day14 缓冲流、转换流、序列化流和打印流

缓冲流

BufferedOutputStream（字节缓冲输出流）

java.io.BufferedOutputStream extends OutputStream

继承自父类的共性成员方法:

• 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。

构造方法:

• BufferedOutputStream(OutputStream out) 创建一个新的缓冲输出流，以将数据写入指定的底层输出流。
• BufferedOutputStream(OutputStream out, int size) 创建一个新的缓冲输出流，以将具有指定缓冲区大小的数据写入指定的底层输出流。
  参数:
  OutputStream out:字节输出流
  我们可以传递FileOutputStream,缓冲流会给FileOutputStream增加一个缓冲区,提高FileOutputStream的写入效率
  int size:指定缓冲流内部缓冲区的大小,不指定默认

使用步骤(重点)

1. 创建FileOutputStream对象,构造方法中绑定要输出的目的地
2. 创建BufferedOutputStream对象,构造方法中传递FileOutputStream对象对象,提高FileOutputStream对象效率
3. 使用BufferedOutputStream对象中的方法write,把数据写入到内部缓冲区中
4. 使用BufferedOutputStream对象中的方法flush,把内部缓冲区中的数据,刷新到文件中
5. 释放资源(会先调用flush方法刷新数据,第4部可以省略)

BufferedInputStream(字节输入缓冲流)

java.io.BufferedInputStream extends InputStream

继承自父类的成员方法:
int read()从输入流中读取数据的下一个字节。
int read(byte[] b) 从输入流中读取一定数量的字节，并将其存储在缓冲区数组 b 中。
void close() 关闭此输入流并释放与该流关联的所有系统资源。

构造方法:

• BufferedInputStream(InputStream in) 创建一个 BufferedInputStream 并保存其参数，即输入流 in，以便将来使用。

• BufferedInputStream(InputStream in, int size) 创建具有指定缓冲区大小的 BufferedInputStream 并保存其参数，即输入流 in，以便将来使用。

  参数:
  InputStream in:字节输入流
  我们可以传递FileInputStream,缓冲流会给FileInputStream增加一个缓冲区,提高FileInputStream的读取效率
  int size:指定缓冲流内部缓冲区的大小,不指定默认

使用步骤(重点):

1. 创建FileInputStream对象,构造方法中绑定要读取的数据源
2. 创建BufferedInputStream对象,构造方法中传递FileInputStream对象,提高FileInputStream对象的读取效率
3. 使用BufferedInputStream对象中的方法read,读取文件
4. 释放资源

BufferedWriter(字符缓冲输出流)

java.io.BufferedWriter extends Writer

继承自父类的共性成员方法:

• 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。

构造方法:

• BufferedWriter(Writer out) 创建一个使用默认大小输出缓冲区的缓冲字符输出流。
• BufferedWriter(Writer out, int sz) 创建一个使用给定大小输出缓冲区的新缓冲字符输出流。
  参数:
  Writer out:字符输出流
  我们可以传递FileWriter,缓冲流会给FileWriter增加一个缓冲区,提高FileWriter的写入效率
  int sz:指定缓冲区的大小,不写默认大小

特有的成员方法:

• void newLine() 写入一个行分隔符。会根据不同的操作系统,获取不同的行分隔符
  换行:换行符号
  windows:\r\n
  linux:/n
  mac:/r

使用步骤:

1. 创建字符缓冲输出流对象,构造方法中传递字符输出流
2. 调用字符缓冲输出流中的方法write,把数据写入到内存缓冲区中
3. 调用字符缓冲输出流中的方法flush,把内存缓冲区中的数据,刷新到文件中
4. 释放资源

BufferedReader(字符缓冲输入流)

java. io BufferedReader extends Reader

继承自父类的共性成员方法:

• int read()读取单个字符并返回。
• int read(char[ ] c)ー次读取多个字符,将字符读入数组。
• void close()关闭玄流并释放与之关联的所有资源。

构造方法

• BufferedReader( Reader in)创建一个使用认大小输入冲区的援冲字符输入流。
• BufferedReader( Reader in, int sz)创建一个使用指定大小输入緩冲区的冲字符输入流。
  参数
  Reader in:字符输入流
  我们可以传递 FileReader 缓冲流会给 FileReader增加一个缓冲区,提高 FileReader的读取效率

特有的成员方法:

• String readLine() 读取一个文本行，读取一行数据
  行的终止符号:通过下列字符之一即可认为某行已终止:换行(’\n’)、回车(’\r’)或回车后直接跟着换行(\r\n)
  返回值:
  包含该行内容的字符串,不包含任何行终止符,如果已到达流末尾,则返回null

使用步骤
1.创建字符缓冲输入流对象,构造方法中传递字符输入
2.使用字符冲输入流对象中的方法read/ readLine读取文本
3.释放资源

转换流

字符编码

计算机中储存的信息都是用二进制数表示的，而我们在屏幕上看到的数字、英文、标点符号、汉字等字符是二进制数转换之后的结果。按照某种规则，将字符存储到计算机中，称为编码 。反之，将存储在计算机中的二进制数按照某种规则解析显示出来，称为解码 。比如说，按照A规则存储，同样按照A规则解析，那么就能显示正确的文本符号。反之，按照A规则存储，再按照B规则解析，就会导致乱码现象。

编码:字符(能看懂的)–字节(看不懂的)

解码:字节(看不懂的)–>字符(能看懂的)

• 字符编码Character Encoding : 就是一套自然语言的字符与二进制数之间的对应规则。

  编码表:生活中文字和计算机中二进制的对应规则

字符集

• 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。[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-yjEsNo7I-1571660717481)(img/1_charset.jpg)]

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。

编码引出的问题

在IDEA中，使用FileReader 读取项目中的文本文件。由于IDEA的设置，都是默认的UTF-8编码，所以没有任何问题。但是，当读取Windows系统中创建的文本文件时，由于Windows系统的默认是GBK编码，就会出现乱码。

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();
    }
}
输出结果：
���

OutputStreamWriter

java.io.OutputStreamWriter extends Writer
OutputStreamWriter: 是字符流通向字节流的桥梁：可使用指定的 charset 将要写入流中的字符编码成字节。(编码:把能看懂的变成看不懂)

继续自父类的共性成员方法:

• 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。

构造方法:

• OutputStreamWriter(OutputStream out)创建使用默认字符编码的 OutputStreamWriter。
• OutputStreamWriter(OutputStream out, String charsetName) 创建使用指定字符集的 OutputStreamWriter。
  参数:
  OutputStream out:字节输出流,可以用来写转换之后的字节到文件中
  String charsetName:指定的编码表名称,不区分大小写,可以是utf-8/UTF-8,gbk/GBK,…不指定默认使用UTF-8

使用步骤:

1. 创建OutputStreamWriter对象,构造方法中传递字节输出流和指定的编码表名称
2. 使用OutputStreamWriter对象中的方法write,把字符转换为字节存储缓冲区中(编码)
3. 使用OutputStreamWriter对象中的方法flush,把内存缓冲区中的字节刷新到文件中(使用字节流写字节的过程)
4. 释放资源

InputStreamReader

java.io.InputStreamReader extends Reader
InputStreamReader:是字节流通向字符流的桥梁：它使用指定的 charset 读取字节并将其解码为字符。(解码:把看不懂的变成能看懂的)

继承自父类的共性成员方法:

• int read() 读取单个字符并返回。
• int read(char[] cbuf)一次读取多个字符,将字符读入数组。
• void close() 关闭该流并释放与之关联的所有资源。

构造方法:

• InputStreamReader(InputStream in) 创建一个使用默认字符集的 InputStreamReader。
• InputStreamReader(InputStream in, String charsetName) 创建使用指定字符集的 InputStreamReader。
  参数:
  InputStream in:字节输入流,用来读取文件中保存的字节
  String charsetName:指定的编码表名称,不区分大小写,可以是utf-8/UTF-8,gbk/GBK,…不指定默认使用UTF-8

使用步骤:

1. 创建InputStreamReader对象,构造方法中传递字节输入流和指定的编码表名称
2. 使用InputStreamReader对象中的方法read读取文件
3. 释放资源

注意事项:
构造方法中指定的编码表名称要和文件的编码相同,否则会发生乱码

序列化和反序列化

序列化

java.io.ObjectOutputStream extends OutputStream
ObjectOutputStream:对象的序列化流
作用:把对象以流的方式写入到文件中保存

构造方法:

• ObjectOutputStream(OutputStream out) 创建写入指定 OutputStream 的 ObjectOutputStream。
  参数:
  OutputStream out:字节输出流

特有的成员方法:

• void writeObject(Object obj) 将指定的对象写入 ObjectOutputStream。

使用步骤:

1. 创建ObjectOutputStream对象,构造方法中传递字节输出流
2. 使用ObjectOutputStream对象中的方法writeObject,把对象写入到文件中
3. 释放资源

反序列化

java.io.ObjectInputStream extends InputStream
ObjectInputStream:对象的反序列化流
作用:把文件中保存的对象,以流的方式读取出来使用

构造方法:

• ObjectInputStream(InputStream in) 创建从指定 InputStream 读取的 ObjectInputStream。
  参数:
  InputStream in:字节输入流

特有的成员方法:

• Object readObject() 从 ObjectInputStream 读取对象。

使用步骤:

1. 创建ObjectInputStream对象,构造方法中传递字节输入流
2. 使用ObjectInputStream对象中的方法readObject读取保存对象的文件
3. 释放资源
4. 使用读取出来的对象(打印)

readObject方法声明抛出了ClassNotFoundException(class文件找不到异常)
当不存在对象的class文件时抛出此异常

反序列化的前提:

1. 类必须实现Serializable
2. 必须存在类对应的class文件

序列化和反序列化的注意事项

序列化和反序列化的时候

会抛出NotSerializableException没有序列化异常
类通过实现 java.io.Serializable 接口以启用其序列化功能。未实现此接口的类将无法使其任何状态序列化或反序列化。
Serializable接口也叫标记型接口
要进行序列化和反序列化的类必须实现Serializable接口,就会给类添加一个标记
当我们进行序列化和反序列化的时候,就会检测类上是否有这个标记
有: 就可以序列化和反序列化
没有: 就会抛出 NotSerializableException异常
去市场买肉–>肉上有一个蓝色章(检测合格)–>放心购买–>买回来怎么吃随意

static关键字:静态关键字
静态优先于非静态加载到内存中(静态优先于对象进入到内存中)
被static修饰的成员变量不能被序列化的,序列化的都是对象

transient关键字:瞬态关键字
被transient修饰成员变量,不能被序列化

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);
     }
}

打印流

概述

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。

PrintStream类
java.io.PrintStream:打印流
PrintStream 为其他输出流添加了功能，使它们能够方便地打印各种数据值表示形式。

PrintStream特点:

1. 只负责数据的输出,不负责数据的读取
2. 与其他输出流不同，PrintStream 永远不会抛出 IOException
3. 有特有的方法,print,println
   void print(任意类型的值)
   void println(任意类型的值并换行)

构造方法:

• PrintStream(File file):输出的目的地是一个文件
• PrintStream(OutputStream out):输出的目的地是一个字节输出流
• PrintStream(String fileName) :输出的目的地是一个文件路径

PrintStream extends OutputStream
继承自父类的成员方法:

• 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。

注意:
如果使用继承自父类的write方法写数据,那么查看数据的时候会查询编码表 97->a
如果使用自己特有的方法print/println方法写数据,写的数据原样输出 97->97

可以改变输出语句的目的地(打印流的流向)
输出语句,默认在控制台输出
使用System.setOut方法改变输出语句的目的地改为参数中传递的打印流的目的地

• static void setOut(PrintStream out)
  重新分配“标准”输出流。