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javaSE学习笔记(15) ---缓冲流、转换流、序列化流

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发表于 2020-2-16 01:54:23 | 显示全部楼层 |阅读模式
javaSE学习笔记(15) ---缓冲流、转换流、序列化流

缓冲流

昨天复习了根本的一些流,作为IO流的入门,今天我们要见地一些更强大的流。比如能够高效读写的缓冲流,能够转换编码的转换流,能够持久化存储对象的序列化流等等。这些功能更为强大的流,都是在根本的流对象底子之上创建而来的,相称于是对根本流对象的一种增强。
概述

缓冲流,也叫高效流,是对4个根本的FileXxx 流的增强,以是也是4个流,按照数据范例分类:

  • 字节缓冲流:BufferedInputStream,BufferedOutputStream
  • 字符缓冲流:BufferedReader,BufferedWriter
缓冲流的根本原理,是在创建流对象时,会创建一个内置的默认大小的缓冲区数组,通过缓冲区读写,淘汰系统IO次数,从而进步读写的服从。
字节缓冲流

构造方法


  • public BufferedInputStream(InputStream in) :创建一个 新的缓冲输入流。
  • public BufferedOutputStream(OutputStream out): 创建一个新的缓冲输出流。
构造举例,代码如下:
  1. // 创建字节缓冲输入流BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("bis.txt"));// 创建字节缓冲输出流BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("bos.txt"));
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服从测试

查询API,缓冲流读写方法与根本的流是一致的,我们通过复制大文件(375MB),测试它的服从。

  • 根本流,代码如下:
  1. public class BufferedDemo {    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {        // 记录开始时间        long start = System.currentTimeMillis();        // 创建流对象        try (            FileInputStream fis = new FileInputStream("jdk9.exe");            FileOutputStream fos = new FileOutputStream("copy.exe")        ){            // 读写数据            int b;            while ((b = fis.read()) != -1) {                fos.write(b);            }        } catch (IOException e) {            e.printStackTrace();        }        // 记录结束时间        long end = System.currentTimeMillis();        System.out.println("普通流复制时间:"+(end - start)+" 毫秒");    }}十几分钟过去了...
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  • 缓冲流,代码如下:
  1. public class BufferedDemo {    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {        // 记录开始时间        long start = System.currentTimeMillis();        // 创建流对象        try (            BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("jdk9.exe"));         BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("copy.exe"));        ){        // 读写数据            int b;            while ((b = bis.read()) != -1) {                bos.write(b);            }        } catch (IOException e) {            e.printStackTrace();        }        // 记录结束时间        long end = System.currentTimeMillis();        System.out.println("缓冲流复制时间:"+(end - start)+" 毫秒");    }}缓冲流复制时间:8016 毫秒
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如何更快呢?
使用数组的方式,代码如下:
  1. public class BufferedDemo {    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {        // 记录开始时间        long start = System.currentTimeMillis();        // 创建流对象        try (            BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("jdk9.exe"));         BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("copy.exe"));        ){            // 读写数据            int len;            byte[] bytes = new byte[8*1024];            while ((len = bis.read(bytes)) != -1) {                bos.write(bytes, 0 , len);            }        } catch (IOException e) {            e.printStackTrace();        }        // 记录结束时间        long end = System.currentTimeMillis();        System.out.println("缓冲流使用数组复制时间:"+(end - start)+" 毫秒");    }}缓冲流使用数组复制时间:666 毫秒
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字符缓冲流

构造方法


  • public BufferedReader(Reader in) :创建一个 新的缓冲输入流。
  • public BufferedWriter(Writer out): 创建一个新的缓冲输出流。
构造举例,代码如下:
  1. // 创建字符缓冲输入流BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("br.txt"));// 创建字符缓冲输出流BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("bw.txt"));
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特有方法

字符缓冲流的根本方法与普通字符流调用方式一致,不再阐述,我们来看它们具备的特有方法。

  • BufferedReader:public String readLine(): 读一行笔墨。
  • BufferedWriter:public void newLine(): 写一行行分隔符,由系统属性界说符号。
readLine方法演示,代码如下:
  1. public class BufferedReaderDemo {    public static void main(String[] args) throws IOException {         // 创建流对象        BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("in.txt"));        // 界说字符串,保存读取的一行笔墨        String line  = null;        // 循环读取,读取到最后返回null        while ((line = br.readLine())!=null) {            System.out.print(line);            System.out.println("------");        }        // 开释资源        br.close();    }}
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newLine方法演示,代码如下:
  1. public class BufferedWriterDemo throws IOException {  public static void main(String[] args) throws IOException  {      // 创建流对象      BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("out.txt"));      // 写出数据      bw.write("黑马");      // 写出换行      bw.newLine();      bw.write("程序");      bw.newLine();      bw.write("员");      bw.newLine();      // 开释资源      bw.close();  }}输出效果:黑马程序员
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练习:文本排序

请将文本信息恢复顺序。
  1. 3.侍中、侍郎郭攸之、费祎、董允等,此皆良实,志虑忠纯,是以先帝简拔以遗陛下。愚以为宫中之事,事无大小,悉以咨之,然后施行,必得裨补阙漏,有所广益。8.愿陛下托臣以讨贼兴复之效,不效,则治臣之罪,以告先帝之灵。若无兴德之言,则责攸之、祎、允等之慢,以彰其咎;陛下亦宜自谋,以咨诹善道,察纳雅言,深追先帝遗诏,臣不胜受恩感激。4.将军向宠,性行淑均,晓畅军事,试用之于昔日,先帝称之曰能,是以众议举宠为督。愚以为营中之事,悉以咨之,必能使行阵和睦,优劣得所。2.宫中府中,俱为一体,陟罚臧否,不宜异同。如有作奸犯科及为忠善者,宜付有司论其刑赏,以昭陛下平明之理,不宜偏私,使表里异法也。1.先帝创业未半而中道崩殂,今天下三分,益州疲弊,此诚危急存亡之秋也。然侍卫之臣不懈于内,忠志之士忘身于外者,盖追先帝之殊遇,欲报之于陛下也。诚宜开张圣听,以光先帝遗德,恢弘志士之气,不宜妄自菲薄,引喻失义,以塞忠谏之路也。9.今当远离,临表涕零,不知所言。6.臣本布衣,躬耕于南阳,苟全性命于乱世,不求闻达于诸侯。先帝不以臣卑鄙,猥自枉屈,三顾臣于草庐之中,咨臣以当世之事,由是感激,遂许先帝以驱驰。后值倾覆,受任于败军之际,奉命于危难之间,尔来二十有一年矣。7.先帝知臣谨慎,故临崩寄臣以大事也。受命以来,夙夜忧叹,恐付托不效,以伤先帝之明,故五月渡泸,深入不毛。今南方已定,兵甲已足,当奖率三军,北定中原,庶竭驽钝,攘除奸凶,兴复汉室,还于旧都。此臣以是报先帝而忠陛下之职分也。至于斟酌损益,进尽警告,则攸之、祎、允之任也。5.亲贤臣,远小人,此先汉以是兴隆也;亲小人,远贤臣,以后汉以是倾颓也。先帝在时,每与臣论此事,未尝不叹息痛恨于桓、灵也。侍中、尚书、长史、参军,此悉贞良死节之臣,愿陛下亲之信之,则汉室之隆,可计日而待也。
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案例分析


  • 逐行读取文本信息。
  • 剖析文本信息到集合中。
  • 遍历集合,按顺序,写出文本信息。
案例实现
  1. public class BufferedTest {    public static void main(String[] args) throws IOException {        // 创建map集合,保存文本数据,键为序号,值为笔墨        HashMap lineMap = new HashMap();        // 创建流对象        BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("in.txt"));        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("out.txt"));        // 读取数据        String line  = null;        while ((line = br.readLine())!=null) {            // 剖析文本            String[] split = line.split("\\.");            // 保存到集合            lineMap.put(split[0],split[1]);        }        // 开释资源        br.close();        // 遍历map集合        for (int i = 1; i 字符(能看懂的)</p>
  2. [list]
  3. [*][b]字符编码Character Encoding[/b] : 就是一套自然语言的字符与二进制数之间的对应规则。
  4. 编码表:生存中笔墨和计算机中二进制的对应规则
  5. [/list][size=3]字符集[/size]
  6. [list]
  7. [*][b]字符集 Charset[/b]:也叫编码表。是一个系统支持的全部字符的集合,包括各国家笔墨、标点符号、图形符号、数字等。
  8. [/list]计算机要准确的存储和识别各种字符集符号,须要进行字符编码,一套字符集一定至少有一套字符编码。常见字符集有ASCII字符集、GBK字符集、Unicode字符集等。
  9. 可见,当指定了[b]编码[/b],它所对应的[b]字符集[/b]自然就指定了,以是[b]编码[/b]才是我们最终要关心的。
  10. [list]
  11. [*][b]ASCII字符集[/b] :
  12. [list]
  13. [*]ASCII(American Standard Code for Information Interchange,美国信息交换尺度代码)是基于拉丁字母的一套电脑编码系统,用于显示现代英语,主要包括控制字符(回车键、退格、换行键等)和可显示字符(英文大小写字符、阿拉伯数字和西文符号)。
  14. [*]根本的ASCII字符集,使用7位(bits)表示一个字符,共128字符。ASCII的扩展字符集使用8位(bits)表示一个字符,共256字符,方便支持欧洲常用字符。
  15. [/list]
  16. [*][b]ISO-8859-1字符集[/b]:
  17. [list]
  18. [*]拉丁码表,别名Latin-1,用于显示欧洲使用的语言,包括荷兰、丹麦、德语、意大利语、西班牙语等。
  19. [*]ISO-8859-1使用单字节编码,兼容ASCII编码。
  20. [/list]
  21. [*][b]GBxxx字符集[/b]:
  22. [list]
  23. [*]GB就是国标的意思,是为了显示中文而设计的一套字符集。
  24. [*][b]GB2312[/b]:简体中文码表。一个小于127的字符的意义与原来相同。但两个大于127的字符连在一起时,就表示一个汉字,这样大约可以组合了包罗7000多个简体汉字,此外数学符号、罗马希腊的字母、日文的假名们都编进去了,连在ASCII里本来就有的数字、标点、字母都统统重新编了两个字节长的编码,这就是常说的"全角"字符,而原来在127号以下的那些就叫"半角"字符了。
  25. [*][b]GBK[/b]:最常用的中文码表。是在GB2312尺度底子上的扩展规范,使用了双字节编码方案,共收录了21003个汉字,完全兼容GB2312尺度,同时支持繁体汉字以及日韩汉字等。
  26. [*][b]GB18030[/b]:最新的中文码表。收录汉字70244个,采用多字节编码,每个字可以由1个、2个或4个字节组成。支持中国国内少数民族的笔墨,同时支持繁体汉字以及日韩汉字等。
  27. [/list]
  28. [*][b]Unicode字符集[/b] :
  29. [list]
  30. [*]Unicode编码系统为表达任意语言的任意字符而设计,是业界的一种尺度,也称为统一码、尺度万国码。
  31. [*]它最多使用4个字节的数字来表达每个字母、符号,或者笔墨。有三种编码方案,UTF-8、UTF-16和UTF-32。最为常用的UTF-8编码。
  32. [*]UTF-8编码,可以用来表示Unicode尺度中任何字符,它是电子邮件、网页及其他存储或传送笔墨的应用中,优先采用的编码。互联网工程工作小组(IETF)要责备部互联网协议都必须支持UTF-8编码。以是,我们开辟Web应用,也要使用UTF-8编码。它使用一至四个字节为每个字符编码,编码规则:[list=1]
  33. [*]128个US-ASCII字符,只需一个字节编码。
  34. [*]拉丁文等字符,须要二个字节编码。
  35. [*]大部门常用字(含中文),使用三个字节编码。
  36. [*]其他极少使用的Unicode辅助字符,使用四字节编码。
  37. [/list]
  38. [/list]
  39. [/list][size=4]编码引出的题目[/size]
  40. 在IDEA中,使用FileReader 读取项目中的文本文件。由于IDEA的设置,都是默认的UTF-8编码,以是没有任何题目。但是,当读取Windows系统中创建的文本文件时,由于Windows系统的默认是GBK编码,就会出现乱码。
  41. [code]public class ReaderDemo {    public static void main(String[] args) throws IOException {        FileReader fileReader = new FileReader("E:\\File_GBK.txt");        int read;        while ((read = fileReader.read()) != -1) {            System.out.print((char)read);        }        fileReader.close();    }}输出效果:
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那么如何读取GBK编码的文件呢?
InputStreamReader类

转换流java.io.InputStreamReader,是Reader的子类,是从字节流到字符流的桥梁。它读取字节,并使用指定的字符集将其解码为字符。它的字符集可以由名称指定,也可以担当平台的默认字符集。
构造方法


  • InputStreamReader(InputStream in): 创建一个使用默认字符集的字符流。
  • InputStreamReader(InputStream in, String charsetName): 创建一个指定字符集的字符流。
构造举例,代码如下:
  1. InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream("in.txt"));InputStreamReader isr2 = new InputStreamReader(new FileInputStream("in.txt") , "GBK");
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指定编码读取
  1. public class ReaderDemo2 {    public static void main(String[] args) throws IOException {        // 界说文件路径,文件为gbk编码        String FileName = "E:\\file_gbk.txt";        // 创建流对象,默认UTF8编码        InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream(FileName));        // 创建流对象,指定GBK编码        InputStreamReader isr2 = new InputStreamReader(new FileInputStream(FileName) , "GBK");        // 界说变量,保存字符        int read;        // 使用默认编码字符流读取,乱码        while ((read = isr.read()) != -1) {            System.out.print((char)read); //         }        isr.close();              // 使用指定编码字符流读取,正常剖析        while ((read = isr2.read()) != -1) {            System.out.print((char)read);// 大家好        }        isr2.close();    }}
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OutputStreamWriter类

转换流java.io.OutputStreamWriter ,是Writer的子类,是从字符流到字节流的桥梁。使用指定的字符集将字符编码为字节。它的字符集可以由名称指定,也可以担当平台的默认字符集。
构造方法


  • OutputStreamWriter(OutputStream in): 创建一个使用默认字符集的字符流。
  • OutputStreamWriter(OutputStream in, String charsetName): 创建一个指定字符集的字符流。
构造举例,代码如下:
  1. OutputStreamWriter isr = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("out.txt"));OutputStreamWriter isr2 = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("out.txt") , "GBK");
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指定编码写出
  1. public class OutputDemo {    public static void main(String[] args) throws IOException {        // 界说文件路径        String FileName = "E:\\out.txt";        // 创建流对象,默认UTF8编码        OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(FileName));        // 写出数据        osw.write("你好"); // 保存为6个字节        osw.close();                // 界说文件路径        String FileName2 = "E:\\out2.txt";        // 创建流对象,指定GBK编码        OutputStreamWriter osw2 = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(FileName2),"GBK");        // 写出数据        osw2.write("你好");// 保存为4个字节        osw2.close();    }}
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转换流理解图解

转换流是字节与字符间的桥梁!!

转换文件编码

将GBK编码的文本文件,转换为UTF-8编码的文本文件。
案例分析


  • 指定GBK编码的转换流,读取文本文件。
  • 使用UTF-8编码的转换流,写出文本文件。
案例实现
  1. public class TransDemo {   public static void main(String[] args) {              // 1.界说文件路径        String srcFile = "file_gbk.txt";        String destFile = "file_utf8.txt";        // 2.创建流对象        // 2.1 转换输入流,指定GBK编码        InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream(srcFile) , "GBK");        // 2.2 转换输出流,默认utf8编码        OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(destFile));        // 3.读写数据        // 3.1 界说数组        char[] cbuf = new char[1024];        // 3.2 界说长度        int len;        // 3.3 循环读取        while ((len = isr.read(cbuf))!=-1) {            // 循环写出            osw.write(cbuf,0,len);        }        // 4.开释资源        osw.close();        isr.close();    }}
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序列化

概述

Java 提供了一种对象序列化的机制。用一个字节序列可以表示一个对象,该字节序列包罗该对象的数据、对象的范例和对象中存储的属性等信息。字节序列写出到文件之后,相称于文件中持久保存了一个对象的信息。
反之,该字节序列还可以从文件中读取返来,重构对象,对它进行反序列化。对象的数据、对象的范例和对象中存储的数据信息,都可以用来在内存中创建对象。看图理解序列化: !

ObjectOutputStream类

java.io.ObjectOutputStream 类,将Java对象的原始数据范例写出到文件,实现对象的持久存储。
构造方法


  • public ObjectOutputStream(OutputStream out): 创建一个指定OutputStream的ObjectOutputStream。
构造举例,代码如下:
  1. FileOutputStream fileOut = new FileOutputStream("employee.txt");ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(fileOut);
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序列化操纵


  • 一个对象要想序列化,必须满意两个条件:


  • 该类必须实现java.io.Serializable 接口,Serializable 是一个标志接口,不实现此接口的类将不会使任何状态序列化或反序列化,会抛出NotSerializableException 。
  • 该类的全部属性必须是可序列化的。如果有一个属性不须要可序列化的,则该属性必须注明是瞬态的,使用transient 关键字修饰。
  1. public class Employee implements java.io.Serializable {    public String name;    public String address;    public transient int age; // transient瞬态修饰成员,不会被序列化    public void addressCheck() {        System.out.println("Address  check : " + name + " -- " + address);    }}
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2.写出对象方法

  • public final void writeObject (Object obj) : 将指定的对象写出。
  1. public class SerializeDemo{    public static void main(String [] args)   {        Employee e = new Employee();        e.name = "zhangsan";        e.address = "beiqinglu";        e.age = 20;         try {            // 创建序列化流对象          ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("employee.txt"));            // 写出对象            out.writeObject(e);            // 开释资源            out.close();            fileOut.close();            System.out.println("Serialized data is saved"); // 姓名,地址被序列化,年龄没有被序列化。        } catch(IOException i)   {            i.printStackTrace();        }    }}输出效果:Serialized data is saved
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ObjectInputStream类

ObjectInputStream反序列化流,将之前使用ObjectOutputStream序列化的原始数据恢复为对象。
构造方法


  • public ObjectInputStream(InputStream in): 创建一个指定InutStream的ObjectInputStream。
反序列化操纵1

如果能找到一个对象的class文件,我们可以进行反序列化操纵,调用ObjectInputStream读取对象的方法:

  • public final Object readObject () : 读取一个对象。
  1. public class DeserializeDemo {   public static void main(String [] args)   {        Employee e = null;        try {                    // 创建反序列化流             FileInputStream fileIn = new FileInputStream("employee.txt");             ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(fileIn);             // 读取一个对象             e = (Employee) in.readObject();             // 开释资源             in.close();             fileIn.close();        }catch(IOException i) {             // 捕获其他异常             i.printStackTrace();             return;        }catch(ClassNotFoundException c)  {            // 捕获类找不到异常             System.out.println("Employee class not found");             c.printStackTrace();             return;        }        // 无异常,直接打印输出        System.out.println("Name: " + e.name);  // zhangsan        System.out.println("Address: " + e.address); // beiqinglu        System.out.println("age: " + e.age); // 0    }}
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对于JVM可以反序列化对象,它必须是能够找到class文件的类。如果找不到该类的class文件,则抛出一个 ClassNotFoundException 异常。
反序列化操纵2

另外,当JVM反序列化对象时,能找到class文件,但是class文件在序列化对象之后发生了修改,那么反序列化操纵也会失败,抛出一个InvalidClassException异常。发生这个异常的原因如下:

  • 该类的序列版本号与从流中读取的类描述符的版本号不匹配
  • 该类包罗未知数据范例
  • 该类没有可访问的无参数构造方法
Serializable 接口给须要序列化的类,提供了一个序列版本号。serialVersionUID 该版本号的目标在于验证序列化的对象和对应类是否版本匹配。
  1. public class Employee implements java.io.Serializable {     // 参加序列版本号     private static final long serialVersionUID = 1L;     public String name;     public String address;     // 添加新的属性 ,重新编译, 可以反序列化,该属性赋为默认值.     public int eid;      public void addressCheck() {         System.out.println("Address  check : " + name + " -- " + address);     }}
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练习:序列化集合


  • 将存有多个自界说对象的集合序列化操纵,保存到list.txt文件中。
  • 反序列化list.txt ,并遍历集合,打印对象信息。
案例分析


  • 把若干门生对象 ,保存到集合中。
  • 把集合序列化。
  • 反序列化读取时,只须要读取一次,转换为集合范例。
  • 遍历集合,可以打印全部的门生信息
案例实现
  1. public class SerTest {    public static void main(String[] args) throws Exception {        // 创建 门生对象        Student student = new Student("老王", "laow");        Student student2 = new Student("老张", "laoz");        Student student3 = new Student("老李", "laol");        ArrayList arrayList = new ArrayList();        arrayList.add(student);        arrayList.add(student2);        arrayList.add(student3);        // 序列化操纵        // serializ(arrayList);                // 反序列化          ObjectInputStream ois  = new ObjectInputStream(new FileInputStream("list.txt"));        // 读取对象,强转为ArrayList范例        ArrayList list  = (ArrayList)ois.readObject();                for (int i = 0; i < list.size(); i++ ){            Student s = list.get(i);            System.out.println(s.getName()+"--"+ s.getPwd());        }    }    private static void serializ(ArrayList arrayList) throws Exception {        // 创建 序列化流         ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("list.txt"));        // 写出对象        oos.writeObject(arrayList);        // 开释资源        oos.close();    }}
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打印流

概述

平常我们在控制台打印输出,是调用print方法和println方法完成的,这两个方法都来自于java.io.PrintStream类,该类能够方便地打印各种数据范例的值,是一种便捷的输出方式。
PrintStream类

构造方法


  • public PrintStream(String fileName): 使用指定的文件名创建一个新的打印流。
构造举例,代码如下:
  1. PrintStream ps = new PrintStream("ps.txt");
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改变打印流向

System.out就是PrintStream范例的,只不过它的流向是系统规定的,打印在控制台上。不过,既然是流对象,我们就可以玩一个"小把戏",改变它的流向。
  1. public class PrintDemo {    public static void main(String[] args) throws IOException {        // 调用系统的打印流,控制台直接输出97        System.out.println(97);              // 创建打印流,指定文件的名称        PrintStream ps = new PrintStream("ps.txt");                // 设置系统的打印流流向,输出到ps.txt        System.setOut(ps);        // 调用系统的打印流,ps.txt中输出97        System.out.println(97);    }}
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