第五章 Stream流与IO流 v1.0

第一部分 Stream流

一、获取Stream流对象

1.数组

//通过数组工具类
Stream<泛型> 对象名 = Arrays.stream(array);
//通过Stream类
Stream<泛型> 对象名 = Stream.of(array);

2.Collection类

Stream<泛型> 对象名 = list.stream();

3.Map类

//获取键的Stream流
Stream<泛型> 对象名 = map.keySet.stream();
//获取值的Stream流
Stream<泛型> 对象名 = map.values.stream();
//获取键值对(整体)的Stream流
Stream<Map.Entry<泛型, 泛型>> 对象名 = map.entrySet.stream();

二、操作Stream流

用于简化集合和数组操作的API。

1.常用中间操作(非终结)方法

中间操作方法调用完成后返回新的Stream流可以继续使用，支持链式编程

2.常见终结操作方法

3.使用方法引用进行操作

list.stream().map(Student::new).forEach(System.out::println);  //构造对象并遍历

三、收集Stream流

将操作完成的Stream流转为集合或数组对象，要注意：流只能使用一次，收集一次之后无法再次收集

收集Stream流的方法

//收集为集合类对象
集合类型名<泛型> 对象名 = s.collect(Collectors.方法名());  //常用收集方法：toSet,toList,toMap
//收集为数组
Object[] 对象名 = s.toArray();  //流中数据类型不确定，一般用Object类型
//String[] 对象名 = s.toArray(String[]::new);  //例：转为String类型数组，一般不使用

第二部分 基础IO流

一、File类

File类代表操作系统的文件对象，提供了诸如：定位文件，获取文件信息、删除文件、创建文件等功能。

1.Java文件路径

File类支持绝对路径与相对路径，一般相对路径对应到所创建工程的根目录(作为.目录)

|-project  #视为当前目录
  ├─module  #./module
    ├─src  #./module/src/main
       ├─main  #./module/src/main
       │  ├─java  #./module/src/main/java
       │  └─resources  #./module/src/main/resources
       └─test  #./module/src/test
           └─java  #./module/src/test/java

2.创建File类对象

常用File类构造方法

1. File(String path)：根据文件路径创建文件对象
2. File(String parent, String child)：根据父路径和子文件路径创建文件对象
3. File(File parent, String child)：根据父文件对象和子文件路径创建文件对象

3.常见方法

a.文件信息获取

b.创建与删除文件

二、IO流概述

代表任何有能力产出数据的数据源对象或是接受数据的接收端对象，用于数据传输、读写数据

1.IO流分类

• 字节输入流：以内存为基准，来自磁盘文件/网络中的数据以字节的形式读入到内存中去的流
• 字节输出流：以内存为基准，把内存中的数据以字节写出到磁盘文件或者网络中去的流
• 字符输入流：以内存为基准，来自磁盘文件/网络中的数据以字符的形式读入到内存中去的流
• 字符输出流：以内存为基准，把内存中的数据以字符写出到磁盘文件或者网络介质中去的流

2.字符集

a.ASCII字符集

包括数字、英文、符号，ASCI使用一个字节存储一个字符，总共可以表示128个字符信息

b.GBK字符集

window系统默认的码表，兼容ASCII码表，也包含了几万个汉字，并支持繁体汉字以及部分日韩文字。

GBK是中国的码表，一个中文以两个字节的形式存储，但不包含世界上所有国家的文字。

c.Unicode字符集

Unicode(又称统一码、 万国码、单一码)是计算机科学领域里的一项业界字符编码标准，常见的为UTF-8​

Unicode容纳世界上大多数国家的所有常见文字和符号，以UTF-8编码后一个中文一般以三个字节的形式存储

d.关于字符长度

• 英文和数字等在任何国家的字符集中都占1个字节
• GBK字符中一个中文字符占2个字节
• UTF-8编码中一个中文一般占3个字节

3.字符串的编码与解码

字符串编码：byte[] bytes = s.getBytes("字符集")

字符串解码：String s = String(byte[] bytes, "字符集")

三、字节流

1.文件字节输入流(FileInputStream)

a.常见构造方法

1. FileInputStream(File file)：根据文件对象创建文件字节输入流
2. FileInputStream(String path)：根据文件路径创建文件字节输入流

b.读取文件内容方法

1. read()：每次读取一个字节返回，如果字节已经没有可读的返回-1
2. read(byte[] b)：每次读取一个字节数组，返回读取到的字节数组长度，读取完毕返回-1

c.示例

try(InputStream is = new FileInputStream(StaticConfig.getPngFile())){
    //每次读取一个字节返回，如果字节已经没有可读的返回-1
    int aByte=is.read();
    //每次读取一个字节数组，返回读取到的字节数组长度，读取完毕返回-1
    byte[] b=new byte[100];
    int statusCode=is.read(b);
    System.out.println(aByte);  //输出：137(此时是int类型)
	System.out.println((byte)aByte);  //输出：-119(此时为byte类型，但byte类型是有符号的)
}catch (IOException e){
    e.printStackTrace();
}

try(InputStream is = new FileInputStream(StaticConfig.getPngFile())){
    //每次读取一个字节数组，返回读取到的字节数组长度，读取完毕返回-1
    byte[] b=new byte[100];
    int statusCode=is.read(b);
    System.out.println(b[0]);  //输出：-119
}catch (IOException e){
    e.printStackTrace();
}

2.文件字节输出流(FileOutputStream)

a.常见构造方法

1. FileOutputStream(File file)：根据文件对象创建文件字节输出流
2. FileOutputStream(String path)：根据文件路径创建文件字节输出流
3. FileOutputStream(File file, boolean append)：根据文件对象创建追加数据的文件字节输出流
4. FileOutputStream(String path, boolean append)：根据文件路径创建追加数据的文件字节输出流

b.写入文件内容的方法

1. write(int b)：将指定的字符写入文件中
2. write(byte[] b)：将字节流写入文件中
3. flush()：刷新缓存，立即写入

3.示例：使用字节流复制图片

try {
    // 创建输入流和输出流
    InputStream inputStream = new FileInputStream("source.jpg");
    OutputStream outputStream = new FileOutputStream("destination.jpg");

    // 创建缓冲区
    byte[] buffer = new byte[1024];
    int bytesRead;

    // 从输入流读取数据，并写入到输出流中
    while ((bytesRead = inputStream.read(buffer)) != -1) {
        outputStream.write(buffer, 0, bytesRead);
    }

    // 关闭输入流和输出流
    inputStream.close();
    outputStream.close();

    System.out.println("图片复制完成！");
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

4.释放资源

输入输出流在使用完毕之后需要对有限的操作系统资源进行释放，否则会导致系统资源被耗尽

a.常规方式(手动释放资源)

在异常处理时提供finally块来执行所有清除操作，比如说IO流中的释放资源

OutputStream fos = null;
try {
    fos = new FileOutputStream("文件名");
    // 相关文件操作
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
} finally {
    if (fos != null) {
        fos.close();
    }
}

b.自动释放资源(JDK7引入)

try (OutputStream fos = new FileOutputStream("文件名")) {  //定义流对象
    // 相关文件操作
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

四、字符流

1.文件字符输入流(FileReader)

a.常见构造方法

1. FileReader(File file)：根据文件对象创建文件字符输入流
2. FileReader(String path)：根据文件路径创建文件字符输入流

b.读取文件内容的方法

1. read()：每次读取一个字符的编号返回，如果字节已经没有可读的返回-1
2. read(char[] b)：每次读取一个字符数组，返回读取到的字符数组长度，读取完毕返回-1

try(
    Reader file=new FileReader("文件名");  //在此处声明的资源使用完毕会自动释放
) {
    char[] buffer = new char[1024];
    int len;
    while ((len = file.read(buffer)) != -1) {
        String rs = new String(buffer, 0, len);
        System.out.print(rs);
    }
} catch (IOException e){
    e.printStackTrace();
}

2.文件字符输出流(FileWriter)

a.常见构造方法

1. FileWriter(File file)：根据文件对象创建文件字符输出流
2. FileWriter(String path)：根据文件路径创建文件字符输出流
3. FileWriter(File file, boolean append)：根据文件对象创建追加数据的文件字符输出流
4. FileWriter(String path, boolean append)：根据文件路径创建追加数据的文件字符输出流

b.写入文件内容的方法

1. write(int b)：将指定的字符写入文件中
2. write(char[] b)：将字符流写入文件中
3. write(String str)：将字符串写入文件中

try(Writer file=new FileWriter("文件名", true)) {  //以追加模式打开文件
    file.write("写入文本信息\n")
}catch (IOException e){
    e.printStackTrace();
}

第三部分 高级IO流

一、缓冲流

缓冲流自带(8KB)缓冲区、可以提高原始字节流、字符流读写数据的性能，读写数据的性能更好

1.字节缓冲输入流(BufferedInputStream)

构造方法：BufferedInputStream(InputStream is)

2.字节缓冲输出流(BufferedOutputStream)

构造方法：BufferedOutputStream(InputStream os)

3.字符缓冲输入流(BufferedReader)

构造方法：BufferedReader(Reader fr)

独有成员方法：readLine()：读取一行数据返回字符串，如果读取没有完毕，无行可读返回null

4.字符缓冲输出流(BufferedWriter)

构造方法：BufferedWriter(Writer fw)

独有成员方法：newLine()：实现换行功能

二、转换流

用于文件字符编码与代码指定编码不一致等情况下转化

1.字符输入转换流(InputStreamReader)

构造方法：InputStreamReader(InputStream is, String charset);

2.字符输出转换流(OutputStreamWriter)

构造方法：OutputStreamReader(OutputStream os, String charset);

三、序列化

用于将Java对象进行长久化保存

1.序列化对象前提条件

待序列化的对象实现了Serializable序列化接口

2.对象序列化(对象字节输出流，ObjectOutputStream)

以内存为基准，把内存中的对象存储到磁盘文件中去，称为对象序列化。

构造方法：ObjectOutputStream(OutputStream os)：把低级字节输出流包装成高级的对象字节输出流

序列化对象使用方法：writeObject(Object o) //将内存中对象存储到磁盘文件

3.对象反序列化(对象字节输入流，ObjectInputStream)

以内存为基准，把存储到磁盘文件中去的对象数据恢复成内存中的对象，称为对象反序列化。

构造方法：ObjectInputStream(InputStream is);：把低级字节输入流包装成高级的对象字节输入流

反序列化对象使用方法：readObject(Object o) //将存储到磁盘文件中的对象重新读取到内存中

4.序列化过程中的敏感信息处理

可以使用transient标记成员变量使之不参与序列化

public class Student implements Serializable {
    private String name;
    private String loginName;
    private transient String passWord;  //此字段不参与序列化，不会保存
    ...
}

5.序列化版本号

待序列化对象中可以定义成员变量：private static final Long serialVersionUID = <版本号>;

当使用序列化版本号时，序列化的版本号与反序列化的版本号必须一致才不会出错

四、打印流

使用方便且性能高效(底层通过缓冲流实现)的输出流，打印输出在控制台是什么数据，输出流中就是什么数据

打印功能(类似System.out)PrintStream与PrintWriter基本没有区别，只在写数据存在区别(但是基本不会使用)

1.字节打印流(PrintStream)

常用构造方法：

1. PrintStream(OutputStream os)：打印流直接通向字节输出流管道
2. PrintStream(File f)：打印流直接通向文件对象
3. PrintStream(String filepath)：打印流直接通向文件路径

2.字符打印流(PrintWriter)

常见构造方法：

1. PrintWriter(OutputStream os)：打印流直接通向字节输出流管道
2. PrintWriter(Writer w)：打印流直接通向字符输出流管道
3. PrintWriter(File f)：打印流直接通向文件对象
4. PrintWriter(String filepath)：打印流直接通向文件路径

3.System.out输出原理

实际上System.out对应的是一个默认的PrintStream对象，默认将输出打印到控制台中

PrintStream ps = new PrintStream("文件名");
System.setOut(ps);  //把系统打印流改成我们自己的打印流
//此后System.out输出语句输出的内容即从控制台修改为对应文件

五、Properties

1.Properties简介

属于Map集合体系，代表的是一个属性文件，可以把自己对象中的键值对信息存入到一个属性文件中去。

属性文件：后缀是.properties结尾的文件，里面的内容都是键值对，常用于进行系统信息配置。

2.常用方法

a.操作属性

setProperties(String key, String value)：保存属性键值对到该Properties对象(对应keySet())

getProperties(String key)：使用此属性列表中指定的键搜索属性值(对应get())

stringPropertyNames()：获取所有键的名称的集合(对应keySet())

b.保存属性键值对到流

load(InputStream iStream)：从输入字节流读取属性列表(键和元素对)

load(Reader reader)：从输入字符流读取属性列表(键和元素对)

c.从流读取属性键值对

store(OutputStream oStream, String comments)：将属性列表(键和元素对)写入该Properties对象

store(Writer writer, String comments)：将属性列表(键和元素对)写入该Properties对象

六、IO框架(commons-io)

1.FileUtils

2.IOUtils

暂略