第4章-Java的IO流和异常处理.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Java,程序设计基础,第四章,Java,的,I/O,流和异常处理,4.1 I/O,流概述,4.2,字节级输入输出流,4.3,字符流的处理,4.4,文件处理,4.5,对象序列化,4.6,异常及其处理,4.7,自定义异常,4.8,本章小结,第四章,Java,的,I/O,流和异常处理,学习导读,本章将介绍,Java,中的几种,I/O,流方法和应用，以及文件处理、对象序列化和,Java,中异常的编写和处理。,4.1 I/O,流的概念,流是指流动的数据序列，可分为,输入流,和,输出流。,在程序设计语言中，流式输入输出是一种常见的输入输出方式,。它是一个比文件更加广泛的概念。,输入流用来把数据从计算机外的数据源输入到计算机。例如从,键盘，扫描仪，摄像头，网络等数据源输入数据。,输出流是将计算机中的数据输出到外部设备的流。例如将要打,印的信息发送到打印机，将计算的结果显示到显示设备上,流的最大特点就是所有数据的传输都是按照数据序列的顺序进,行的。每个数据必须等待排在它前面的数据读入或送出之后才,能被读写,Java,中采用类的方式实现,I/O,流。,I/O,流的概念,在,Java,中标准的输入设备是键盘，标准的输出设备是终端或显示器。他们,分别对应,System,类中的变量,in,，,out,和,err,。这三个变量在,System,类中的,声明如下：,public static final,InputStream,in,public static final,PrintStream,out,public static final,PrintStream,err,对于,PrintStream,类最常用的两个方法为：,public void print();,public void,println,();,这两个方法的主要区别在于,print(),方法输出的字符串不自动换行，除非在,待输出的字符串结尾有换行符,”,n”,。,println,(),方法则在输出字符串后进行换,行操作。,I/O,流的概念,public class,TestPrint,public static void,main(String,args,),System.out.print(Hello,Java.);,System.out.print(Hello,Jack.n);,System.out.println(Hello,Tom.);,System.out.println(Hello,Jerry.);,Print,语句输入内容到屏幕上，但是不换行，所以前两,print,语句输出的内容在同一行中,后两输出语句会自动在输出完毕后加上换行符，所以后两输出语句应该分别输出到两行,InputStream,类层次结构,虚线框表示的类可以打开某个具体的数据源或目标流，进行读写,实线框表示的类可以,连接到其他数据流,，执行数据转换、缓存和过滤等处理。以下同。,OutputStream,类层次,这两个类直接继承了,Object,类，,InputStream,和,OutputStream,都是抽象类，它们分别是其他所,有字节输入流,(7,个,),和字节输出流,(5,个,),的超类。,InputStream,的方法,从流中读取数据,abstract,int,read();/,从输入流读取下一个字节，,-1,表示输入结束，这是一个阻塞方法,int,read(byte b );/,从输入流读取一组数据存入缓冲区,b,中。返回读取的字节个数，,-1,表示结束。,int,read(byte b,int,off,int,len,);/,从输入流读取最多,len,字节数据存入缓冲区,b,中，并从数组,b,的第,off,个位置开始存放,int,available();/,返回输入流中无需阻塞可直接读取字节个数,long skip(long n);/,从输入流中忽略,n,和字节的数据，返回实际忽略的字节个数,InputStream,的方法,(cont.),关闭流,close();/,关闭输入流,使用输入流中的标记,void mark(,int,readlimit,);/,在输入流中标记当前位置，以后可调用,reset,方法返回该位置，参数,readlimit,设置调用,mark,方法后可以读取的最大字节数且保持,mark,标记有效，并非所有的流都支持,mark,和,reset,方法,void reset();/,重置流的读取位置，回到上次调用,mark,方法标记的位置,boolean,markSuppont,();/,检测输入流是否支持,mark,和,reset,方法,OutputStream,的方法,输出数据,abstract void write(,int,b);/,向输出流写入一个字节，写出 字节为整数,b,的低字节，其高,3,个字节被忽略,void write(byte b );/,把缓冲区,b,中的全部数据写入输出流,void write(byte b,int,off,int,len,);/,把缓冲区,b,中从,boff,开始的,len,个字节的数据写入输出流,void flush()/,刷新输出流，强制输出所有被缓存的字节,void close();/,关闭输出流,在实际应用中，常用,InputStream,和,OutputStream,类的引用指向它们的具体实现的子类对象。,4.2,字节级输入输出流,(1)PipedInputStream,和,PipedOutputStream,类,(2)DataInputStream,和,DataOutputStream,类,(3)FileInputStream,和,FileOutputStream,类,(1),管道流,管道用来把一个程序、线程或代码块的,输出连接到,另一个程序、线程或代码块的,输入,管道输入流作为一个通信管道的,接收端,，管道输出流作为,发送端,。,在使用管道之前，管道输出流和管道输入流必须进行,连接,。,(1),管道流,(cont.),PipedInputStream,和,PipedOutputStream,类,这两个流用于进程之间的通信。一个,PipedInputStream,必须连接一个,PipedOutputStream,，同样一个,PipedOutputStream,也必须连接一个,PipedInputStream,。两个类可以在实例化的时候建立连接，或者调用,Connect(),方法建立连接。,两种建立连接的方法：,(1),在构造方法中连接,PipedInputStream,pis,=new,PipedInputStream,();,PipedOutputStream,pos=new,PipedOutputStream(pis,);,(2),用,connect(),方法进行连接,PipedInputStream,pis,=new,PipedInputStream,();,PipedOutputStream,pos=new,PipedOutputStream,();,pis.connect(pos,);,在构造方法中连接：,PipeInputStream(PipeOutputStream,src,);,PipeOutputStream(PipeInputStream,snk,);,用,connect(),方法进行连接,类,PipeInputStream,中定义为：,void,connetc(PipeOutputStream,src,);,类,PipeOutputStream,中定义为：,void,connect(PipeInputStream,snk,);,(1),管道流,(cont.),(2),数据输入输出流,DataInputStream,以与机器无关的方式从一个输入流中读取,Java,的基本类型的数据，所读的数据应该是由,DataOutputStream,对象写入的。,DataInputStream,的构造方法和一些重要的方法如下：,public,DataInputStream(InputStream,in),public final Boolean,readBoolean,()throws,EOFException,public final byte,readByte,()throws,EOFException,IOException,public final char,readChar,()throws,EOFException,IOException,public final,int,readInt,()throws,EOFException,IOException,public final String,readUTF,()throws,EOFException,IOException,(2),数据输入输出流,DataOutputStream,类向输出流中写入,Java,的基本数据类型，所写数据的方式是可移植的，与具体的操作系统无关，它们只能由,DataInputStream,类读取。,DataOutputStream,的构造方法和一些重要方法如下：,public,DataOutputStream(OutputStream,out),public final void,writeBoolean(boolean,v)throws,IOException,public final void,writeByte(int,v)throws,IOException,public final void,writeChar,(,int,v)throws,IOException,public final void,writeInt(int,v)throws,IOException,public final void,writeUTF,(String,str,)throws,IOException,(3),文件输入输出流,FileInputStream,类是从,InputStream,类中派生出来的输入流，它可以处理简单的文件输入操作。其构造方法如下：,public,FileInputStream(,String,filename);,public,FileInputStream(,File,file);,FileOutputStream,类是从,OutputStream,类中派生出来的输出流，它可以简单地向文件写入数据。其构造方法如下：,public,FileOutputStream(,String,filename);,public,FileOutputStream(,File,file);,这两个类用来进行文件,I/O,处理，由它们所提供的方法可以打开本地主机上的文件，并进行顺序的读,/,写。,通过类,File,对象,或者一个,表示文件名的字符串,可以生成文件输入出流，在流对象被生成的同时，文件被打开，然后就可以进行文件读写。,在生成类,FileOutputStream,的对象时，如果指定的文件不存在，则创建一个,新文件,，否则原文件的内容会被新写入的内容覆盖。,在进行文件的读写操作时，会产生,IOException,异常，属于非运行时异常，必须捕获或声明抛弃。,一个文件输入,/,输出流的例子,FileInputStream,fis,;,try,fis,=new,FileInputStream,(text);,System.out.print,(content of text is:);,int,b;,while(b=,fis.read,()!=-1),System.out.print,(,char)b,);,catch(,FileNotFoundException,e),System.out.println,(e);,catch(,IOException,e),System.out.println,(e);,4.3,字符流的处理,在,Java,中，定义了专门用于处理字符数据输入输出的抽象类,Reader,和,Writer,类，它们与,InputStream,和,OutputStream,类很相似，也有很多子类，用于处理字符数据输入输出。,4.3,字符流的处理,Reader,类和,Writer,类是所有字符流的超类，它们是直接继承,Object,类的抽象类，可读写,16,位的字符流。它们与字节流的区别在于其,处理数据,的方式，,字节流按字节,来处理数据，而文本数据可能采用各种不同的字符编码方式，可能是,单字节,字符，也可能是,多字节,字符，因而要借助于,字符流来处理文本类信息,。,(1)BufferedReader,类读入字符数据,BufferedReader,从字符输入流中读取文本。其构造方法如下：,public,BufferedReader(Reader,in),利用,BufferedReader,类可以从字节型流（例如：,System.in,等）中读出字,符数据。,Java,提供了一个将,字节流转换成字符流,的类,InputStreamReader,。其构造方法如下：,public,InputStreamReader(InputStream,in),因此，使用如下方法声明,BufferedReader,对象就可以使,BufferedReader,对象具有,从字节数据中读出字符数据,的能力。,BufferedReader,reader=new,BufferedReader(new,InputStreamReader(System.in,);,(1)BufferedReader,类读入字符数据,生成流对象,public,BufferedReader(Reader,in);,public,BufferedReader(Reader,in,int,sz,);,public,BufferedWriter(Writer,out);,public,BufferedWriter(Writer,out,int,sz,);,除了,Reader,和,Writer,中提供的基本的读写方法,外，还增加了整行字符的读,/,写。,public String,readLine,()throws,IOException,;,public void,newLine,()throws,IOException,;,(1)BufferedReader,类读入字符数据,import,java.io,.*;,public class,TestCharIO,public static void,main(String,args,),System.out.println,(,请输入字符串：,n);,BufferedReader,reader=new,BufferedReader(new,InputStreamReader(System.in,);,String a=null;,try,a=,reader.readLine,();,catch(Exception,e),System.out.println(e.toString,();,System.out.println,(,您输入的字符串为,:+a);,从键盘输入中读取一行输入数据,(1)BufferedReader,类读入字符数据,该程序运行结果如下：,(1)BufferedReader,类读入字符数据,利用,BufferedReader,还可以读取,文本文件,中的字符数据，但,BufferedReader,无法直接,和文本文件关联。必须通过一个桥梁类,FileReader,。,FileReader,类的构造方法如下：,public,FileReader(String,filename)throws,FileNotFoundException,public,FileReader(File,file)throws,FileNotFoundException,Filereader,类,在,BufferedReader,流和实际数据文件之间起,连接,作用。利用如下方法声明的,BufferedReader,对象能够读取文本文件中的字符数据。,BufferedReader,reader=new,BufferedReader(new,FileReader(“c:test.txt,”);,(1)BufferedReader,类读入字符数据,import,java.io,.*;,public class,TestCharIO,public static void,main(String,args,),String a=null;,try,BufferedReader,reader=new,BufferedReader(new,FileReader(c:test.txt,);,a=,reader.readLine,();,catch(Exception,e),System.out.println(e.toString,();,System.out.println(a,);,(1)BufferedReader,类读入字符数据,文本文件内容：,读取后的结果：,从键盘接收输入的数据,Java,程序不能直接从键盘接受整型数，浮点数等,Java,的基本类型，,只能直接接受字符或者字符串,，如果读取整数等类型，需要进行类型转换。,从键盘接收输入的数据,InputStreamReader,ir,;,BufferedReader in;,ir,=new,InputStreamReader(System.in,);,in=new,BufferedReader(ir,);,String s=,in.readLine,();,System.out.println(“Input,value is:”+s);,int i=,Integer.parseInt(s,);/,转换成,int,型,i*=2;,System.out.println(“Input,value changed after,doubled:”+i);,注意：在读取字符流时，如果不是来自于本地的，比如说来自于网络上某处的与本地编码方式不同的机器，那么我们在构造输入流时就不能简单地使用,本地缺省,的编码方式，否则读出的字符就不正确；为了正确地读出异种机上的字符，我们应该使用下述方式构造输入流对象：,ir,=new,InputStreamReader(is,“8859_1”);,采用,ISO 8859_1,编码方式，这是一种映射到,ASCII,码的编码方式，可以在不同平台之间正确转换字符,。,(2)BufferedWriter,输出字符数据,BufferedWriter,类用来创建一个字符输出流。该类提供了以字符的形式写数据的方法。,Java,中,BufferedWriter,类的构造方法如下：,public,BufferedWriter(Writer,out),利用,BufferedWriter,可以向文本文件中写入字符数据，但,BufferedWriter,无法直接与文本文件建立连接。必须通过,FileWriter,类把,BufferedWriter,流与文本文件关联起来。,FileWriter,类的构造方法如下：,Public,FileWriter(File,file)throws,IOException,Public,FileWriter(String,filename)throws,IOException,Public,FileWriter(String,filename,boolean,append)throws,IOException,以如下方式构造的,BufferedWriter,对象可以向文本文件中写入字符数据：,BufferedWriter,writer=new,BufferedWriter(new,FileWriter(“c:test.txt,”);,(2)BufferedWriter,输出字符数据,import,java.io,.*;,public class,TestCharIO,public static void,main(String,args,),String a=,你好啊！,;,try,BufferedWriter,writer=new,BufferedWriter(new,FileWriter(c:test.txt,);,writer.write(a,);,writer.close,();,System.out.println,(,已经将信息写入,test.txt,);,catch(Exception,e),System.out.println(e.toString,();,(2)BufferedWriter,输出字符数据,程序运行如下：,最后写入的效果：,(2)BufferedWriter,输出字符数据,利用,PrintWriter,类与,BufferedWriter,类结合可以将各种类型数据以字符的,形式保存到文本文件中。,PrintWriter,类的方法不会抛出任何异常，只能使,用,checkError,(),方法来检查是否发生了错误，其构造方法如下：,public,PrintWriter(Writer,out),public,PrintWriter(Writer,out,boolean,autoFlush,),import,java.io,.*;,public class,TestCharIO,public static void,main(String,args,),String a=,你好啊！,;,double b=7.138;,char c=G;,(2)BufferedWriter,输出字符数据,int,d=10;,try,PrintWriter,pw,=,new,PrintWriter(new,BufferedWriter(new,FileWriter(c:test.txt,);,pw.println(a,);,pw.println(b,);,pw.println(c,);,pw.println(d,);,if(,pw.checkError,(),System.out.println,(,在向文件中写入数据时发生错误！,);,(2)BufferedWriter,输出字符数据,else,System.out.println,(,数据已写入文件中！,);,catch(Exception,e),System.out.println(e.toString,();,(2)BufferedWriter,输出字符数据,程序运行如下：,程序运行结果：,4.4,文件处理,File,类：用户通过该类可以实现新建，删除文件或目录以及获取文件或目录各种属性的功能。,public,File(String,pathname),：,pathname,是要创建的,File,对象的文件名或目录名及其路径。其中，路径可以是绝对路径也可以是相对路径。,File s1=new File(“,c:javatest.java,”);,File s2=new File(“,myjavatest.java,”);/s2,表示的是当前目录下,myjava,子目录下的,test.java,文件。,4.4,文件处理,(cont.),public,File(String,parent,String child),：,parent,表示要创建的,File,对象的文件或目录的绝对路径或相对路径，,child,表示文件名或目录名。,File s3=new,File(“c,:java”,test.java,);,public,File(File,parent,String child):parent,表示要创建的,File,对象的文件或目录所在的目录的,File,对象，,child,表示文件名或目录名。,File,myDir,=new,File(“c,:java”);,File s4=new,File(myDir,test.java,);,public String,getName,(),：返回文件或目录名。,4.4,文件处理,(cont.),public String,getPath,(),：返回文件或目录的路径。,public String,getParent,(),：返回文件或目录的父目录的路径，如果不存在则返回,null,。,public,boolean,isDirectory,(),：判断该,File,对象是否为目录名，如果是则返回,true,。,public,boolean,isFile,(),：判断该,File,对象是否为文件名，如果是则返回,true,。,public,boolean,exists(),：判断该文件或目录是否存在，如果存在则返回,true,。,public,boolean,canRead,(),：判断文件是否为可读文件，如果是则返回,true,。,4.4,文件处理,(cont.),public,boolean,canWrite,(),：判断文件是否为可写文件，如果是则返回,true,。,public,boolean,delete(),：删除该,File,对象代表的文件或目录。如果删除成功则返回,true,。当删除对象为目录时，目录必须为空才能被删除。,public,boolean,createNewFile,(),：当,File,对象对应的文件不存在时，利用该方法可以创建以该,File,对象对应的文件名为文件名的空文件。,public,boolean,mkdir,(),：当,File,对象对应的目录不存在时，利用该方法可以创建以该,File,对象对应的目录名为目录名的空目录。,4.4,文件处理,(cont.),import,java.io,.*;,public class,TestFile,public static void,main(String,args,)throws,IOException,File,file,=new,File(Test,);,if(!,file.exists,(),file.mkdir,();,File,nextFile,=new,File(file,minghehe,);,if(!,nextFile.exists,(),nextFile.mkdirs,();,System.out.println,(,nextFile.getParent,();,4.4,文件处理,(cont.),if(,nextFile.isDirectory,(),File,newFile,=new,File(nextFile,ming.txt,);,if(!,newFile.exists,(),newFile.createNewFile,();,System.out.println(newFile.getName,();,System.out.println(newFile.getAbsoluteFile,();,for(int,i=0;i 5;i+),File,listFile,=new,File(nextFile,ming+i+.txt,);,if(!,listFile.exists,(),listFile.createNewFile,();,String list=,nextFile.list,();,for(int,j=0;j,list.length;j,+),System.out.println(listj,);,4.4,文件处理,(cont.),运行结果如下图所示,拷贝文件例子,4.4.1,随机存取文件,public class,RandomAccessFile,extends Object implements,DataInput,DataOutput,接口,DataInput,中定义的方法主要包括从流中读取基本类型的数据、读取一行数据、或者读取指定长度的字节数。如,：,readBoolean,(),、,readInt,(),、,readLine,(),、,readFully,(),等。,接口,DataOutput,中定义的方法主要是向流中写入基本类型的数据、或者写入一定长度的字节数组。如：,writeChar,(),、,writeDouble,(),、,write(),等。,不同于,FileInputStream,和,FileOutputStream,，,RandomAccessFile,既可以读取一个,wemoam,，也可以写入一个文件。,为什么可以这样呢？,4.4.1,随机存取文件,(cont.),构造方法：,RandomAccessFile(String,name,String mode);,RandomAccessFile(File,file,String mode);,例子：,File f=new,File(“readFile,”);,RandomAccessFile,rafR,=new,RandomAccessFile,(,f,”r,”);,RandomAccessFile,rafRW,=new,RandomAccessFile,(“,ReadWriteFile,”,，“,rw,”);,文件指针的操作,long,getFilePointer,();/,获取当前的文件指针,void seek(long pos);/,将文件指针设置到指定的位置,int,skipBytes,(int n);/,将文件指针前移指定的字节数,一个随机访问文件的例子,import,java.io,.*;,public class,RandomAccessFileTest,public static void,main(String,args,),try,RandomAccessFile,raf,=new RandomAccessFile(f001,rw,);,/,写之前，指针位置,System.out.println,(,Pointer(before,write):+,raf.getFilePointer,();,/,写入,256,字节,for(int,i=0;i256;i+),raf.writeByte(i,);,/,写之后，指针位置,System.out.println,(,Pointer(after,write):+,raf.getFilePointer,();,/,将文件指针移到文件头,raf.seek(0);,System.out.println,(,Pointer(after,seek):+,raf.getFilePointer,();,一个随机访问文件的例子,(cont.),/,读取一个字节,int,read=,raf.readByte,();,System.out.println(read,=+read);,System.out.println,(,Pointer(after,read):+,raf.getFilePointer,();,/,跳过,10,个字节,raf.skipBytes(10);,System.out.println,(,Pointer(after,skip):+,raf.getFilePointer,();,/,再读取一个字节,int,read2=,raf.readByte,();,System.out.println(read2=+read2);,raf.close,();,catch(IOException,e),System.err.println(e,);,4.4.2,过滤流,过滤流在读,/,写数据的同时可以对数据进行处理，它提供了同步机制，使得某一时刻只有一个线程可以访问一个,I/O,流，以防止多个线程同时对一个,I/O,流进行操作所带来的意想不到的结果。,类,FilterInputStream,和,FilterOutputStream,分别作为所有过滤输入流和输出流的父类。,public class,FilterInputStream,extends,InputStream,public class,FilterOutputStream,extends,OutputStream,4.4.2,过滤流,为了使用一个过滤流，必须首先把过滤流连接到某个输入,/,出流上，通常通过在构造方法的参数中指定所要连接的输入,/,出流来实现。例如：,FilterInputStream,(,InputStream,in);,FilterOutputStream,(,OutputStream,out);,这两个类的子类才真正实现了数据的转换。,4.4.2,过滤流,(cont.),BufferedInputStream,和,BufferedOutputStream,属于字节流,FilterInputStream,和,FilterOutputStream,的子类。,这两个类实现了带缓冲的过滤流，由于提供了缓冲机制，把任意的输入流或者输出流“捆绑”到缓冲流上会获得性能的提高。,在初始化,BufferedInputStream,和,BufferedOuputSream,时，除了要指定所连接的输入出流外，,还可以指定缓冲区的大小,。缺省使用,32,字节大小的缓冲区。通常程序中指定的缓冲区大小应是内存页或磁盘块等的整数倍，最优的缓冲区大小常依赖于主机操作系统、可使用的内存空间、机器的配置等。一般可选,8192,字节或者较小的缓冲区以提高性能。,对于,BufferedInputStream,当读取数据时，数据按块读入缓冲区，其后的读操作则,直接访问缓冲区,。,在使用,BufferedOutputStream,进行输出时，数据,首先写入缓冲区,，当缓冲区满时，其中的数据写入所连接的输出流。用该类所提供的方法,flush(),可以强制将缓冲区的内容全部写入输出流。,利用这些,缓冲输入输出流,可以减少读写次数，提高程序的输入输出性能。,通过使用过滤流拷贝文件,package chp4;,import,java.io,.*;,public class,FilterStreamTest,public,FilterStreamTest,(),public static void main(String,args,),String,srcfile,=src/chp4/FilterStreamTest.java;,String,destfile,=src/ch4/FilterStreamTest.bak;,FileInputStream,fin=null;,BufferedInputStream,bin=null;,FileOutputStream,fout,=null;,BufferedOutputStream,bout=null;,int b=0;,try,fin=new,FileInputStream(srcfile,);/,底层的输入流,/,把输入流和过滤流连接起来,bin=new,BufferedInputStream(fin,);/,预先在缓冲区存储来自连接输入流的数据，该缓冲区中的数据自动从底层输入流中补充。,fout,=new,FileOutputStream(destfile,);,/,把输出流和过滤流连接起来,bout=new,BufferedOutputStream(fout,);/,预先在内部缓冲区存储输出数据,while(b=bin.read()!=-1)/,数据将从缓冲区中移出而不是底层的输入流,bout.write(b);,/,把输出缓冲区刷空，数据一次性写到底层的输出流,bout.flush();/,把输出缓冲区刷空，如果不使用,flush(),，那么缓冲区的内存就会丢失，目标文件和原文件就会不一致。,/,关闭流,bin.close();,fin.close();,fout.close,();,bout.close();,System.out.println,(,程序正确执行完毕,.);,catch(,FileNotFoundException,ex),Sy