java--io流（一）-编程知识

1. 前置知识

字符集是什么？

字符集（Character Set）是一组字符的集合，它定义了可以在计算机系统中使用的所有字符。字符集可以包括字母、数字、标点符号、控制字符、图形符号等。字符集使得计算机能够存储、处理和显示各种语言和符号。

字符集的分类：

一般认识这几种：ASCII（美国标准信息交换码），GBK（汉字内码扩展规范），Unicode（统一码，也叫万国码）,UTF-8(使用广泛),UTF-16

理解字符集：

1.ASCII（美国标准信息交换码）：包含128个字符，主要包括英文字母、数字和一些特殊字符，使用1个字节存储一个字符，首位是0。（2^7 = 128）

2.GBK（汉字内码扩展规范）:包含两万多汉字，一个汉字编码为两个字节，同时兼容ASCII编码，汉字编码首位为1。

3.Unicode（统一码，也叫万国码）：还有另外一种叫法（UTF-32）,就是32位二进制数也就是4个字节表示一个字符，不管是汉字还是其他符号，过于奢侈（浪费内存）。

4.UTF-8(使用广泛)：采取可变长编码方案，共分为4个长度区：字节长度1，2，3，4。英文、数字等只占用1个字节（兼容ASCII码），汉字占用3个字节：具体看下图：

字符集相关的方法及用法：

字符集的编码、解码操作：（java完成了对字符的编码和解码，String提供了以下方法：）

编码：

1.byte[] getBytes():使用平台默认字符集，将String编码为字节数组存储到新的字节数组中

2.byte[] getBytes(String charsetName):使用指定字符集，将String编码为字节数组存储到新的字节数组中

解码：(String的构造器)

1.String(byte[] bytes)

2.String(byte[] bytes,String charsetName)

以下是示例图：

2. io流

什么是io流？

i就是input（叫做输入流）就是从网络或者磁盘文件等中读取数据到程序中；o就是output（叫做输出流）就是将程序中的数据写入到网络或者磁盘文件等中。

io流的分类：

按照流向分：输入流、输出流

按照流中数据的最小单元分：字节流、字符流

大类：字节输入流，字节输出流，字符输入流，字符输出流

io流有什么用？

io流一般应用场景：

记事本记事，游戏最高分存储，通信等

io流怎么用？

首先我们要知道四大类：字节输入流，字节输出流，字符输入流，字符输出流。他们其实都是抽象类，使用时需要使用其子类（实现类）,下面将分别介绍两大类（字节输入输出流）的实现类及其用法：

3. FileInputStream实现类

使用步骤：

1.创建输入流管道（对象），建立与源文件的连接（构造器中写文件路径【绝对/相对】）

2.以字节形式从文件中读取数据：read（）方法返回编码（可以转换类型为显而易见的类型）；可以使用while循环读取大量字节

注意事项：

1.不能读取汉字，会出现乱码现象（read（）只读取一个字节，在UTF-8中汉字占3个字节）

2.读取数据的性能太差

3.任何流的使用后都要关闭流，调用close方法

import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;public class Main {public static void main(String[] args) throws IOException {//完成 FileInputStream实现类 的 1)使用流程 2)检查read() 和 read(byte[] buffer)的注意事项：关于汉字是否可以读取//1.FileInputStream实现类是InputStream类的一个实现类，具体是字节输入流，以字节的形式从磁盘或网络上读取数据到程序中；//read()具体的使用步骤如下：//1)第一步：建立程序和源文件（获取源）的管道，也就是创建FileInputStream实现类的一个对象；//2)第二步：用对象调用read()方法，得到数据的编码，每次只能得到一个字节的数据；//3)第三步：关闭流；FileInputStream is = new FileInputStream("hellomodule\\src\\com\\yym\\test\\yjwj.txt");//后面的路径可以是：绝对路径、相对路径（当前工作目录下的）//一个一个字节读入；
//        int ch = is.read();
//        int ch1 = is.read();
//        int ch2 = is.read();
//        System.out.print((char)ch);
//        System.out.print((char)ch1);
//        System.out.print((char)ch2);//        int b;
//        while((b = is.read()) != -1){
//            System.out.print((char)b);
//        }//2.使用read(byte[] buffer)//1.第一步：建立程序和源文件（获取源）的管道，也就是创建FileInputStream实现类的一个对象;//2.准备byte[] buffer的大小;//3.is调用read(byte[] buffer),得到大量的编码，并返回读取的字节数；byte[] buffer = new byte[6];//读取一次读取5个字节到字节数组中；
//        int len = is.read(buffer);//        for (int i = 0; i < buffer.length; i++) {
//            System.out.print((char)buffer[i]);
//        }
//        System.out.println();//for循环可以改变为String类型；//String rs = new String(buffer);//        System.out.println(len);int len;while((len = is.read(buffer))!=-1){//String rs = new String(buffer);String rs = new String(buffer,0,len);System.out.println(rs);System.out.println(len);}//但是现在有一个问题是覆盖之后，会将之前读到的字节保留并一并读出，现在的目的是：想要读多少字节就倒出多少字节；//只需要使用String的另外一个构造器：String rs = new String(buffer,0,len);//3.关于能不能读汉字问题：首先read()不可以读汉字，read(byte[] buffer)可以读入汉字，但是要保证一个汉字读入的字节数为3//所以有一个问题：在英文汉字都有的而且字数不确定的文章中，无法保证读入的正确性；除非已知文件字节数大小，一次性读出。//因此：会有字符输入流解决相关问题；is.close();}
}

对于在英文汉字都有的而且字数不确定的文章中，无法保证读入的正确性的问题，有以下两种解决措施：

方法一：

方法一中，size作为参数时需要强制转换为int，原因如下：

在byte数组的定义中，大小不能超过int类型，size的类型是一个long类型，直接用会报错，所以要强制转换。一般文件不会特别大，因此可以用这样的代码；但是有100GB大小的文件，然而，内存只有32GB甚至更小，这样就不能new出一个字节很大的byte数组来一次读取文件。

方法二：直接替换定义size开始的四行代码（更方便，但是仍然没有解决文件过大时的读取问题）

4. FileOutputStream实现类

使用步骤：

1.创建输入流管道（对象），建立与源文件的连接（构造器中写文件路径【绝对/相对】）

2.以字节形式从文件中读取数据：read（byte[] buffer）方法得到编码（可以转换类型为显而易见的类型）；返回读取的字节数量

注意事项：

1.不能读取汉字，会出现乱码现象（read（）只读取一个字节，在UTF-8中汉字占3个字节）

2.读取数据的性能太差

3.任何流的使用后都要关闭流，调用close方法

注意事项：

1.读取多少，倒多少（buffer数组可以多次使用，但是非首次使用时会覆盖前面位置的数据，为了防止后面出现bug，非首次读取定长后一定要倒出）eg：文件内容：abc66 ，buffer大小为3 ，第一次读取：【a,b,c】,第二次读取：【6,6,c】。其实第二次读了2个字节，应该倒出2个字节的数据【6,6】.

2每次读取完毕返回-1

使用流程几乎相同，只有划红线部分：如果是true，那么就支持向文件中追加，不然默认是false，就是先清空再写入。

注意：

1.在new出一个输出流管道时，可以直接跟一个不存在的路径，会自动创建文件。

2.write方法可以写入任何内容文件，在前后文件结构相同的情况下不出现乱码。

原因：

1.write方法可以写入任何类型的字节数据，因为它本质上不关心数据的语义或结构——它只负责将字节序列写入到输出目的地。

2.字节输出流是字节为中心的，它不涉及字符编码转换。无论你传递给它的是文本数据、

图片视频还是其他任何二进制文件，他都会写入这些字节

5. 文件复制demo

字节流适合做数据的转移，如：文件复制等

使用字节输入输出流进行文件复制，适用于任何文件：
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;public class Main {public static void main(String[] args) throws Exception {//目的：完成复制文件的操作；这里举例一张图片的复制；//基本思路：//1.字节输入流连通源文件//2.字节输出流连通目标文件//3.将读入的字节放到字节数组中，再写入到目标文件中FileInputStream is = new FileInputStream("C:\\Users\\11067\\Pictures\\Screenshots\\屏幕截图 2023-10-20 175018.png");FileOutputStream os = new FileOutputStream("D:\\学习文档\\屏幕截图 2023-10-20 175018.png");//1.不管文件多大，直接用数组装
//        byte[] buffer = new byte[3];
//        int len;
//        while((len = is.read(buffer)) != -1){
//            os.write(buffer,0,len);
//        }
//        System.out.println("复制完成！");//2.直接用readAllBytesbyte[] buffer = is.readAllBytes();os.write(buffer);System.out.println("复制完成！");os.close();is.close();}
}