深入解析Java編程中面向字節流的一些應用

2019-11-26 14:56:52

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文件輸入輸出流

文件輸入輸出流 FileInputStream 和 FileOutputStream 負責完成對本地磁盤文件的順序輸入輸出操作。

【例】通過程序創建一個文件，從鍵盤輸入字符，當遇到字符“#”時結束，在屏幕上顯示該文件的所有內容

import java.io.*;class ep10_5{  public static void main(String args[]){    char ch;    int data;    try{      FileInputStream a=new FileInputStream(FileDescriptor.in); //創建文件輸入流對象      FileOutputStream b=new FileOutputStream("ep10_5"); //創建文件輸出流對象      System.out.println("請輸入字符，以#號結束：");      while((ch=(char)a.read())!='#'){        b.write(ch);      }      a.close();      b.close();      System.out.println();      FileInputStream c=new FileInputStream("ep10_5");      FileOutputStream d=new FileOutputStream(FileDescriptor.out);      while(c.available()>0){        data=c.read();        d.write(data);      }      c.close();d.close();    }    catch(FileNotFoundException e){     System.out.println("找不到該文件！");    }    catch(IOException e){}  }}

FileDescriptor 是 java.io 中的一個類，該類不能實例化，其中包含三個靜態成員：in、out 和err，分別對應于標準輸入流、標準輸出流和標準錯誤流，利用它們可以在標準輸入輸出流上建立文件輸入輸出流，實現鍵盤輸入或屏幕輸出操作。

【例】實現對二進制圖形文件（.gif）的備份

import java.io.*;class ep10_6{  public static void main(String args[]) throws IOException{    FileInputStream a=new FileInputStream("ep10_6.gif");    FileOutputStream b=new FileOutputStream("ep10_6_a.gif");    System.out.println("文件的大小為："+a.available());    byte c[]=new byte[a.available()];    a.read(c); //將圖形文件讀入數組    b.write(c); //將數組中的數據寫入到新文件中    System.out.println("文件已經被更名復制！");    a.close();    b.close();  }}

過濾流

FilterInputStream 和 FileOutputStream 是 InputStream 和 OutputStream 的直接子類，分別實現了在數據的讀、寫操作的同時能對所傳輸的數據做指定類型或格式的轉換，即可實現對二進制字節數據的理解和編碼轉換。

常用的兩個過濾流是數據輸入流 DataInputStream 和數據輸出流 DataOutputStream。其構造方法為：

  DataInputStream(InputStream in); //創建新輸入流，從指定的輸入流 in 讀數據  DataOutputStream(OutputStream out); //創建新輸出流，向指定的輸出流 out 寫數據

由于 DataInputStream 和 DataOutputStream 分別實現了 DataInput 和 DataOutput 兩個接口（這兩個接口規定了基本類型數據的輸入輸出方法）中定義的獨立于具體機器的帶格式的讀寫操作，從而實現了對不同類型數據的讀寫。由構造方法可以看出，輸入輸出流分別作為數據輸入輸出流的構造方法參數，即作為過濾流必須與相應的數據流相連。

DataInputStream 和 DataOutputStream 類提供了很多個針對不同類型數據的讀寫方法，具體內容讀者可參看 Java 的幫助文檔。

【例】將三個 int 型數字 100，0，-100 寫入數據文件 ep10_6.dat 中。

import java.io.*;class ep10_7{  public static void main(String args[]){    String fileName="ep10_7.dat";    int value1=100,value2=0,value3=-100;    try{      //將 DataOutputStream 與 FileOutputStream 連接輸出不同類型的數據      DataOutputStream a=new DataOutputStream(new FileOutputStream(fileName));      a.writeInt(value1);      a.writeInt(value2);      a.writeInt(value3);      a.close();    }    catch(IOException i){      System.out.println("出現錯誤!"+fileName);    }  }}

運行后在程序目錄中生成數據文件 ep10_7.dat，用文本編輯器打開后發現內容為二進制的：
00 00 00 64 00 00 00 00 FF FF FF 9C。

【例】讀取數據文件 ep10_6.dat 中的三個 int 型數字，求和并顯示。

import java.io.*;class ep10_8{  public static void main(String args[]){    String fileName="D://myjava/ep10_7.dat";    int sum=0;    try{      DataInputStream a=new DataInputStream(new BufferedInputStream(new FileInputStream(fileName)));      sum+=a.readInt();      sum+=a.readInt();      sum+=a.readInt();      System.out.println("三個數的和為："+sum);      a.close();    }    catch(IOException e){      System.out.println("出現錯誤！"+fileName);    }  }}

運行結果：

三個數的和為：0

readInt 方法可以從輸入輸出流中讀入 4 個字節并將其作為 int 型數據直接參與運算。由于已經知道文件中有 3 個數據，所以可以使用 3 個讀入語句，但若只知道文件中是 int 型數據而不知道數據的個數時該怎么辦呢？因為 DataInputStream 的讀入操作如遇到文件結尾就會拋出 EOFException 異常，所以可將讀操作放入 try 中。

try{  while(true)  sum+=a.readInt();}catch(EOFException e){  System.out.pritnln("三個數的和為："+sum);  a.close();}

EOFException 是 IOException 的子類，只有文件結束異常時才會被捕捉到，但如果沒有讀到文件結尾，在讀取過程中出現異常就屬于 IOException。

【例】從鍵盤輸入一個整數，求該數的各位數字之和。

import java.io.*;class ep10_9{  public static void main(String args[]) throws IOException{    DataInputStream a=new DataInputStream(System.in);    System.out.print("請輸入一個整數：");    int b=a.readInt();    int sum=0;    int c=b;    while(c>0){      int d=c%10; //取最低位      c=c/10; //去掉最低位      sum=sum+d; //累加各位之和    }    System.out.println(b+"的各位數字之和="+sum);  }}

運行結果：

請輸入一個整數：26842403082 的各位數字之和=31

需要注意的是，輸入的數據 26 為變成了 842403082，原因在于輸入數據不符合基本類型數據的格式，從鍵盤提供的數據是字符的字節碼表示方式，若輸入 26，只代表 2 和 6 兩個字符的字節數據，而不是代表整數 26 的字節碼。

若要從鍵盤得到整數需要先讀取字符串，再利用其他方法將字符串轉化為整數。
標準輸入輸出

System.in、System.out、System.err 這 3 個標準輸入輸流對象定義在 java.lang.System 包中，這 3 個對象在 Java 源程序編譯時會被自動加載。
標準輸入：標準輸入 System.in 是 BufferedInputStream 類的對象，當程序需要從鍵盤上讀入數據時，只需要調用 System.in 的 read()方法即可，該方法從鍵盤緩沖區讀入一個字節的二進制數據，返回以此字節為低位字節，高位字節為 0 的整型數據。
標準輸出：標準輸出 System.out 是打印輸出流 PrintStream 類的對象。PrintStream 類是過濾輸出流類 FilterOutputStream 的一個子類，其中定義了向屏幕輸出不同類型數據的方法print()和 println()。
標準錯誤輸出：System.err 用于為用戶顯示錯誤信息，也是由 PrintStream 類派生出來的錯誤流。Err 流的作用是使 print()和 println()將信息輸出到 err 流并顯示在屏幕上，以方便用戶使用和調試程序。

【例】輸入一串字符顯示出來，并顯示 System.in 和 System.out 所屬的類。

import java.io.*;class ep10_10{  public static void main(String args[]){    try{      byte a[]=new byte[128]; //設置輸入緩沖區      System.out.print("請輸入字符串：");      int count =System.in.read(a); //讀取標準輸入輸出流      System.out.println("輸入的是：");      for(int i=0;i<count;i++)        System.out.print(a[i]+""); //輸出數組元素的 ASCII 值      System.out.println();      for(int i=0;i<count-2;i++) //不顯示回車和換行符        System.out.print((char)a[i]+""); //按字符方式輸出元素      System.out.println();      System.out.println("輸入的字符個數為："+count);      Class InClass=System.in.getClass();      Class OutClass=System.out.getClass();      System.out.println("in 所在的類為："+InClass.toString());      System.out.println("out 所在的類為："+OutClass.toString());    }    catch(IOException e){}  }}

運行結果如所示：

需要注意的是，輸入了 3 個字符按回車后，輸出的結果顯示為 5 個字符。這是由于 Java 中回車被當作兩個字符，一個是 ASCⅡ為 13 的回車符，一個是值為 10 的換行符。程序中 getClass()和 ToString()是 Object 類的方法，作用分別是返回當前對象所對應的類和返回當前對象的字符串表示。