第 21 节 IO高级应用

缓冲输入流

缓冲输入流是在开发之中，也会经常被使用到的工具类，其目的是解决数据的乱码问题。

现在最直观的问题就是System.in所带来的问题。

如果要进行中文数据的处理那么就会使用到字符流，如果想要完整的处理数据，那么一定需要一个缓冲区。对于缓冲区的操作有两种流：

  • 字符缓冲流：BufferedReader、BufferWriter；

  • 字节换成流：BufferedInputStream、BufferedOutputStream；

在给出的缓冲区数据输入流上有两个，其中最为重要的就是BufferedReader，因为在BufferedReader类里面提供有一个重要的读取方法：public String readLine() throws IOException，读取一行数据，以分隔符（"\n"）为界。

下面来观察BufferedReader类的继承结构以及构造方法；

  • java.lang.Object

    • java.io.Reader

      • java.io.BufferedReader

Constructor：public BufferedReader(Reader in)

但是此时如果要想使用BufferedReader类来处理System.in就比较麻烦了，因为System.in是InputStream类。在之前学习过一个类：InputStreamReader。

范例： 键盘输入数据的标准格式

package com.alpha;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
public class MainClass { 
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		// System.in是InputStream类对象
		// BufferedReader的构造方法接收Reader类对象
		// 利用InputStreamReader将字符流变为字节流
		BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
		System.out.print("请输入数据：");
		String str = br.readLine(); // 以回车作为换行
		System.out.println("输入的内容：" + str);
	}
}

此时输入的数据没有长度限制，并且返回的还是String型数据，那么这样就可以实现键盘的输入，但是这种操作一般意义不大。

使用BufferedReader是因为他可以实现字符串数据的接收，所以现在可以实现基于正则的判断。

范例： 判断输入内容

package com.alpha;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
public class MainClass { 
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
		boolean flag = true;
		while (flag) {
			System.out.print("请输入年龄：");
			String str = br.readLine();
			if (str.matches("\\d{1,3}")) { // 输入的数据由数字组成
				System.out.println("年龄是：" + Integer.parseInt(str));
				flag = false;
			} else {
				System.out.println("年龄输入错误");
			}
		}
	}
}

正式因为此处可以使用正则进行操作验证，所以在开发的过程中，最方便的是能够接收String类型的数据。

除了可以接受输入信息之外，也可以利用缓冲区进行文件的读取。

package com.alpha;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.File;
import java.io.FileReader;
public class MainClass { 
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		File file = new File("d:" + File.separator + "my.txt");
		BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader(file));
		String str = null;
		while ((str = br.readLine()) != null) {
			System.out.println(str);
		}
		br.close();
	}
}

与直接使用InputStream（Reader）类相比，使用BufferedReader在进行文件信息读取的时候会更加的方便。

总结

读取数据不再直接使用InoutStream，就好比输出不再使用OutputStream一样。

Scanner

  • Scanner类的主要特点以及操作形式；

  • 利用Scanner解决输入流的操作。

如果要改进输出功能不足体用有打印流，随后又利用了BufferedReader解决了大文本数据的读取操作，但是BufferedReader类有两个问题：

  • 它读取数据的时候只能够按照字符串返回：public String readLine() throws IOException；

  • 所有的分隔符都是固定的。

在JDK1.5后提供有体格java.util.Scanner的类，这个类专门负责解决所有输入流的操作问题。

构造方法：public Scanner(InputStream source)，接收有一个InputStream类对象，表示的是由外部设置输入的位置。

在Scanner类里面定义了一下的两组方法：

  • 判断是否有指定数据：public boolean hasNext()；

  • 取出数据：public String next()。

范例： 以键盘输入数据为例

package com.alpha;
import java.util.Scanner;
public class MainClass { 
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		Scanner scan = new Scanner(System.in);
		System.out.print("请输入内容：");
		if (scan.hasNext()) { // 现在有输入数据
			System.out.println("输入内容：" + scan.next());
		}
		scan.close();
	}
}

Scanner与BufferedReader类的操作相比，Scanner更加的容易，并且操作更为直观。

但是需要提醒的是，如果输入的是字符串，是否存在有hasNext()方法意义不大。但是如果是其他的数据类型，hasNext()就有意义了，为了保持操作的统一性，不管输入的是什么类型都要有hasNext()方法。

范例： 输入一个数字 —— double

package com.alpha;
import java.util.Scanner;
public class MainClass { 
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		Scanner scan = new Scanner(System.in);
		System.out.print("请输入成绩：");
		if (scan.hasNextDouble()) {
			double score = scan.nextDouble();
			System.out.println("输入内容：" + score);
		} else {
			System.out.println("输入的不是数字");
		}
		scan.close();
	}
}

除了以上支持的各种可行外，也可以在Scanner输入数据的时候设置正则验证。

范例： 正则验证

package com.alpha;
import java.util.Scanner;
public class MainClass { 
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		Scanner scan = new Scanner(System.in);
		System.out.print("请输入生日：");
		if (scan.hasNext("\\d{4}-\\d{2}-\\d{2}")) {
			String bir = scan.next("\\d{4}-\\d{2}-\\d{2}");
			System.out.println("输入内容：" + bir);
		} else {
			System.out.println("输入的格式错误");
		}
		scan.close();
	}
}

在Scanner类的构造里面由于接受的类型是InputStream，所以此时依然可以设置一个文件的数据流，但是在进行文件读取的时候需要考虑到分隔符问题：public Scanner useDelimiter(String pattern)。

package com.alpha;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.util.Scanner;
public class MainClass { 
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		Scanner scan = new Scanner(new FileInputStream(new File("d:" + File.separator + "my.txt")));
		scan.useDelimiter("\r\n"); // 设置换行符
		while (scan.hasNext()) {
			System.out.println(scan.next());
		}
		scan.close();
	}
}

关于\r、\n的一些冷知识

  • \r = CR (Carriage Return) // moves the cursor to the beginning of the line without advancing to the next line. -Used as a new line character in Mac OS before X

  • \n = LF (Line Feed) // moves the cursor down to the next line without returning to the beginning of the line. -Used as a new line character in Unix/Mac OS X

  • \r\n = CR + LF // a combination of \r and \n. -Used as a new line character in Windows

在计算机还没有出现之前，有一种叫做电传打字机（Teletype Model 33）的玩意，每秒钟可以打10个字符。但是它有一个问题，就是打完一行换行的时候，要用去0.2秒，正好可以打两个字符。要是在这0.2秒里面，又有新的字符传过来，那么这个字符将丢失。

于是，研制人员想了个办法解决这个问题，就是在每行后面加两个表示结束的字符。一个叫做“回车”，告诉打字机把打印头定位在左边界；另一个叫做“换行”，告诉打字机把纸向下移一行。

这就是“换行”和“回车”的来历，从它们的英语名字上也可以看出一二。

后来，计算机发明了，这两个概念也就被般到了计算机上。那时，存储器很贵，一些科学家认为在每行结尾加两个字符太浪费了，加一个就可以。于是，就出现了分歧。

  • Unix系统里，每行结尾只有“<换行>”，即“\n”；

  • Windows系统里面，每行结尾是“<回车><换行>”，即“\r\n”；

  • Mac系统里，每行结尾是“<回车>”，即“\r”。

一个直接后果是，Unix/Mac系统下的文件在Windows里打开的话，所有文字会变成一行；而Windows里的文件在Unix/Mac下打开的话，在每行的结尾可能会多出一个^M符号。

现在使用Scanner读取数据的时候综合来讲的确要比BufferedReader简单一些，所以在以后的开发之中，程序输出数据使用打印流，输入数据使用扫描流。

总结

  • InputStream类的功能不足被Scanner替代了。

  • Reader类的功能不足被BufferedReader替代了。

  • OutputStream类的功能不足被PrintStream替代了。

  • Writer类的功能不足被PrintWriter替代了。

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