【文档说明】jAVA2程序设计基础第十章课件 - 副本.ppt，共(35)页，352.000 KB，由小橙橙上传

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第10章I/O系统教学提示：从本章开始，将介绍Java中较为高级的内容。本章介绍Java的I/O(输入/输出)系统，主要包括文件的基本操作，Java中流的概念及其应用，以及随机访问文件。学习完本章内容后，读者对Ja

va的I/O系统将有一个整体上的认识，并有能力实现一般的输入/输出应用。教学目标：熟悉对文件及目录的基本操作，熟悉JavaI/O系统中各个类的作用及它们之间的关系，掌握随机访问文件的方法。通过上机实践，掌

握上述内容的综合应用。10.1文件的基本操作对于任何程序设计语言的I/O系统来说，在对文件进行读写数据操作(不管以何种方式进行)之前，如何找到或定位正确的文件(或目录)，如何获取文件(或目录)的属性信息

(如是否只读、修改时间、文件大小等)，如何创建和删除文件(或目录)，是首先必须解决的基础性问题。对文件(及目录)的这些基本操作，是整个I/O系统的基石。本节就先介绍Java提供的用以协助处理文件(及目录)相关事务的类File。10.1.1获取文件名

清单10.1.2获取文件属性信息10.1.3建立和删除文件10.1.1获取文件名清单类File的名字很容易让人产生误解，以为File对象代表的就是文件，事实上并不只是如此。File对象不仅可以与文件建立关联，而且可以与目录建立关联，还可以与一组文

件或目录建立关联，甚至可以及一组文件及目录的混合体建立关联。如果File对象与一组文件或目录甚至这两者的混合体相关联，可以使用该对象的list()方法获取它们的名称列表。list()方法返回一个String数组，每

个数组元素为一个文件或目录的名称。返回10.1.2获取文件属性信息File对象拥有很多获取相关联文件的属性信息的方法，它们的详细介绍见表10.1。返回方法说明booleancanRead()判断关联文件或目录是否可读booleancanWrite()判断关联文件

或目录是否可写booleanexists()判断关联文件或目录是否存在StringgetAbsolutePath()获取关联文件或目录的绝对路径StringgetCanonicalPath()获取关联文件或目录的规范路径St

ringgetName()获取关联文件或目录的名字StringgetParent()获取关联文件或目录的上一级目录名StringgetPath()获取关联文件或目录的路径名booleanisAbsolute()判断关联文件名或目录名是否绝对路径booleanisDirectory()判断

所关联的是否目录booleanisFile()判断所关联的是否文件booleanisHidden()判断关联文件或目录是否隐藏longlastModified()获取最后修改时间，距1970年1月1日0:00:00的毫秒数longlength()获取关联文件的

大小，单位字节，若所关联的是目录，则返回0BooleansetLastModified(longtime)修改关联文件或目录的最后修改时间booleansetReadonly()设置关联文件或目录为只读返回10.1.3

建立和删除文件File对象中关于建立和删除文件(或目录)的方法见表10.2。返回表10.2File对象建立和删除文件的方法方法说明booleancreateNewFile()当不存在所关联文件时，新建一个名为该关联文件

名的空文件FilecreateTempFile(Stringprefix,Stringsuffix)在系统默认的临时目录中新建一个空文件，新文件的前缀为prefix，扩展名为suffixFilecreateTempFile(

Stringprefix,Stringsuffix,Filedirectory)在指定目录中新建一个空文件，新文件名的组成同上booleandelete()删除关联文件或目录，不能删除非空的目录voiddeleteonExit()在Java虚拟机终

止时删除关联文件或目录booleanmkdir()新建一个名为所关联目录的目录booleanmkdirs()新建一个名为所关联目录的目录，关联路径中并不存在的目录也将创建booleanrenameTo(Filedest

)将所关联文件更名至指定File对象关联的文件返回10.2流概述所谓流，是指任何可以产生数据的数据源，或任何可以接收数据的接收端，在数据源或接收端与使用流的程序之间的是一个数据序列，其中的数据以字节或字符为单位顺序排列。在往流中写入数据的一端观察，这个流即为输出流；相反，在从流中读出数据

的一端观察，这个流即为输入流。流是有方向性的，不能往一个输入流中写数据，也不能从一个输出流中读数据。10.3字节流InputStream/OutputStream继承体系中各子类的说明见表10.3和表10.4。FilterInputStream和FilterO

utputStream各子类的说明见表10.5和表10.6。10.3.1ByteArrayInputStream10.3.2ByteArrayOutputStream10.3.3FileInputStream10.3.5FilterInputStream10.3.4FileOutpu

tStream10.3.7SequenceInputStream10.3.6FilterOutputStream表10.3InputStream的子类类名功能构造方法参数说明ByteArrayInput

Stream与字节数组关联的输入流一个字节数组，作为该输入流的数据源，内部输入缓冲区从其中获取数据FileInputStream与文件关联的输入流File对象、FileDescriptor对象或文件名，其代表的文件作为该输入流的数据源，

该文件必须实际存在FilterInputStream过滤器输入流，拥有多个子类，用于指定如何读取数据，详见表10.5一个输入流，该过滤器输入流从其中获取数据ObjectInputStream对象输入流，在对象串行化应用中用于读取对象信息一个输入流，对象输入流从该输

入流中获取对象信息PipedInputStream管道输入流，在多线程环境中用于线程间的通信另一个线程的管道输出流，管道输入流从中获取数据SequenceInputStream队列输入流，用于汇集多个输入流一个实现了接口E

numeration(枚举)的类的对象，该对象的运行时类型应该为输入流；或者两个输入流，流队列输入流依次从中获取数据StringBufferInputStream与字符串关联的输入流，不建议使用一个字符串，作为该输入流的数据源，该字符串只有每个字符的低8位有效

返回表10.4OutputStream的子类类名功能构造方法参数说明ByteArrayOutputStream与字节数组关联的输出流无参数，输出缓冲区字节数组大小不限；或一个整数，作为输出缓冲区字节数组的大小FileOutputStream

与文件关联的输出流File对象、FileDescriptOr对象或文件名，其代表的文件作为该输出流的输出端，该文件是否必须可用，视操作系统而定FilterOutputStream过滤器输出流，拥有多个子类，用于指定如何输出数据，详见表10.6一个输出流，该过滤器输出流向其中写入数据Ob

jectOutputStream对象输出流，在对象串行化应用中用于输出对象信息一个输出流，对象输出流向该输出流中写入对象信息PipedOutputStream管道输出流，在多线程环境中用于线程间的通信另一个线程的管道输入流，管道输出流向其中写入数

据返回表10.5FilterInputStream的子类类名功能构造方法参数说明BufferedInputStream拥有一个内部输入缓冲区的过滤器输入流一个输入流，该过滤器输入流从其中获取数据；或一个输入

流和一个整数，该整数用于指定内部输入缓冲区的大小DataInputStream按基本数据类型读取数据的过滤器输入流一个输入流，该过滤器输入流从其中获取数据LineNumberInputStream按行读取数据的过滤器输入流，不建议使用一个输入流，该过滤

器输入流从其中获取数据PushbackInputStream可以将一个字节数据回送给数据源的过滤器输入流，为编译器提供的类，编程中极少用到一个输入流，该过滤器输入流从其中获取数据；或一个输入流和一个整数，该整数用于指定回送缓冲区的大小返

回表10.6FilterOutputStream的子类类名功能构造方法参数说明BufferedOutputStream拥有一个内部输出缓冲区的过滤器输出流一个输出流，该过滤器输出流从中获取数据；或一个输出流和一个整数，该整数用于指定内部输出缓冲区的大小

DataOutputStream按基本数据类型输出数据的过滤器输出流一个输出流，该过滤器输出流向其中写入数据PrintStream产生格式化输出结果的过滤器输出流，用于数据的显示一个输出流，该过滤器输出流向其中写入数据；或一个输出流和一个布尔值，该布尔值指定是否自动刷新缓冲

区返回10.3.1ByteArrayInputStreamByteArrayInputStream对象中有一个字节数组(byte[])类型的属性，作为内部缓冲区。类ByteArrayInputStream

有两个构造方法，一个构造方法以一个字节数组作为参数，其数据被完全复制给内部缓冲区；另一个构造方法的参数包括一个字节数组、一个整型偏移量和一个整型长度，与前一个构造方法不同的是，此构造方法生成的内部缓冲区将以指定偏移量位置作为起始位置，并且能读取的最大数据长度为指定长度值。这个字节数组

就是该输入流的数据源。内部缓冲区保持一个标记，指向当前字节。read()方法读取该标记所指字节的数据，并将该标记向后移一个字节，使下一个字节成为当前字节；通过mark()方法可以在当前字节处做一个记号，通过reset()方法可以将该记号所指的字节恢复为当前字节，缓冲区标记重新指向该字节；通过s

kip()方法可以使缓冲区标记向后跳跃。返回10.3.2ByteArrayOutputStream与ByteArrayInputStream对应，ByteArrayOutputStream对象中同样有一个字节数组类型的属性，作为内部缓冲区，同时也是该输出流的接收端。类ByteArrayOutput

Stream有两个构造方法，一个构造方法没有参数，生成的内部缓冲区的初始大小为32个字节，另一个构造方法有一个整型参数，生成的内部缓冲区的初始大小即为该整型参数，内部缓冲区大小将随着数据的写入自动更改。ByteAr

rayOutputStream对象通过write()方法往内部缓冲区中写入数据；通过toByteArray()和toString()可以获取内部缓冲区的所有数据；通过reset()方法可以清空内部缓冲区数据，使

数据的写入重新开始；通过writeTo()方法可以将内部缓冲区的所有数据写入另一个输出流中。返回10.3.3FileInputStreamFileInputStream对象的数据源为文件，其构造方法有3个，一个以文件名为参数，一个

以File对象为参数，它们的作用是显然的，只有一点值得注意，若关联的是目录或指定文件不存在，则会产生异常。比较特别的是以FileDescriptor对象为参数的构造方法。FileDescriptor也

是java.io包中的类，用于关联已打开的文件，或已打开的网络链接，或其他I/O连接，在机器底层发挥作用，可以强制系统缓冲区与底层设备(文件、网络连接和其他I/O连接都是底层设备)保持同步，从而为输入流或输出流提供一个与底层设备同步的系统缓冲区。这个类并不常用。返回10.3.

4FileOutputStreamFileOutputStream对象同FileInputStream一样与文件关联，该文件就是其接收端。写入FileOutputStream对象中的数据将最终写入其关联文件。类FileOutputStream的构造方法有4个，其中3个分别以关联文件名、File对

象和FileDescriptor对象为参数，与FileInputStream相应的3个构造方法中的参数作用相同，另一个构造方法以关联文件名和一个布尔值为参数，该布尔值若为true，则往FileOutputStream对象中写入的数据将

从关联文件的末尾处开始写入，否则将从关联文件的开头处开始写入，这将覆盖原有数据，参数只有关联文件名的构造方法，相当于此布尔值为false。关联文件是否有效，不存在时是否可能被创建，视不同操作系统平台不同可能不同

。在某些操作系统平台下，同时只允许一个FileOutputStream对象关联一个以写方式打开的文件。FileOutputStream对象的方法比较简单，主要通过write()方法往系统缓冲区中写入数据，通过flush()方法把系统

缓冲区的数据刷新提交到关联文件中。返回10.3.5FilterInputStream类FilterInputStream的构造方法是受保护的(protected)，无法直接创建FilterInputStream对象，本章将直接介绍其子类。由于类LineNumberI

nputStream已经不建议使用，类PashbackInputStream也极少使用，本书将不作介绍。返回10.3.6FilterOutputStream类FilterOutputStream的构造方法也是受保护的(protected)，同样无法直接创建其对象，本章也将直

接介绍其子类。返回10.3.7SequenceInputStream表10.15SequenceInputStream对象的方法方法说明intavailable()返回输入流中能获取的数据的字节数Voidclose()关闭输入流，释放所有与该输入流相关

的系统资源booleanmarkSupported()判断输入流是否支持mark()方法和reset()方法的标记机制intread()读取输入流当前字节的数据，将下一字节设为当前字节intread(byte[]b)直接继

承自InputStream类的方法，从输入流当前字节处起读取长度等于b的长度个字节的数据，保存到b中，返回读取的数据长度，将后第b.length个字节设为当前字节intread(byte[]b,intoff,intl

en)从输入流当前字节处起读取长度为len字节的数据，从位置off处起存入数组b中，b中位置在off之前和在off+len之后的数据将保持不变，返回读取的数据长度，将后第len个字节设为当前字节longskip(longn)使缓冲区标记向后跳跃n个字节，返回跳跃步数即n返回10.4字符流

Reader/Writer继承体系中各类与InputStream/OutputStream继承体系中相应类的作用基本相同，区别在于前者基于16位的Unicode编码字符进行读取和写入操作，这两个继承体系之间的对应关系见表1

0.16。10.4.2CharArrayWriter10.4.1CharArrayReader10.4.3InputStreamReader10.4.4OutputStreamWriter10.4.5FileR

eader10.4.7StringReader10.4.6FileWriter10.4.8StringWriter10.4.9BufferedReader10.4.10LineNumberReader10.4.12PrintWriter10.4.11BufferedWrite

r表10.16InputStream/OutputStream继承体系与Reader/Writer继承体系的对应关系InputStream/OutputStream继承体系Reader/Writer继承体系InputStreamReader(通过类InputStre

amReader转换)OutputStreamWriter(通过类OutputStreamWriter转换)ByteArrayInputStreamCharArrayReaderByteArrayOutputStreamCharArrayWriterInputStr

eam/OutputStream继承体系Reader/Writer继承体系FileInputStreamFileReaderFileOutputStreamFileWriterFilterInputStreamFilterRe

aderFilterOutputStreamFilterWriterBufferedInputStreamBufferedReaderBufferedOutputStreamBufferedWriterDataInputStream无相应类，被沿用，readLine(

)方法不建议使用DataOutputStream无相应类，被完全沿用LineNumberInputStreamLineNumberReaderPushbackInputStreamPushbackReaderPrintStreamPrintWriterObjectInputS

tream(无相应类)ObjectOutputStream(无相应类)PipedInputStreamPipedReaderPipedOutputStreamPipedWriterSequenceInputStream(

无相应类，被完全沿用)StringBufferInputStreamStringReader(无相应类)StringWriter返回10.4.1CharArrayReaderCharArrayReader对象中有一个字符

数组(char[])类型的属性，作为内部缓冲区。类CharArrayReader有两个构造方法，其中一个构造方法以一个字符数组作为参数，另一个构造方法的参数包括一个字符数组、一个整型偏移量和一个整型长度，意义与ByteArrayInp

utStream对象相同。返回10.4.2CharArrayWriter与ByteArrayOutputStream对应，CharArrayWriter对象中有一个字符数组类型的属性作为内部缓冲区，同时也是该字符输出流的接收端。类CharArrayWriter有两个构造方法，其中一个构造方法

没有参数，生成的内部缓冲区的初始大小为默认值，另一个构造方法有一个整型参数，生成的内部缓冲区的初始大小即为该整型参数，内部缓冲区大小将随着数据的写入自动更改。返回10.4.3InputStreamReader类InputStreamReader是所谓桥类之

一，用于将字节输入流转换成字符输入流，其自身是字符输入流，其数据源是字节输入流。InputStreamReader对象往往被作为其他字符输入流的数据源使用。返回10.4.4OutputStreamWr

iter类OutputStreamWriter是所谓桥类中的另一个，用于将字符输出流转换成字节输出流，其自身是字符输出流，其接收端是字节输出流。OutputStreamWriter对象往往被作为其他字符输

出流的接收端使用。该类有4个构造方法，一个构造方法以一个字节输出流对象为参数，为要转换成的字节输出流，采用默认的字符编码格式转换字符输出流中的字符数据为字节数据；一个构造方法以一个字节输出流对象和一个字符串为参数

，这个字符串为字符编码名称，表示使用何种字符编码格式转换字符输出流中的字符数据；一个构造方法以一个字节输出流对象和一个Charset对象为参数(JDK1.4中新加入的构造方法)，后者指定采用何种字符集

转换字符输出流中的字符数据，请参阅Java(JDK1.4)API文档；另一个构造方法以一个字节输出流对象和一个CharsetEncoder对象为参数(JDK1.4中新加入的构造方法)，后者指定采用何种字符集编码器转换字符输出流中的

字符数据，CharsetEncoder为字符集编码器类，代表将字符序列转换成字节序列的引擎，请参阅Java(JDK1.4)API文档。返回10.4.5FileReaderFileReader是InputStreamReader的子类，与FileInputStream对应，用于读取

关联文件中的数据。其构造方法有3个，一个以文件名为参数，一个以File对象为参数，一个以FileDescriptor对象为参数(参见10.3.3小节)，这些构造方法都假设默认的编码格式和默认的字节缓冲区是合法的。FileReader的方法都直接继承自其父类InputStreamReader

，甚至没有进行任何重载，返回10.4.6FileWriterFileWriter是OutputStreamWriter的子类，与FileOutputStream对应，用于往关联文件中写入数据。其构造方法有5个，一个以文件名为参数，一个以File对象为参数，一个以Fi

leDescriptor对象为参数(参见10.3.3小节)，另两个构造方法分别以关联文件名和一个布尔值，以及File对象和一个布尔值(JDK1.4中新加入的构造方法)为参数，该布尔值若为true，则往FileWriter对象中写入的数据将从关

联文件的末尾处开始写入，否则将从关联文件的开头处开始写入，这将覆盖原有数据，参数只有关联文件名或File对象的构造方法，相当于此布尔值为false。这些构造方法都假设默认的编码格式和默认的字节缓冲区是合法的。FileWriter的方法都直接继承自其父类OutputStreamWriter，同样没有

进行任何重载，在此不一一列出，返回10.4.7StringReaderStringReader对象与一个字符串关联，其构造方法以一个字符串为参数，作为数据源，其方法与CharArrayReader完全相同，ready()方法同样始终返回true，

因为字符串输入流同样始终为read()方法作好准备。返回10.4.8StringWriterStringWriter对象中有个StringBuffer对象作为内部缓冲区，同时也是该字符输出流的接收端。类StringWriter有两个构造方法，一个构造方法没有参数，生成的缓冲区长度为

默认值，另一个构造方法有一个整型参数，生成的内部缓冲区的初始大小即为该整型参数，内部缓冲区大小将随着数据的写入自动更改。返回10.4.9BufferedReaderBufferedReader提供具有缓冲能力的字符输入流，其工

作原理与BufferedInputStream相同，同样拥有一个内部缓冲区，但以一个字符输入流为数据源。类BufferedReader有两个构造方法，其中一个以一个字符输入流对象为参数，作为数据源输入流，内部缓冲区大小为默认值；另一个以一个字符输入流对象

和一个整数为参数，该整数用于指定内部缓冲区的大小。返回10.4.10LineNumberReaderLineNumberReader是BufferedReader的子类，同样具有缓冲功能，拥有其一切特

征，并提供一种按行读取数据的机制，其中一行结束的标志为换行符(\n)或回车符(\r)或回车符后紧跟一个换行符(回车换行符)。类LineNumberReader有两个构造方法，一个以一个字符输入流对象为参数，作为数据源输入流，内部缓冲区大小为默认值；另一个以一个字符输入流对象和一个整数为参数，

该整数用于指定内部缓冲区的大小。LineNumberReader在BufferedReader的基础上增加了两个方法，setLineNumber()用于为当前行编号，其后续行的编号将在此编号的基础上递增，getLineN

umber()用于获取当前行的编号，默认情况下行编号从0开始。返回10.4.11BufferedWriterBufferedWriter提供具有缓冲能力的字符输出流，其工作原理与BufferedOutputStream相同，同样拥有一个内部缓冲区，但以一个字

符输出流为接收端。类BufferedWriter有两个构造方法，一个以一个字符输出流对象为参数，作为接收端输出流，内部缓冲区大小为默认值；另一个以一个字符输出流对象和一个整数为参数，该整数用于指定内部缓冲区的大小。一般情况下，BufferedWriter

对象会将写入的数据立即提交到接收端输出流，因而flush()方法在此没有明显作用。newLine()方法写入一个由操作系统定义的行分隔符，在Windows操作系统中行分隔符即换行符(\n)，但并不是所有的操作系统都是如此，

因此在需要换行写入数据时建议使用newLine()方法而不是写入一个换行符。返回10.4.12PrintWriterPrintWriter与PrintStream非常相似，它同样以一种便利的方式将各种数据类型的

数据打印至另一个作为接收端的输出流(可以是字节输出流，也可以是字符输出流)中。与PrintStream的不同之处除了它基于字符外，其flush()方法只有在调用println()方法时才自动执行，而不是在写入一个换行符(\n)时自动执行，println()方

法使用操作系统定义的行分隔符而不一定是换行符(\n)。PrintWriter同样不会产生IOException异常，而且同样采用一个内部标志用于记录异常状态，该内部标志值通过checkErr()方法获得。返回10.7上机指导在本次上机指导中，将给出一个文件操作的综合

实例，针对前面几节中的内容进行实际上机练习，目的是让读者了解如何结合各种输入输出流用于实际应用，进一步熟悉输入输出流的使用。通过理解该例，读者将有能力解决其他实际应用中碰到的I/O问题。