
        while ((len = isr.read(cbuf))!=-1) {
            // 循环写出
            osw.write(cbuf,0,len);
        }
        // 4.释放资源
        osw.close();
        isr.close();
    }
}

28.3 序列化

Java 提供了一种对象序列化的机制。用一个字节序列可以表示一个对象，该字节序列包含该对象的数据、对象的类型和对象中存储的属性等信息。字节序列写出到文件之后，相当于文件中持久保存了一个对象的信息。

反之，该字节序列还可以从文件中读取回来，重构对象，对它进行反序列化。对象的数据、对象的类型和对象中存储的数据信息，都可以用来在内存中创建对象。看图理解序列化：

28.3.1 ObjectOutputStream类

java.io.ObjectOutputStream 类，将Java对象的原始数据类型写出到文件,实现对象的持久存储。

构造方法:

public ObjectOutputStream(OutputStream out)：创建一个指定OutputStream的ObjectOutputStream。

构造举例，代码如下：

FileOutputStream fileOut = new FileOutputStream("employee.txt");
ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(fileOut);

序列化操作

一个对象要想序列化，必须满足两个条件:

该类必须实现java.io.Serializable 接口，Serializable 是一个标记接口，不实现此接口的类将不会使任何状态序列化或反序列化，会抛出NotSerializableException 。
该类的所有属性必须是可序列化的。如果有一个属性不需要可序列化的，则该属性必须注明是瞬态的，使用transient 关键字修饰。

public class Employee implements java.io.Serializable {
    public String name;
    public String address;
    public transient int age; // transient瞬态修饰成员,不会被序列化
    public void addressCheck() {
        System.out.println("Address  check : " + name + " -- " + address);
    }
}

2.写出对象方法

public final void writeObject (Object obj) : 将指定的对象写出。

public class SerializeDemo{
    public static void main(String [] args)   {
        Employee e = new Employee();
        e.name = "zhangsan";
        e.address = "beiqinglu";
        e.age = 20; 
        try {
            // 创建序列化流对象
          ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("employee.txt"));
            // 写出对象
            out.writeObject(e);
            // 释放资源
            out.close();
            fileOut.close();
            System.out.println("Serialized data is saved"); // 姓名，地址被序列化，年龄没有被序列化。
        } catch(IOException i)   {
            i.printStackTrace();
        }
    }
}
输出结果：
Serialized data is saved

28.3.1 ObjectInputStream类

ObjectInputStream反序列化流，将之前使用ObjectOutputStream序列化的原始数据恢复为对象。

构造方法:

public ObjectInputStream(InputStream in)：创建一个指定InputStream的ObjectInputStream。

反序列化操作1

如果能找到一个对象的class文件，我们可以进行反序列化操作，调用ObjectInputStream读取对象的方法：

public final Object readObject () : 读取一个对象。

public class DeserializeDemo {
   public static void main(String [] args)   {
        Employee e = null;
        try {       
             // 创建反序列化流
             FileInputStream fileIn = new FileInputStream("employee.txt");
             ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(fileIn);
             // 读取一个对象
             e = (Employee) in.readObject();
             // 释放资源
             in.close();
             fileIn.close();
        }catch(IOException i) {
             // 捕获其他异常
             i.printStackTrace();
             return;
        }catch(ClassNotFoundException c)  {
            // 捕获类找不到异常
             System.out.println("Employee class not found");
             c.printStackTrace();
             return;
        }
        // 无异常,直接打印输出
        System.out.println("Name: " + e.name);// zhangsan
        System.out.println("Address: " + e.address); // beiqinglu
        System.out.println("age: " + e.age); // 0
    }
}

对于JVM可以反序列化对象，它必须是能够找到class文件的类。如果找不到该类的class文件，则抛出一个 ClassNotFoundException 异常。

反序列化操作2

**另外，当JVM反序列化对象时，能找到class文件，但是class文件在序列化对象之后发生了修改，那么反序列化操作也会失败，抛出一个InvalidClassException异常。**发生这个异常的原因如下：

该类的序列版本号与从流中读取的类描述符的版本号不匹配
该类包含未知数据类型
该类没有可访问的无参数构造方法

Serializable 接口给需要序列化的类，提供了一个序列版本号。serialVersionUID 该版本号的目的在于验证序列化的对象和对应类是否版本匹配。

public class Employee implements java.io.Serializable {
     // 加入序列版本号
     private static final long serialVersionUID = 1L;
     public String name;
     public String address;
     // 添加新的属性 ,重新编译, 可以反序列化,该属性赋为默认值.
     public int eid; 

     public void addressCheck() {
         System.out.println("Address  check : " + name + " -- " + address);
     }
}

28.4 打印流

平时我们在控制台打印输出，是调用print方法和println方法完成的，这两个方法都来自于java.io.PrintStream类，该类能够方便地打印各种数据类型的值，是一种便捷的输出方式。

构造方法:

public PrintStream(String fileName)：使用指定的文件名创建一个新的打印流。

构造举例，代码如下：

PrintStream ps = new PrintStream("ps.txt")；

改变打印流向:

System.out就是PrintStream类型的，只不过它的流向是系统规定的，打印在控制台上。不过，既然是流对象，我们就可以玩一个"小把戏"，改变它的流向。

public class PrintDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 调用系统的打印流,控制台直接输出97
        System.out.println(97);
      
        // 创建打印流,指定文件的名称
        PrintStream ps = new PrintStream("ps.txt");
         
        // 设置系统的打印流流向,输出到ps.txt
        System.setOut(ps);
        // 调用系统的打印流,ps.txt中输出97
        System.out.println(97);
    }
} 

### 28.5 压缩流和解压缩流

压缩流：负责压缩文件或者文件夹

解压缩流：负责把压缩包中的文件和文件夹解压出来

```java
/*
*   解压缩流
*
* */
public class ZipStreamDemo1 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {

        //1.创建一个File表示要解压的压缩包
        File src = new File("D:\\aaa.zip");
        //2.创建一个File表示解压的目的地
        File dest = new File("D:\\");

        //调用方法
        unzip(src,dest);

    }

    //定义一个方法用来解压
    public static void unzip(File src,File dest) throws IOException {
        //解压的本质：把压缩包里面的每一个文件或者文件夹读取出来，按照层级拷贝到目的地当中
        //创建一个解压缩流用来读取压缩包中的数据
        ZipInputStream zip = new ZipInputStream(new FileInputStream(src));
        //要先获取到压缩包里面的每一个zipentry对象
        //表示当前在压缩包中获取到的文件或者文件夹
        ZipEntry entry;
        while((entry = zip.getNextEntry()) != null){
            System.out.println(entry);
            if(entry.isDirectory()){
                //文件夹：需要在目的地dest处创建一个同样的文件夹
                File file = new File(dest,entry.toString());
                file.mkdirs();
            }else{
                //文件：需要读取到压缩包中的文件，并把他存放到目的地dest文件夹中（按照层级目录进行存放）
                FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File(dest,entry.toString()));
                int b;
                while((b = zip.read()) != -1){
                    //写到目的地
                    fos.write(b);
                }
                fos.close();
                //表示在压缩包中的一个文件处理完毕了。
                zip.closeEntry();
            }
        }
        zip.close();
    }
}

public class ZipStreamDemo2 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        /*
         *   压缩流
         *      需求：
         *          把D:\\a.txt打包成一个压缩包
         * */
        //1.创建File对象表示要压缩的文件
        File src = new File("D:\\a.txt");
        //2.创建File对象表示压缩包的位置
        File dest = new File("D:\\");
        //3.调用方法用来压缩
        toZip(src,dest);
    }

    /*
    *   作用：压缩
    *   参数一：表示要压缩的文件
    *   参数二：表示压缩包的位置
    * */
    public static void toZip(File src,File dest) throws IOException {
        //1.创建压缩流关联压缩包
        ZipOutputStream zos = new ZipOutputStream(new FileOutputStream(new File(dest,"a.zip")));
        //2.创建ZipEntry对象，表示压缩包里面的每一个文件和文件夹
        //参数：压缩包里面的路径
        ZipEntry entry = new ZipEntry("aaa\\bbb\\a.txt");
        //3.把ZipEntry对象放到压缩包当中
        zos.putNextEntry(entry);
        //4.把src文件中的数据写到压缩包当中
        FileInputStream fis = new FileInputStream(src);
        int b;
        while((b = fis.read()) != -1){
            zos.write(b);
        }
        zos.closeEntry();
        zos.close();
    }
}

public class ZipStreamDemo3 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        /*
         *   压缩流
         *      需求：
         *          把D:\\aaa文件夹压缩成一个压缩包
         * */
        //1.创建File对象表示要压缩的文件夹
        File src = new File("D:\\aaa");
        //2.创建File对象表示压缩包放在哪里（压缩包的父级路径）
        File destParent = src.getParentFile();//D:\\
        //3.创建File对象表示压缩包的路径
        File dest = new File(destParent,src.getName() + ".zip");
        //4.创建压缩流关联压缩包
        ZipOutputStream zos = new ZipOutputStream(new FileOutputStream(dest));
        //5.获取src里面的每一个文件，变成ZipEntry对象，放入到压缩包当中
        toZip(src,zos,src.getName());//aaa
        //6.释放资源
        zos.close();
    }

    /*
    *   作用：获取src里面的每一个文件，变成ZipEntry对象，放入到压缩包当中
    *   参数一：数据源
    *   参数二：压缩流
    *   参数三：压缩包内部的路径
    * */
    public static void toZip(File src,ZipOutputStream zos,String name) throws IOException {
        //1.进入src文件夹
        File[] files = src.listFiles();
        //2.遍历数组
        for (File file : files) {
            if(file.isFile()){
                //3.判断-文件，变成ZipEntry对象，放入到压缩包当中
                ZipEntry entry = new ZipEntry(name + "\\" + file.getName());//aaa\\no1\\a.txt
                zos.putNextEntry(entry);
                //读取文件中的数据，写到压缩包
                FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
                int b;
                while((b = fis.read()) != -1){
                    zos.write(b);
                }
                fis.close();
                zos.closeEntry();
            }else{
                //4.判断-文件夹，递归
                toZip(file,zos,name + "\\" + file.getName());
                //     no1            aaa   \\   no1
            }
        }
    }
}

28.6 工具包

Commons是apache开源基金组织提供的工具包，里面有很多帮助我们提高开发效率的API。

其中：Commons-io是apache开源基金组织提供的一组有关IO操作的开源工具包。

作用：提高IO流的开发效率

hutool是国人开发的开源工具包，里面有很多帮助我们提高开发效率的API。