1、第10章 輸入與輸出,輸入/輸出處理是程序設(shè)計(jì)中重要的一個(gè)部分，比如從鍵盤讀取數(shù)據(jù)、從文件中讀取數(shù)據(jù)或向文件中寫數(shù)據(jù)等等。Java把這些不同類型的輸入、輸出源抽象為流（stream），用統(tǒng)一接口來表示，從而使程序簡單明了。本章主要介紹Java程序輸入輸出的實(shí)現(xiàn)和文件與目錄的管理。 本章要點(diǎn) 10.1 輸入與輸出基礎(chǔ) 10.2 文件輸入/輸出 思考與練習(xí)10,10.1 輸入與輸出基礎(chǔ),Java的輸入輸出功能必須使用類庫java.io來實(shí)現(xiàn)，這個(gè)類庫中的類大部分是用來完成流式輸入輸出的類。Java Applet程序的特點(diǎn)如下。 10.1.1 流的概念 流式輸入輸出是一種很常見的輸入輸出方式。流是指

2、在計(jì)算機(jī)的輸入與輸出之間運(yùn)動(dòng)的數(shù)據(jù)序列。流序列中的數(shù)據(jù)既可以是未經(jīng)加工的原始的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，也可以是經(jīng)一定編碼處理后符合某種格式規(guī)定的特定數(shù)據(jù)。 Java程序通過流來完成輸入/輸出。流通過Java的輸入/輸出系統(tǒng)與物理設(shè)備鏈接。盡管與它們鏈接的物理設(shè)備不盡相同，所有流的行為具有同樣的方式。這樣，相同的輸入/輸出類和方法適用于所有類型的外部設(shè)備。這意味著一個(gè)輸入流能夠抽象多種不同類型的輸入：磁盤文件，鍵盤或網(wǎng)絡(luò)套接字。同樣，一個(gè)輸出流可以輸出到控制臺(tái)，磁盤文件或相連的網(wǎng)絡(luò)。Java中流的實(shí)現(xiàn)是在java.io包定義的類層次結(jié)構(gòu)內(nèi)部的。 在Java中，把不同類型的輸入、輸出源（鍵盤、文件、網(wǎng)絡(luò)等）抽

3、象為流（Stream），而其中輸入或輸出的數(shù)據(jù)則稱為數(shù)據(jù)流（Data Stream），用統(tǒng)一的方式來表示，從而使程序設(shè)計(jì)簡單明了。 輸入流只能從中讀取數(shù)據(jù)，而不能向其寫出數(shù)據(jù)；輸出流只能向其寫出數(shù)據(jù)，而不能從中讀取數(shù)據(jù)。,10.1 輸入與輸出基礎(chǔ),10.1.2 字節(jié)流與字符流 Java定義了兩種類型的流：字節(jié)類和字符類。它們屬于基本輸入/輸出流類，是其他輸入/輸出流類的父類。字節(jié)流（byte stream）為處理字節(jié)的輸入和輸出提供了方便的方法，例如，使用字節(jié)流讀取或書寫二進(jìn)制數(shù)據(jù)。字符流（character stream）為字符的輸入和輸出處理提供了方便。它們采用了統(tǒng)一的編碼標(biāo)準(zhǔn)，因而可以國

4、際化。當(dāng)然，在某些場(chǎng)合，字符流比字節(jié)流更有效。 需要聲明：在最底層，所有的輸入/輸出都是字節(jié)形式的。基于字符的流只為處理字符提供方便有效的方法。 下面是對(duì)字節(jié)流和字符流的介紹。 字節(jié)流類 字節(jié)流由兩個(gè)類層次結(jié)構(gòu)定義。在頂層有兩個(gè)抽象類：InputStream 和 OutputStream。每個(gè)抽象類都有多個(gè)具體的子類，這些子類對(duì)不同的外設(shè)進(jìn)行處理，例如磁盤文件，網(wǎng)絡(luò)連接，甚至是內(nèi)存緩沖區(qū)。 需要說明的是，要使用流類，必須導(dǎo)入java.io包。 書中表10-1顯示了字節(jié)流類。,10.1 輸入與輸出基礎(chǔ),10.1.2 字節(jié)流與字符流 抽象類InputStream 和 OutputStream定義了

5、實(shí)現(xiàn)其他流類的關(guān)鍵方法。最重要的兩種方法是read()和write()，它們分別對(duì)數(shù)據(jù)的字節(jié)進(jìn)行讀寫。兩種方法都在InputStream 和OutputStream中被定義為抽象方法，它們被派生的流類重載。 InputStream類中的常用方法有： int read()：從輸入流中讀一個(gè)字節(jié)，形成一個(gè)0255之間的整數(shù)返回（是一個(gè)抽象方法）。 int read(byte b)：讀多個(gè)字節(jié)到數(shù)組中。 int read(byte b, int off, int len)：從輸入流中讀取長度為len的數(shù)據(jù)，寫入數(shù)組b中從索引off開始的位置，并返回讀取的字節(jié)數(shù)。 對(duì)于這三個(gè)方法，若返回1，表明流結(jié)束

6、。,10.1 輸入與輸出基礎(chǔ),10.1.2 字節(jié)流與字符流 skip()：跳過流中若干字節(jié)數(shù) available()：返回流中可用字節(jié)數(shù) mark()：在流中標(biāo)記一個(gè)位置 reset()：返回標(biāo)記過得位置 markSupport()：是否支持標(biāo)記和復(fù)位操作 close()：關(guān)閉流 OutputStream類的常用方法有： write(int b)：將一個(gè)整數(shù)輸出到流中（只輸出低位字節(jié)，抽象方法） nwrite(byte b)：將字節(jié)數(shù)組中的數(shù)據(jù)輸出到流中 nwrite(byte b, int off, int len)：將數(shù)組b中從off指定的位置開始，長度為len的數(shù)據(jù)輸出到流中 flush

7、()：刷空輸出流，并將緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)強(qiáng)制送出 close()：關(guān)閉流,10.1 輸入與輸出基礎(chǔ),10.1.2 字節(jié)流與字符流 字符流類 字符流類由兩個(gè)類層次結(jié)構(gòu)定義。頂層有兩個(gè)抽象類：Reader和Writer。這些抽象類處理統(tǒng)一編碼的字符流。Java中這些類含有多個(gè)具體的子類。 字符流類如書中表10-2所示。 抽象類Reader和Writer定義了幾個(gè)實(shí)現(xiàn)其他流類的關(guān)鍵方法。其中兩個(gè)最重要的是read()和write()，它們分別進(jìn)行字符數(shù)據(jù)的讀和寫。這些方法被派生流類重載。 Java的輸入/輸出類庫中包含的流類很多，這里只作了一個(gè)簡要的介紹。更詳細(xì)的內(nèi)容可以參看類庫手冊(cè)。,10.1 輸入與

8、輸出基礎(chǔ),10.1.3 標(biāo)準(zhǔn)輸入/輸出 Java程序使用字符界面與系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，即從鍵盤讀入數(shù)據(jù)，或向屏幕輸出數(shù)據(jù)，是十分常見的操作。為此而頻頻創(chuàng)建輸入輸出流類對(duì)象將很不方便。因此，Java系統(tǒng)事先定義好三個(gè)流對(duì)象，分別與系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)輸入、標(biāo)準(zhǔn)輸出和標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤輸出相聯(lián)系。 所有的Java程序自動(dòng)導(dǎo)入java.lang包。該包定義了一個(gè)名為System的類，該類封裝了運(yùn)行時(shí)環(huán)境的多個(gè)方面。例如，使用它的某些方法，你能獲得當(dāng)前時(shí)間和與系統(tǒng)有關(guān)的不同屬性。System 同時(shí)包含三個(gè)預(yù)定義的流變量：in，out和err。這些成員在System中是被定義成public和static型的，這

9、意味著它們可以不引用特定的System對(duì)象而被用于程序的其他部分。,10.1 輸入與輸出基礎(chǔ),10.1.3 標(biāo)準(zhǔn)輸入/輸出 System.out是標(biāo)準(zhǔn)的輸出流，默認(rèn)情況下，它指的是顯示設(shè)備。System.in是標(biāo)準(zhǔn)輸入，默認(rèn)情況下，它指的是鍵盤。System.err指的是標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤流，它默認(rèn)是顯示設(shè)備。這些流也可以重定向到任何兼容的輸入/輸出設(shè)備。 System.in 是InputStream的對(duì)象；System.out和System.err是PrintStream的對(duì)象。盡管它們用來讀寫外設(shè)的字符，但它們都是字節(jié)流。 （1）標(biāo)準(zhǔn)輸入 Java的標(biāo)準(zhǔn)輸入System.in是InputStream

10、類的對(duì)象，當(dāng)程序中需要從鍵盤讀入數(shù)據(jù)的時(shí)候，只需調(diào)用System.in的read（）方法即可。如下面的語句將從鍵盤讀入一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)： char ch = System.in.read（）；,10.1 輸入與輸出基礎(chǔ),10.1.3 標(biāo)準(zhǔn)輸入/輸出 在使用System.in.read（）方法讀入數(shù)據(jù)時(shí)，需要注意如下幾點(diǎn)： System.in.read（）語句必須包含在try塊中，且try塊后面應(yīng)該有一個(gè)可接收IOException異常的catch塊。如下例所示： try ch = System.in.read（）; catch（IOException e） 執(zhí)行System.in.read（）方

11、法將從鍵盤緩沖區(qū)讀入一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，然而返回的卻是16比特的整型量的低位字節(jié)是真正輸入的數(shù)據(jù)，其高位字節(jié)是全零。,10.1 輸入與輸出基礎(chǔ),10.1.3 標(biāo)準(zhǔn)輸入/輸出 另外，作為InputStream類的對(duì)象，System.in只能從鍵盤讀取二進(jìn)制的數(shù)據(jù)，而不能把這些比特信息轉(zhuǎn)換為整數(shù)、字符、浮點(diǎn)數(shù)或字符串等復(fù)雜數(shù)據(jù)類型的量。 當(dāng)鍵盤緩沖區(qū)中沒有未被讀取的數(shù)據(jù)時(shí)，執(zhí)行System.in.read（）將導(dǎo)致系統(tǒng)轉(zhuǎn)入阻塞（block）狀態(tài)。在阻塞狀態(tài)下，當(dāng)前流程將停留在上述語句位置且整個(gè)程序被掛起，等待用戶輸入一個(gè)鍵盤數(shù)據(jù)后，才能繼續(xù)運(yùn)行下去；所以程序中有時(shí)利用System.in.read（）語

12、句來達(dá)到暫時(shí)保留屏幕的目的。 例如，下面的語句段： System.out.println（Press any key to finish the program）; try char test=(char)System.in.read( )； catch(IOException e) ,10.1 輸入與輸出基礎(chǔ),10.1.3 標(biāo)準(zhǔn)輸入/輸出 （2） 標(biāo)準(zhǔn)輸出 Java的標(biāo)準(zhǔn)輸出System.out是打印輸出流PrintStream類的對(duì)象。PrintStream是過濾輸出類流FilterOutputStream的一個(gè)子類，其中定義了向屏幕輸送不同類型數(shù)據(jù)的方法print（）和println（）

13、。 println（）方法有多種形式，概括起來可表述為： public void println （ 類型 變量或?qū)ο?）； println（）的作用是向屏幕輸出其參數(shù)指定的變量或?qū)ο螅缓笤贀Q行，使光標(biāo)停留在屏幕下一行第一個(gè)字符的位置。如果println（）方法的參數(shù)為空，則將輸出一個(gè)空行。 println（）方法可輸出多種不同類型的變量或?qū)ο?，包括boolean，double，float，int，long類型的變量以及Object類的對(duì)象。 print（）方法的使用情況與println（）方法完全相同，也可以實(shí)現(xiàn)在屏幕上輸出不同類型的變量和對(duì)象的操作。不同的是，print（）方法輸出對(duì)象后

14、并不附帶一個(gè)回車，下一次輸出時(shí)，將輸出在同一行中。,10.2 文件輸入/輸出,Java提供了一系列的讀寫文件的類和方法。在Java中，所有文件都是字節(jié)形式的。Java提供從文件讀寫字節(jié)的方法，而且允許在字符形式的對(duì)象中使用字節(jié)文件流。 10.2.1 Java文件和目錄管理 文件是用來保存數(shù)據(jù)的，目錄是管理文件的特殊機(jī)制，同類文件保存在同一個(gè)目錄下可以簡化文件管理。因此，掌握文件和目錄的操作對(duì)于編程人員是十分必須的。 Java支持文件管理和目錄管理，它們都是由專門的java.io.File類來實(shí)現(xiàn)。File類也屬于javaio包中，但它不是InputStream或者OutputStream的子類

15、。 每個(gè)File類的對(duì)象表示一個(gè)磁盤文件或目錄，其對(duì)象屬性中包含了文件或目錄的相關(guān)信息，如名稱、長度、所含文件個(gè)數(shù)等，調(diào)用它的方法則可以完成對(duì)文件或目錄的常用管理操作，如創(chuàng)建、刪除等。,10.2 文件輸入/輸出,10.2.1 Java文件和目錄管理 1創(chuàng)建File類的對(duì)象 每個(gè)File類的對(duì)象都對(duì)應(yīng)了系統(tǒng)的一個(gè)磁盤文件或目錄，所以創(chuàng)建File類對(duì)象時(shí)需指明它所對(duì)應(yīng)的文件或目錄名。 File類共提供了三個(gè)不同的構(gòu)造方法，以不同的參數(shù)形式靈活地接收文件和目錄名信息。 （1）File(String path)：字符串參數(shù)path指明了新創(chuàng)建的File對(duì)象對(duì)應(yīng)的磁盤文件或目錄名及其路徑名。 path參

16、數(shù)也可以對(duì)應(yīng)磁盤上的某個(gè)目錄，如“c：javatemp”或“javatemp”。 （2）File(String path，String name)：第一個(gè)參數(shù)path表示所對(duì)應(yīng)的文件或目錄的絕對(duì)或相對(duì)路徑，第二個(gè)參數(shù)name表示文件或目錄名。 這里將路徑與名稱分開的好處是相同路徑的文件或目錄可共享同一個(gè)路徑字符串，管理、修改都較方便。 （3）File(File dir，String name)：這個(gè)構(gòu)造方法使用另一個(gè)已經(jīng)存在的代表某磁盤目錄的File對(duì)象作為第一個(gè)參數(shù)，表示文件或目錄的路徑，第二個(gè)字符串參數(shù)表述文件或目錄名。,10.2 文件輸入/輸出,10.2.1 Java文件和目錄管理 2獲

17、取文件或目錄屬性 一個(gè)對(duì)應(yīng)于某磁盤文件或目錄的File對(duì)象一經(jīng)創(chuàng)建，就可以通過調(diào)用它的方法來獲得該文件或目錄的屬性。 其中，較常用的方法如下： （1）判斷文件或目錄是否存在： pub1ic boo1ean exists(); 若文件或目錄存在，則返回true；否則返回false （2）判斷是文件還是目錄： public boolean isFile(); 若對(duì)象代表有效文件，則返回true pub1ic boolean isDirectory(); 若對(duì)象代表有效目錄，則返回true,10.2 文件輸入/輸出,10.2.1 Java文件和目錄管理 2獲取文件或目錄屬性 （3）獲取文件或目錄名稱

18、與路徑： public String getName(); 返回文件名或目錄名 public String getPath(); 返回文件或目錄的路徑 （4）獲取文件的長度： public long length(); 返回文件的字節(jié)數(shù) （5）獲取文件讀寫屬性 public boolean canRead(); 若文件為可讀文件，則返回true，否則返回false public boolean canWrite(); 若文件為可寫文件，返回true，否則返回false,10.2 文件輸入/輸出,10.2.1 Java文件和目錄管理 2獲取文件或目錄屬性 （6）列出目錄中的文件： public

19、Strins list(); 將目錄中所有文件名保存在字符串?dāng)?shù)組中返回 （7）比較兩個(gè)文件或目錄 public boolean equals(File f); 若兩個(gè)File對(duì)象相同，則返回true,10.2 文件輸入/輸出,10.2.1 Java文件和目錄管理 3文件或目錄操作 File類中還定義了一些對(duì)文件或目錄進(jìn)行管理、操作的方法，常用的有如下幾種： （1）重命名文件： pub1ic boolean renameTo(FilenewFile); 將文件重命名成newFile對(duì)應(yīng)的文件名 （2）刪除文件： public void delete(); 將當(dāng)前文件刪除 （3）創(chuàng)建目錄： pub

20、lic boolean mkdir(); 創(chuàng)建當(dāng)前目錄的子目錄,10.2 文件輸入/輸出,10.2.2 文件輸入/輸出流 使用File類，可以方便地建立與某磁盤文件的連接，但是，如果希望從磁盤文件讀取數(shù)據(jù)，或者將數(shù)據(jù)寫入文件，還需要使用文件輸入/輸出流類FileInputStream和FileOutputStream。 下面是它們的形式： FileInputStream(String fileName) throws FileNotFoundException FileOutputStream(String fileName) throws FileNotFoundException 這里，f

21、ileName指定需要打開的文件名。當(dāng)你創(chuàng)建了一個(gè)輸入流而文件不存在時(shí)，引發(fā)FileNotFoundException異常。對(duì)于輸出流，如果文件不能生成，則引發(fā)FileNotFound Exception異常。如果一個(gè)輸出文件被打開，所有原先存在的同名的文件被破壞。,10.2 文件輸入/輸出,10.2.2 文件輸入/輸出流 當(dāng)你對(duì)文件的操作結(jié)束后，需要調(diào)用close()來關(guān)閉文件。該方法在FileInputStream和FileOutputStream中都有定義。例如： void close() throws IOException 為讀文件，可以使用在FileInputStream中定義的r

22、ead()方法。例如： int read() throws IOException 該方法每次被調(diào)用，它僅從文件中讀取一個(gè)字節(jié)并將該字節(jié)以整數(shù)形式返回。當(dāng)讀到文件尾時(shí)，read()返回-1。該方法可以引發(fā)IOException異常。 向文件中寫數(shù)據(jù)，需用FileOutputStream定義的write()方法。它的最簡單形式如下： void write(int byteval) throws IOException 該方法按照byteval指定的數(shù)向文件寫入字節(jié)。盡管byteval作為整數(shù)聲明，但僅低8位字節(jié)可以寫入文件。如果在寫的過程中出現(xiàn)問題，一個(gè)IOException異常被引發(fā)。,10.

23、2 文件輸入/輸出,10.2.2 文件輸入/輸出流 利用文件輸入、輸出流完成磁盤文件的讀寫一般應(yīng)遵循如下的步驟： 1利用文件名字符串或File對(duì)象創(chuàng)建輸入輸出流對(duì)象 FileInputStream有兩個(gè)常用的構(gòu)造方法： （1）FileInputStream(String FileName)； 利用文件名（包括路徑名）字符串創(chuàng)建從該文件讀入數(shù)據(jù)的輸入流。 （2）FileInputStream(File f)； 利用已存在的File對(duì)象創(chuàng)建從該對(duì)象對(duì)應(yīng)的磁盤文件中讀入數(shù)據(jù)的文件輸入流。 需要注意的是：無論哪個(gè)構(gòu)造方法，在創(chuàng)建文件輸入或輸出流時(shí)都可能因給出的文件名不對(duì)或路徑不對(duì)，或文件的屬性不對(duì)等，

24、不能讀出文件而造成錯(cuò)誤，此時(shí)系統(tǒng)會(huì)拋出異常FileNotFoundException。所以創(chuàng)建文件輸入、輸出流并調(diào)用構(gòu)造方法的語句應(yīng)該被包括在try塊中，并有相應(yīng)的catch塊來處理它們可能產(chǎn)生的異常。,10.2 文件輸入/輸出,10.2.2 文件輸入/輸出流 2從文件輸入/輸出流中讀寫數(shù)據(jù) 從文件輸入、輸出流中讀寫數(shù)據(jù)有兩種方式，一是直接利用FileInputStream和FileOutputStream自身的讀寫功能；一是以FileInputStream和FileOutputStream為原始數(shù)據(jù)源，再套接上其他功能較強(qiáng)大的輸入、輸出流完成文件的讀寫操作。 為了能更方便地從文件中讀寫不同類

25、型的數(shù)據(jù)，一般都采用第二種方式，即以FileInputStream和FileOutputStream為數(shù)據(jù)源完成與磁盤文件的映射連接后，再創(chuàng)建其他流類的對(duì)象從FileInputStream和FileOutputStream對(duì)象中讀寫數(shù)據(jù)。 一般較常用的是過濾流的兩個(gè)子類DataInputStream和DataOutputStream，甚至還可以進(jìn)一步簡化為如下寫法： Fi1e MyFi1e= new File (MyTextFile ); DataInputStream din =new DataInputStream(new FileInputStream (MyEile); DataOut

26、putStream dour=new DataOutputStream(new FileOutputStream(MyFi1e);,10.2 文件輸入/輸出,10.2.3 隨機(jī)存取文件 FileInputStream和FileOutputStream實(shí)現(xiàn)的是對(duì)磁盤文件的順序讀寫，而且讀和寫要分別創(chuàng)建不同的對(duì)象。相比之下，Java中還定義了另一個(gè)功能更強(qiáng)大，使用更方便的類RandomAccessFile，它可以實(shí)現(xiàn)對(duì)文件的隨機(jī)讀寫操作。 1創(chuàng)建RandomAccessFile對(duì)象 RandomAccessFile類有兩個(gè)構(gòu)造方法： RandomAccessFile(String name, St

27、ring mode); RandomAccessFile(File f, String mode); 無論使用哪個(gè)創(chuàng)建RandomAccessFile對(duì)象，都要求提供兩種信息：一個(gè)作為數(shù)據(jù)源的文件，以文件名字符串或文件對(duì)象的方式表述；另一個(gè)是訪問模式字符串，它規(guī)定了RandomAccessFile對(duì)象可以用何種方式打開和訪問指定的文件。,10.2 文件輸入/輸出,10.2.3 隨機(jī)存取文件 訪問模式字符串mode有兩種取值：“r”代表了以只讀方式打開文件；“rw”代表以讀寫方式打開文件，這時(shí)用一個(gè)對(duì)象就可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)讀寫兩種操作。 創(chuàng)建RandomAccessFile對(duì)象時(shí)，可能產(chǎn)生兩種異常：當(dāng)

28、指定的文件不存在時(shí)，系統(tǒng)將拋出FileNotFoundException；若試圖用讀寫方式打開只讀屬性的文件或出現(xiàn)了其他輸入、輸出錯(cuò)誤，則會(huì)拋出IOException異常。 下面是創(chuàng)建RandomAccessFile對(duì)象例子： File File1=new File (File1.txt ); RandomAccessFile MyRa=new RandomAccessFile (File1, rw );,10.2 文件輸入/輸出,10.2.3 隨機(jī)存取文件 2對(duì)文件位置指針的操作 RandomAccessFile實(shí)現(xiàn)的是隨機(jī)讀寫，即可以在文件的任意位置執(zhí)行數(shù)據(jù)讀寫，而不一定要從前向后操作。要實(shí)現(xiàn)這樣的功能，必須定義文件位置指針和移動(dòng)這個(gè)指針的方法。RandomAccessFile