1. Abstract:
Java将I/O分为高阶I/O与低阶I/O，高阶I/O在使用上提供更多的读写方法，如读写 int、double、String的资料型态，而低阶的I/O大部份只提供write、read的byte[]存取，因为程式大部份的资料都是以字串或 其它主要型态资料来运算，因此低阶的I/O在使用上不利於程式设计，所以Java将许多好用的方法全部集合成高阶I/O; 换言之，低阶I/O的主要工作是负责与媒体资料作存取，高阶I/O类别主要作资料型态的转换及提供一些特殊的功能。在使用Java I/O时要谨记的一个重要原则是，在建立一个I/O之前必需先用低阶I/O类别来存取媒体资料(如档案或pipe)，之後再使用高阶I/O来控制低阶 I/O类别的动作，这种一层又一层的架构称I/O Chain。底下为Java的I/O架构图，第一个为以byte为单位的I/O，第二个则是以char为单位。
2. File I/O:
A. FileInputStream & FileOutputStream
FileInputStream是读取档案用的类别，其建构式有叁个:
public FileInputStream(String strFilename) throws FileNotFoundException
public FileInputStream(File fIn) throws FileNotFoundException
public FileInputStream(FileDescriptor fdObj)
在这里我只讲第一个，这是最直觉的方式，如下的范例1，会一次从e:\test.txt读10个bytes，将读入的结果输出到标准输出设备，直到档案结 束。在这个范例中要注意的是，available会传回输入串流中还有多少个bytes，read则会根据buffer的大小来决定一次读几个 bytes，并将实际读到的byte数传回。
===== 范例 1 =====
import java.io.*;
public class FIn {
public FIn() {
try {
FileInputStream fis = new FileInputStream("e:/in.txt");
while (fis.available() > 0) {
byte[] b = new byte[10];
int nResult = fis.read(b);
if (nResult == -1) break;
System.out.println(new String(b));
}
fis.close();
}
catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
public static void main(String[] args) {
FIn fIn = new FIn();
}
}
FileOutputStream是写入档案用的类别，其建构式有四个:
Public FileOutputStream(String strFilename) throws FileNotFoundException
Public FileOutputStream(File fOut) throws FileNotFound Exception
Public FileOutputStream(FileDescriptor fdObj)
public FileOutputStream(String name, boolean append) throws FileNotFoundException
第四个和第一个的差别只在於当档案存在时，第一个会将原来的档案内容覆盖，第四个则可以选择覆盖或将新内容接在原内容後面。范例2以建构式一讲解如何写入 一个档案…在这个范例中要注意的是，fIn每个读10个bytes，但是最後一次不一定会读10个bytes，因此，fOut在write时，要指明要写 几个bytes到档案中，否则最後一次仍会写入10个bytes，因Java在new byte时会先将内容先填0，所以後面的几个bytes会是0。
===== 范例2 =====
import java.io.*;
public class FOut {
public FOut() {
try {
FileInputStream fIn = new FileInputStream("e:/in.txt");
FileOutputStream fOut = new FileOutputStream("e:/out.txt");
while (fIn.available() > 0) {
byte[] b = new byte[10];
int nResult = fIn.read(b);
if (nResult == -1) break;
fOut.write(b, 0, nResult);
}
fIn.close();
fOut.close();
}
catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
public static void main(String[] args) {
FOut FOut1 = new FOut();
}
}
B. FileReader & FileWriter
FileReader 和FileInputStream最大不同在於，FileInputStream读取的单位是byte，FileReader读取的单位是char。另外 要注意的是，在FileInputStream中以available来判断是否还有资料可读取，在FileReader中是以ready来判断，
但是，available是传回还有多少个bytes可以读取，ready则传回true或false，当传回true时表示，下次read时保证不会停顿，当传回false时，表示下次read时”可能”停顿，所谓可能是指不保证不会停顿。
Ps. 测试时，in.txt里放些中文字就可以看出以byte和以char为单位有什麽不同。
===== 范例 3 =====
import java.io.*;
public class chFIn {
public chFIn() {
try {
FileReader rdFile = new FileReader("e:/in.txt");
while (rdFile.ready()) {
char[] chIn = new char[10];
int nResult = rdFile.read(chIn);
if (nResult == -1) break;
System.out.println(chIn);
}
rdFile.close();
}
catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
public static void main(String[] args) {
chFIn chFIn1 = new chFIn();
}
}
FileWriter和FileOutputStream的最大不同也在於写入单位的不同，FileOutputStream为byte，FileWriter为char。
===== 范例 4 =====
import java.io.*;
public class chFOut {
public chFOut() {
try {
FileReader rdFile = new FileReader("e:/in.txt");
FileWriter wrFile = new FileWriter("e:/out.txt");
while (rdFile.ready()) {
char[] chIn = new char[10];
int nResult = rdFile.read(chIn);
if (nResult == -1) break;
wrFile.write(chIn, 0, nResult);
}
rdFile.close();
wrFile.close();
}
catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
public static void main(String[] args) {
chFOut chFOut1 = new chFOut();
}
}
C. BufferedReader & BufferedWriter
File I/O是相当耗时的作业，通常电脑在做处理时，者会建立一个缓冲区，一次读取或写入一个区块，借由减少I/O次数，来节省时间 ，在Java中的BufferedReader和BufferedWriter就是提供这样的缓冲功能。
在 范例5中，我们将FileReader导向BufferedReader，将FileWriter导向BufferedWriter，来达到区块读取、写 入的目的。BufferedReader提供的readLine一次可以读取一行，当遇到档尾时，会传回null。BufferedWriter提供的 newLine会产生列尾符号，这个列尾符号随作业系统的不同而不同，在Windows上为\r\n，在Unix上为\n，在Mac上为\r，这个符号是 依据line.separator系统性质而来的。需注意的是，如果将BufferedWriter应用到网路程式时，绝对不要使用newLine，因为 绝大多数的网路协定都是以\r\n为列尾，不会因作业系统不同而异。
===== 范例 5 =====
import java.io.*;
public class bufIn {
public bufIn() {
try {
FileReader rdFile = new FileReader("e:/in.txt");
BufferedReader brdFile = new BufferedReader(rdFile);
FileWriter wrFile = new FileWriter("e:/out.txt");
BufferedWriter bwrFile = new BufferedWriter(wrFile);
String strLine;
while ((strLine = brdFile.readLine()) != null) {
bwrFile.write(strLine);
bwrFile.newLine();
}
brdFile.close();
bwrFile.close();
}
catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
public static void main(String[] args) {
bufIn bufIn1 = new bufIn();
}
}
D. File
在档案处理方面，程式不只是要对档案做读、写，有时也需要得知档案的属性，或删除、移动、更名，有时则是要找出或列出某目录下的某些档案，针对这些运作，Java提供了File这个类别。底下的范例，说明如何使用File类别。
a. 如何得知档案属性:
在 范例6中需注意的是lastModified传回的最後更改时间是自1970/1/1 00:00:00算起的时间，单位为毫秒，所以要用Date将它转换成日期、时间; 另外getCanonicalPath和getAbsolutePath得到的值在Windows上会是一样的，在Unix可能就会不一样。
===== 范例 6 =====
import java.io.*;
import java.util.*;
public class FileSpy {
public FileSpy(String strFilename) {
File fFile = new File(strFilename);
if (fFile.exists()) {
System.out.println("Name: " + fFile.getName());
System.out.println("Absolute path: " + fFile.getAbsolutePath());
try {
System.out.println("Canonical path: " + fFile.getCanonicalPath());
}
catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
if (fFile.canWrite()) System.out.println(fFile.getName() + " is writable");
if (fFile.canRead()) System.out.println(fFile.getName() + " is readable");
if (fFile.isFile()) {
System.out.println(fFile.getName() + " is a file");
}
else if (fFile.isDirectory()) {
System.out.println(fFile.getName() + " is a directory");
}
else {
System.out.println("What is this?");
}
long lngMilliseconds = fFile.lastModified();
if (lngMilliseconds !=0) System.out.println("last modified at " + new Date(lngMilliseconds));
long lngLen = fFile.length();
if (lngLen !=0) System.out.println("size: " + lngLen);
}
else
System.out.println("file not found");
}
public static void main(String[] args) {
if (args.length == 1) {
FileSpy fileSpy1 = new FileSpy(args[0]);
}
else
System.out.println("Usage: java FileSpy Filename");
}
}
b. 建立、删除、移动、更名:
File 类别提供了createNewFile、renameTo、delete作为建立(createNewFile)、删除(delete)、移动、更名 (renameTo)之用，使用方式如下: (移动和更名都用renameTo，就如在Unix上档案搬移和更名都用mv一样)
===== 范例 7 =====
import java.io.*;
public class OperateFile {
public OperateFile() {
//create new file
File fNewFile = new File("C:/newfile.txt");
try {
if (fNewFile.exists() == false) {
if (fNewFile.createNewFile() == true) {
System.out.println("create c:/newfile.txt success");
}
else {
System.out.println("create c:/newfile.txt fail");
}
}
else {
System.out.println("file already exists");
}
}
catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
//rename file
File fRenameFile = new File("c:/renamefile.txt");
fNewFile.renameTo(fRenameFile);
//remove file
File fRemoveFile = new File("d:/" + fRenameFile.getName());
fRenameFile.renameTo(fRemoveFile);
//delete file
try {
File fDelFile = new File(fRemoveFile.getCanonicalPath());
fDelFile.delete();
}
catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
public static void main(String[] args) {
OperateFile operateFile1 = new OperateFile();
}
}
c. 找出某特定目录里的所有档案:
File类别提供的list和listFiles都可以列出某特定目录里的所有档案，其中list传回的是String[]，listFiles传回的是File[]，这两个函式都会传回所有的档案和目录。
===== 范例 8 =====
import java.io.*;
public class ListAllFiles {
public ListAllFiles(String strDir) {
File fDir = new File(strDir);
File[] fAllFiles = fDir.listFiles();
for(int i=0; i
if (fAllFiles.isFile())
System.out.println("File: " + fAllFiles.getName());
else
System.out.println("Dir: " + fAllFiles.getName());
}
}
public static void main(String[] args) {
ListAllFiles listAllFiles1 = new ListAllFiles(args[0]);
}
}
3. Network I/O:
Java对网路的支援只有TCP/IP和UDP/IP，提供的类别有URL、URLConnection、Socket、ServerSocket，在这里我只打算用ServerSocket、Socket为例，来说明Network I/O。
基本上，Java的I/O不管在任何的媒体上都是将它们视为stream，所以，网路I/O和档案I/O原理也是一致的，底下的两个程式分别为server socket及client socket。在看范例之前，可以再复习一下前面的abstract…
===== 范例 9 =====
import java.net.*;
import java.io.*;
public class myServer {
public myServer(String strPort) {
int nPort = new Integer(strPort).intValue();
try {
ServerSocket ss = new ServerSocket(nPort);
Socket s = ss.accept();
OutputStream out = s.getOutputStream();
PrintStream psOut = new PrintStream(out);
String strResponse = "Hello " + s.getInetAddress() + " on port " + s.getPort() + "\r\n";
strResponse += "This is " + s.getLocalAddress() + " on port " + s.getLocalPort() + "\r\n";
psOut.print(strResponse);
s.close();
ss.close();
}
catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
public static void main(String[] args) {
myServer myServer1 = new myServer(args[0]);
}
}
===== 范例 10 =====
import java.net.*;
import java.io.*;
public class myClient {
public myClient(String strIP, String strPort) {
int nPort = new Integer(strPort).intValue();
try {
Socket s = new Socket(strIP, nPort);
InputStream in = s.getInputStream();
BufferedInputStream bisIn = new BufferedInputStream(in);
while (bisIn.available() > 0) {
byte[] b = new byte[30];
int nLen = bisIn.read(b);
System.out.println(new String(b, 0, nLen));
}
}
catch (UnknownHostException e) {
e.printStackTrace();
}
catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
public static void main(String[] args) {
myClient myClient1 = new myClient(args[0], args[1]);
}
}
4. Object Serialization:
A. 所谓Object Serialization就是把物件的”状态”储存成一系列的位元组，而这些位元组在稍候可用来恢复物件。更简单的说，Object Serialization是让物件可以以物件为储存单位。在Java中，任何物件要能Serialization，必须implements Serializable这个Interface，以下是一个简单的程式范例，可以将物件储存到e:\point.ser，或从e:\point.ser 将物件恢复原值。
===== 范例 11 =====
import java.io.*;
public class ThreeDPoint implements Serializable
{
private double m_dblX, m_dblY, m_dblZ;
public ThreeDPoint(double x, double y, double z)
{
m_dblX = x;
m_dblY = y;
m_dblZ = z;
}
public void PrintXYZ()
{
System.out.println("X: " + m_dblX);
System.out.println("Y: " + m_dblY);
System.out.println("Z: " + m_dblZ);
}
public static void main(String[] args)
{
if (args[0].equalsIgnoreCase("w")) {
ThreeDPoint threeDPoint1 = new ThreeDPoint(10 ,20, 30);
try {
FileOutputStream fout = new FileOutputStream("e:\\point.ser");
ObjectOutputStream oout = new ObjectOutputStream(fout);
oout.writeObject(threeDPoint1);
oout.close();
System.out.println("write:");
threeDPoint1.PrintXYZ();
}
catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
else if (args[0].equalsIgnoreCase("r")) {
try {
FileInputStream fin = new FileInputStream("e:\\point.ser");
ObjectInputStream oin = new ObjectInputStream(fin);
Object o = oin.readObject();
ThreeDPoint threeDPoint1 = (ThreeDPoint) o;
oin.close();
System.out.println("read:");
threeDPoint1.PrintXYZ();
}
catch (Exception e) {
}
}
} //end of main
}
B. 在Java中，一个实作某特定介面的类别，其子类别也因继承的原故而被视为实作了该介面，因此，许多没有明确宣告实作Serializable介面的类别，事实上也是可以被Serialization的。
C. 并非每个实作了Serializable介面的物件都可以被Serialization，如果这个物件继承图上的祖先，有其中一个是不可以被Serialization，那麽这个物件就不可以被Serialization。
5. Formated I/O:
在Java 的I/O里，并没有所谓的型别，不管是int、long、double…最後都是以String输出，所以如果要让数字以特定格式输出，需透过Java提 供的两个类别java.text.NumberFormat和java.text.DecimalFormat将数字格式化後再输出。
范例12简 要说明NumberFormat如何使用，在开始使用NumberFormat时，应先用getInstance取得NumberFormat的实体，范 例12中的setMaximumIntegerDigits和setMinimumFractionDigits是用来设定整数和小数的位数，另外还有 setMinimumIntegerDigits和setMaximumFractionDigits也是同样功能。这些设定如有冲突，Java以最後设 定的为准。
===== 范例 12 =====
import java.text.*;
public class myFormat {
public myFormat() {
NumberFormat nf = NumberFormat.getInstance();
double dblNum = Math.PI;
System.out.println(dblNum);
nf.setMaximumIntegerDigits(5);
nf.setMinimumFractionDigits(4);
System.out.println("PI: " + nf.format(dblNum));
}
public static void main(String[] args) {
myFormat myFormat1 = new myFormat();
}
}
另 一个类别DecimalFormat是继承NumberFormat的子类别，它提供了更强的格式化功能，透过设定pattern，可以使我们的输出更多 样化，至於Java提供的pattern有那些? 在API Document中有详细说明! 范例13仅举其一，说明DecimalFormat如何使用。
===== 范例 13 =====
import java.text.*;
public class myDecimalFormat {
public myDecimalFormat() {
DecimalFormat df = new DecimalFormat("0000.000");
double dblNum = 123.45;
System.out.println("dblNum: " + dblNum);
System.out.println("dblNum: " + df.format(dblNum));
}
public static void main(String[] args) {
myDecimalFormat myDecimalFormat1 = new myDecimalFormat();
}
}
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