15.3 字节流和字符流 15.3.1 InputStream和Reader

发表于 2019-12-26 更新于 2020-03-15 分类于 1 疯狂Java讲义 (第4版) ，第15章输入输出， 15.3 字节流和字符流 Waline：本文字数： 4k 阅读时长 ≈ 4 分钟

15.3 字节流和字符流

字节流和字符流的操作方式几乎完全一样,区别只是操作的数据单元不同而已：

字节流操作的数据单元是字节,
字符流操作的数据单元是字符。

15.3.1 InputStream和Reader

InputStream和Reader是所有输入流的**抽象基类**,本身并不能创建实例来执行输入,但它们将成为所有输入流的模板,所以它们的方法是所有输入流都可使用的方法。

InputStream常用方法

在InputStream里包含如下三个方法。

方法	描述
`abstract int read()`	从输入流中读取单个字节,返回所读取的字节数据(字节数据可直接转换为`int`类型)。
`int read(byte[] b)`	从输入流中最多读取`b.length`个字节的数据,并将其存储在字节数组b中,返回实际读取的字节数。
`int read(byte[] b, int off, int len)`	从输入流中最多读取`len`个字节的数据,并将其存储在数组b中,放入数组b中时,并不是从数组起点开始,而是从`off`位置开始,返回实际读取的字节数。

Reader常用方法

在Reader里包含如下三个常用方法。

方法	描述
`int read()`	从输入流中读取单个字符,返回所读取的字符数据(字符数据可直接转换为`int`类型)
`int read(char[] cbuf)`	从输入流中最多读取`cbuf.length`个字符的数据,并将其存储在字符数组`cbuf`中,返回实际读取的字符数。
`abstract int read(char[] cbuf, int off, int len)`	从输入流中最多读取`len`个字符的数据,并将其存储在字符数组`cbuf`中,放入数组`cbuf`中时,并不是从数组起点开始,而是从`of`‘位置开始,返回实际读取的字符数。

对比InputStream和Reader所提供的方法,就不难发现这两个基类的功能基本是一样的InputStream和Reader都是将输入数据抽象成如图15.5所示的水管,所以程序既可以通过read()方法每次读取一个“水滴”,也可以通过read(char[] cbuf)或read(byte[] b)方法来读取多个“水滴”。
当使用数组作为read()方法的参数时,可以理解为使用一个“竹筒”到如图15.5所示的水管中取水,如图15.8所示。
这里有一张图片
read(char[] cbuf)方法中的数组可理解成一个“竹筒”,程序每次调用输入流的read(cha[] cbuf)或read(byte[] b)方法,就相当于用“竹筒”从输入流中取岀一筒“水滴”,程序得到“竹筒”里的“水滴”后,转换成相应的数据即可;
程序多次重复这个“取水”过程,直到最后。

如何判断已经读取完毕

程序如何判断取水取到了最后呢?直到read(char[] cbuf)或read(byte[] b)方法返回-1,即表明到了输入流的结束点。

`FileInputStream`和`FileReader`

正如前面提到的,InputStream和Reader都是抽象类,本身不能创建实例,但它们分别有一个用于读取文件的输入流:FileInputStream和FileReader,它们都是节点流——会直接和指定文件关联。

程序示例读取java文件自身

下面程序示范了使用FileInputStream来读取自身的效果。

import java.io.*;

public class FileInputStreamTest {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 创建字节输入流
        FileInputStream fis = new FileInputStream("FileInputStreamTest.java");
        // 创建一个长度为1024的“竹筒”
        byte[] bbuf = new byte[1024];
        // 用于保存实际读取的字节数
        int hasRead = 0;
        // 使用循环来重复“取水”过程
        while ((hasRead = fis.read(bbuf)) > 0) {
            // 取出“竹筒”中水滴（字节），将字节数组转换成字符串输入！
            System.out.print(new String(bbuf, 0, hasRead));
        }
        // 关闭文件输入流，放在finally块里更安全
        fis.close();
    }
}

上面程序中的while循环就是使用FileInputStream循环“取水”的过程,运行上面程序,将会输出上面程序的源代码。
上面程序创建了一个长度为1024的字节数组来读取该文件,实际上该Java源文件的长度还不到1024字节,也就是说,程序只需要执行一次read()方法即可读取全部内容。
但如果创建较小长度的字节数组,程序运行时在输岀中文注释时就可能出现乱码,这是因为本文件保存时采用的是GBK编码方式,在这种方式下,每个中文字符占2字节,如果read()方法读取时只读到了半个中文字符,这将导致乱码

文件IO资源要显示关闭

上面程序最后使用了fis.close();来关闭该文件输入流,与JDBC编程一样,程序里打开的文件IO资源不属于内存里的资源,垃圾回收机制无法回收该资源,所以应该显式关闭文件IO资源。

Java7后可使用自动关闭资源的try来关闭IO流

Java7改写了所有的IO资源类,它们都实现了AutoCloseable接口,因此都可通过自动关闭资源的try语句来关闭这些IO流。

程序示例:FileReader读取java文件本身

下面程序使用FileReader来读取文件本身。

import java.io.*;

public class FileReaderTest {
    public static void main(String[] args) {
        try (
                // 创建字符输入流
                FileReader fr = new FileReader("FileReaderTest.java")) {
            // 创建一个长度为32的“竹筒”
            char[] cbuf = new char[32];
            // 用于保存实际读取的字符数
            int hasRead = 0;
            // 使用循环来重复“取水”过程
            while ((hasRead = fr.read(cbuf)) > 0) {
                // 取出“竹筒”中水滴（字符），将字符数组转换成字符串输入！
                System.out.print(new String(cbuf, 0, hasRead));
            }
        } catch (IOException ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
    }
}

上面的FileReaderTest.java程序与前面的FileInputStreamTest.java并没有太大的不同,程序只是将字符数组的长度改为32,这意味着程序需要多次调用read()方法才可以完全读取输入流的全部数据。
程序最后使用了自动关闭资源的try语句来关闭文件输入流,这样可以保证输入流一定会被关闭。

移动记录指针的方法

除此之外,InputStream和Reader还支持如下几个方法来移动记录指针。

方法	描述
`void mark(int readAheadLimit)`	在记录指针当前位置记录一个标记(`mark`)。
`boolean markSupported()`	判断此输入流是否支持`mark()`操作,即是否支持记录标记。
`void reset()`	将此流的记录指针重新定位到上一次记录标记(`mark`)的位置。
`long skip(long n)`	记录指针向前移动n个字节/字符。

InputStream其他方法

方法	描述
`int available()`	Returns an estimate of the number of bytes that can be read(or skipped over) from this input stream without blocking by the next invocation of a method for this input stream.
`void close()`	Closes this input stream and releases any system resources associated with the stream.
`byte[] readAllBytes()`	Reads all remaining bytes from the input stream.
`int readNBytes(byte[] b, int off, int len)`	Reads the requested number of bytes from the input stream into the given byte array.
`long transferTo(OutputStream out)`	Reads all bytes from this input stream and writes the bytes to the given output stream in the order that they are read.

Reader其他方法

方法	描述
`abstract void close()`	Closes the stream and releases any system resources associated with it.
`int read(CharBuffer target)`	Attempts to read characters into the specified character buffer.
`boolean ready()`	Tells whether this stream is ready to be read.