Java 的 IO 四大基類詳解（上）
1、概述
Java 的IO通過java.io 包下的類和介面來支援，java.io包下主要包括輸入、輸出兩種流。每種輸入輸出流又可分為位元組流和字元流兩大類。
位元組流以位元組為單位處理輸入、輸出操作；
字元流以字元來處理輸入、輸出操作。
2、File類
File類代表與平臺無關的檔案和目錄，他可以操作檔案或目錄，比如 File能新建、刪除、重新命名檔案和目錄，File類不能訪問檔案本身。如果要訪問檔案本身，則使用輸入/輸出流。
下面測試一下File類的功能。
/**
* Created by 楊Sir on 2017/10/30.
* 該類測試了 File類的常用方法
*/ 需要注意的是：windows的路徑分割符為反斜線（\）, 而Java中反斜線是轉義字元，因此windows下應該寫兩條反斜線（\）,例如 F:\abc\test.txt。或者使用斜線（/），java支援將斜線當做平臺無關的路徑分割符。
File類的list方法可以接收一個FilenameFilter引數，用於檔案過濾。這裡的FilenameFilter介面是一個函式式介面，裡面包含一個accept(File dir, String name)方法。舉例如下：
/**
* Created by 楊Sir on 2017/10/30.
* 檔案過濾器的使用
*/
public class FilenameFilterTest {
public static void main(String[] args){
File file = new File(".");
/**
* 使用Lambda表示式實現檔案過濾器
* accept方法將對指定File的所有 子目錄或檔案進行迭代，如果方法返回true，則list()會列出該子目錄或檔案
* 如果檔案以 .java結尾或檔案對應一個路徑，則返回true
*/
String[] nameList = file.list(((dir, name) -> name.endsWith(".java") || new File(name).isDirectory()));
//當前路徑（建立nameList物件的路徑）下所有的.java檔案和資料夾將被輸出
for (String name : nameList){
System.out.println(name);
}
}
}3、理解 Java 的 IO 流
3.1 Java的 io流是實現輸入輸出的基礎，Java把不同的輸入輸出源抽象為流。正因為流的抽象，才可以通過一致的IO程式碼去讀寫不同的IO流節點。
流的分類：
1.從記憶體的角度來看
– 輸入流：只能從中讀取資料，而不能向其寫入資料
– 輸出流：只能向其寫入資料，而不能從中讀取資料
java的輸入流主要由 InputStream 和 Reader作為基類，而輸出流主要以 OutputStream 和 Writer作為基類，這些基類無法建立例項。
2. 位元組流和字元流
位元組流和字元流的區別在於所操作的資料單元不同，位元組流操作的資料單元是8位的位元組，字元流操作的資料單元是16位的字元。
位元組流主要由 InputStream 和 OutputStream作為基類，字元流主要有 Reader 和 Writer作為基類。如下圖：
3. 節點流和處理流（按流的角色分）：
從/向 一個特定的IO裝置（磁碟、網路）讀/寫資料的流，稱為節點流，當使用節點流時，程式直接連到實際的資料來源，和實際的輸入/輸出節點連線。
處理流用於對一個已存在的流進行連線或封裝，通過封裝後的流實現讀/寫功能。
使用處理流的好處是：只要使用相同的處理流，程式就可以採用完全相同的輸入/輸出程式碼訪問不同的資料來源，隨著處理流包裝節點流的變化，程式實際訪問的資料來源也在變化。Java用處理流包裝節點流是一個典型的裝飾器模式。
3.2 位元組流和字元流
我們先來看看InputStream 和 Reader
InputStream 和 Reader是所有輸入流的抽象基類，他們是所有輸入流的模板，提供通用方法。
①. InputStream包含三個方法：
int read(): 從輸入流讀取單個位元組，返回讀取的位元組資料，位元組資料可直接轉換為 int型別。
int read(byte[] b): 從輸入流中最多讀取 b.length 個位元組的資料，並將其存入陣列b中，返回實際讀取的位元組數。
int read(byte[] b, int off, int len): 從輸入流中最多讀取 len 個位元組的資料，並將其存入陣列b中，從off位置開始讀，返回實際讀取的位元組數。
②. Reader包含的三個方法：
int read(): 從輸入流讀取單個字元，返回讀取的字元資料，字元資料可直接轉換為 int型別。
int read(char[] b): 從輸入流中最多讀取 b.length 個字元的資料，並將其存入陣列b中，返回實際讀取的字元數。
int read(char[] b, int off, int len): 從輸入流中最多讀取 len 個字元的資料，並將其存入陣列b中，從off位置開始讀，返回實際讀取的字元數。
要注意：當read(char[] c) 或 read(byte[] b)方法返回 -1，表明到了輸入流的結束點。
前面說過，InputStream 和 Reader都不能建立例項，那怎麼辦呢？沒關係，他們各自提供了一個用於讀取檔案的輸入流：FileInputStream 和 FileReader，他們都是節點流，會直接和指定檔案關聯。 例如使用FileInputStream 來讀取檔案本身資料。
/**
* Created by 楊Sir on 2017/10/30.
* 通過FileInputStream 來讀取檔案資料
* 採用位元組讀取，註釋可能會亂碼，因為文字儲存時採用GBK編碼，一箇中文字元佔兩個位元組，如果read只讀到半個位元組，就會亂碼。
*/
public class FileInputStreamTest {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//建立位元組輸入流,相當於從管道中取資料，，絕對路徑
FileInputStream fis = new FileInputStream("D:\\絕對路徑\\FileInputStreamTest.java");
//相對路徑
// FileInputStream fis = new FileInputStream(".\\src\\相對路徑\\FileInputStreamTest.java");
//建立一個長為1024個位元組的管道
byte[] buf = new byte[1024];
//用於儲存實際讀取的位元組數
int hasRead = 0;
//讀取1024位元組之後會進行輸出，然後再次讀取時，讀取剩餘的位元組，在輸出，直到沒有一個能被讀取的位元組，會返回-1。
while ((hasRead = fis.read(buf)) > 0){
//取出位元組，將位元組陣列轉換成字串數輸入
System.out.println(new String(buf,0,hasRead));
}
//關閉檔案輸入流，放在 finally中更安全
fis.close();
}
}
使用FileReader 來讀取檔案本身資料：
/**
* Created by 楊Sir on 2017/10/30.
*/
public class FileReaderTest {
public static void main(String[] args){
try(
//建立字元輸入流, JDK 1.7以後，這樣寫，系統自動關閉流
FileReader fr = new FileReader("D:\\絕對路徑\\FileReaderTest.java");
){
char[] cbuf = new char[32]; //這時需要多次呼叫read()讀取
//儲存實際讀取的字元數
int hasRead = 0;
while((hasRead = fr.read(cbuf)) > 0){
System.out.println(new String(cbuf, 0, hasRead));
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
} 除此之外，InputStream 和 Reader還支援如下幾個方法移動指標：
void mark(int readAheadLimit): 在記錄指標當前位置記錄一個標記。
boolean markSupported() : 判斷此流是否支援 mark()操作，即是否支援記錄標記。
void reset(): 將此流的記錄指標重新定位到上一次記錄標記(mark)的位置。
long skip(long n): 記錄指標向前移動 n個字元/位元組。
我們在來看 OutputStream 和 Writer
他們各自提供了一個用於寫入檔案的輸入流：FileOutputStream 和 FileWriter，他們都是節點流，會直接和指定檔案關聯。
其實OutputStream 和 Writer 也非常相似， 他們共同提供瞭如下三個方法：
void write(int c): 將指定的位元組或字元輸出到輸出流中。
void write(byte[]/char[] buf): 將位元組陣列或字元陣列中的資料輸出到指定輸出流中。
void write(byte[]/char[] buf， int off， int len)：將位元組陣列/字元陣列中從off位置開始，長度為len的位元組或字元輸出到輸出流中。
因為字元流可以直接額以字元做操作單位，所以Writer可以用字串代替字元陣列。因此Writer 裡還有兩個方法：
void write(String str): 將字串中的字元輸出到輸出流中。
void wirte(String str , int off ,int len): 將字串中off開始，長度為len的字元輸出到輸出流中。
下面舉例 利用FileInputStream輸入，並使用 FileOutputStream執行輸出，實現複製FileOutputStreamTest的功能。
/**
* Created by 楊Sir on 2017/10/30.
* 利用FileInputStream輸入，並使用 FileOutputStream執行輸出，實現複製FileOutputStreamTest的功能
*/
public class FileOutputStreamTest {
public static void main(String[] args){
try(
//建立位元組輸入流
FileInputStream fis =
new FileInputStream("D:\\絕對路徑\\FileOutputStreamTest.java");
//建立位元組輸出流
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("FileOutputStreamTest.txt")
) {
byte[] buf = new byte[1024];
int hashead = 0;
//迴圈取資料
while ((hashead = fis.read(buf)) > 0) {
//每讀取一次，寫入一次,讀多少，寫多少，，可以看到當前路徑下多了一個 FileOutputStreamTest.txt檔案
fos.write(buf, 0, hashead);
}
}catch (IOException e){
e.printStackTrace();
}
}
}
如果希望直接輸出字串內容，使用Writer會更好：
/**
* Created by 楊Sir on 2017/10/30.
* 當前路徑下會輸出一個 FileWriterTest.txt 檔案。
*/
public class FileWriterTest {
public static void main(String[] args){
try (
//建立字元輸出流
FileWriter fw = new FileWriter("FileWriterTest.txt"))
{
// "\r\n"是windows的換行符，UNIX/Linux/BSD等平臺，使用"\n"換行
fw.write("錦瑟 - 李商隱\r\n");
fw.write("錦瑟無端五十弦，一懸疑蛛絲年華。\r\n");
fw.write("莊生曉夢迷蝴蝶，望帝春心託杜鵑。\r\n");
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}以上介紹了4個訪問檔案的節點流的用法，4個基類使用優點繁瑣。如果希望簡化程式設計，就需要藉助處理流了。處理流後面在更新。。。