Java.io包几乎包含了所有操作输入、输出需要的类。所有这些流类代表了输入源和输出目标。 Java.io包中的流支持很多种格式，比如：基本类型、对象、本地化字符集等等。 一个流可以理解为一个数据的序列。输入流表示从一个源读取数据，输出流表示向一个目标写数据。 Java为I/O提供了强大的而灵活的支持，使其更广泛地应用到文件传输和网络编程中。
读取控制台输入
Java的控制台输入由System.in完成。 为了获得一个绑定到控制台的字符流，可以把System.in包装在一个BufferedReader 对象中来创建一个字符流。 下面是创建BufferedReader的基本语法：
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
BufferedReader对象创建后，我们便可以使用read()方法从控制台读取一个字符，或者用readLine()方法读取一个字符串
从控制台读取多字符输入
从BufferedReader对象读取一个字符要使用read()方法，它的语法如下：
int read( ) throws IOException
每次调用read()方法，它从输入流读取一个字符并把该字符作为整数值返回。 当流结束的时候返回-1。该方法抛出IOException。 下面的程序示范了用read()方法从控制台不断读取字符直到用户输入”q”
// 使用 BufferedReader 在控制台读取字符
import java.io.*;
public class BRRead {
public static void main(String args[]) throws IOException
{
char c;
// 使用 System.in 创建 BufferedReader
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
System.out.println("Enter characters, 'q' to quit.");
// 读取字符
do {
c = (char) br.read();
System.out.println(c);
} while(c != 'q');
}
}
以上运行结果如下：
Enter characters, ‘q’ to quit. 123abcq 1 2 3 a b c q
从控制台读取字符串
从标准输入读取一个字符串需要使用BufferedReader的readLine()方法。 它的一般格式是：
String readLine( ) throws IOException
下面的程序读取和显示字符行直到你输入了单词”end”：
// 使用 BufferedReader 在控制台读取字符
import java.io.*;
public class BRReadLines {
public static void main(String args[]) throws IOException
{
// 使用 System.in 创建 BufferedReader
BufferedReader br = new BufferedReader(new
InputStreamReader(System.in));
String str;
System.out.println("Enter lines of text.");
System.out.println("Enter 'end' to quit.");
do {
str = br.readLine();
System.out.println(str);
} while(!str.equals("end"));
}
}
以上运行结果如下：
Enter lines of text. Enter ‘end’ to quit. This is line one This is line one This is line two This is line two end end
JDK 5 后的版本我们也可以使用 Java Scanner 类来获取控制台的输入
控制台输出
控制台的输出由 print( ) 和println( )完成。这些方法都由类PrintStream 定义，System.out是该类对象的一个引用。 PrintStream 继承了OutputStream类，并且实现了方法write()。这样，write()也可以用来往控制台写操作。
PrintStream 定义write()的最简单格式如下所示：
void write(int byteval)
该方法将byteval的低八位字节写到流中。
实例 下面的例子用write()把字符”A”和紧跟着的换行符输出到屏幕：
import java.io.*;
// 演示 System.out.write().
public class WriteDemo {
public static void main(String args[]) {
int b;
b = 'A';
System.out.write(b);
System.out.write('\n');
}
}
运行以上实例在输出窗口输出”A”字符：
A
注意：write()方法不经常使用，因为print()和println()方法用起来更为方便。
读写文件
如前所述，一个流被定义为一个数据序列。输入流用于从源读取数据，输出流用于向目标写数据。 下图是一个描述输入流和输出流的类层次图：
下面将要讨论的两个重要的流是FileInputStream 和FileOutputStream：
FileInputStream
该流用于从文件读取数据，它的对象可以用关键字new来创建。 有多种构造方法可用来创建对象。 可以使用字符串类型的文件名来创建一个输入流对象来读取文件：
InputStream f = new FileInputStream(“C:/java/hello”);
也可以使用一个文件对象来创建一个输入流对象来读取文件。我们首先得使用File()方法来创建一个文件对象：
File f = new File(“C:/java/hello”); InputStream f = new FileInputStream(f);
创建了InputStream对象，就可以使用下面的方法来读取流或者进行其他的流操作：
public void close() throws IOException{}
关闭此文件输入流并释放与此流有关的所有系统资源。抛出IOException异常。
protected void finalize()throws IOException {}
这个方法清除与该文件的连接。确保在不再引用文件输入流时调用其 close 方法。抛出IOException异常。
public int read(int r)throws IOException{}
这个方法从InputStream对象读取指定字节的数据。返回为整数值。返回下一字节数据，如果已经到结尾则返回-1。
public int read(byte[] r) throws IOException{}
这个方法从输入流读取r.length长度的字节。返回读取的字节数。如果是文件结尾则返回-1。
public int available() throws IOException{}
返回下一次对此输入流调用的方法可以不受阻塞地从此输入流读取的字节数。返回一个整数值。
FileOutputStream
该类用来创建一个文件并向文件中写数据。 如果该流在打开文件进行输出前，目标文件不存在，那么该流会创建该文件。 有两个构造方法可以用来创建FileOutputStream 对象。
使用字符串类型的文件名来创建一个输出流对象：
OutputStream f = new FileOutputStream(“C:/java/hello”)
也可以使用一个文件对象来创建一个输出流来写文件。我们首先得使用File()方法来创建一个文件对象：
File f = new File(“C:/java/hello”); OutputStream f = new FileOutputStream(f);
创建OutputStream 对象完成后，就可以使用下面的方法来写入流或者进行其他的流操作：
public void close() throws IOException{}
关闭此文件输入流并释放与此流有关的所有系统资源。抛出IOException异常。
protected void finalize()throws IOException {}
这个方法清除与该文件的连接。确保在不再引用文件输入流时调用其 close 方法。抛出IOException异常。
public void write(int w)throws IOException{}
这个方法把指定的字节写到输出流中。
public void write(byte[] w)
把指定数组中w.length长度的字节写到OutputStream中。
实例 下面是一个演示InputStream和OutputStream用法的例子：
import java.io.*;
public class fileStreamTest{
public static void main(String args[]){
try{
byte bWrite [] = {11,21,3,40,5};
OutputStream os = new FileOutputStream("test.txt");
for(int x=0; x < bWrite.length ; x++){
os.write( bWrite[x] ); // writes the bytes
}
os.close();
InputStream is = new FileInputStream("test.txt");
int size = is.available();
for(int i=0; i< size; i++){
System.out.print((char)is.read() + " ");
}
is.close();
}catch(IOException e){
System.out.print("Exception");
}
}
}
上面的程序首先创建文件test.txt，并把给定的数字以二进制形式写进该文件，同时输出到控制台上。 以上代码由于是二进制写入，可能存在乱码，可以使用以下代码实例来解决乱码问题：
//文件名 :fileStreamTest2.java
import java.io.*;
public class fileStreamTest2{
public static void main(String[] args) throws IOException {
File f = new File("a.txt");
FileOutputStream fop = new FileOutputStream(f);
// 构建FileOutputStream对象,文件不存在会自动新建
OutputStreamWriter writer = new OutputStreamWriter(fop, "UTF-8");
// 构建OutputStreamWriter对象,参数可以指定编码,默认为操作系统默认编码,windows上是gbk
writer.append("中文输入");
// 写入到缓冲区
writer.append("\r\n");
//换行
writer.append("English");
// 刷新缓存冲,写入到文件,如果下面已经没有写入的内容了,直接close也会写入
writer.close();
//关闭写入流,同时会把缓冲区内容写入文件,所以上面的注释掉
fop.close();
// 关闭输出流,释放系统资源
FileInputStream fip = new FileInputStream(f);
// 构建FileInputStream对象
InputStreamReader reader = new InputStreamReader(fip, "UTF-8");
// 构建InputStreamReader对象,编码与写入相同
StringBuffer sb = new StringBuffer();
while (reader.ready()) {
sb.append((char) reader.read());
// 转成char加到StringBuffer对象中
}
System.out.println(sb.toString());
reader.close();
// 关闭读取流
fip.close();
// 关闭输入流,释放系统资源
}
}
Java序列化
Java 提供了一种对象序列化的机制，该机制中，一个对象可以被表示为一个字节序列，该字节序列包括该对象的数据、有关对象的类型的信息和存储在对象中数据的类型。将序列化对象写入文件之后，可以从文件中读取出来，并且对它进行反序列化，也就是说，对象的类型信息、对象的数据，还有对象中的数据类型可以用来在内存中新建对象。整个过程都是Java虚拟机(JVM)独立的，也就是说，在一个平台上序列化的对象可以在另一个完全不同的平台上反序列化该对象。类ObjectInputStream 和ObjectOutputStream是高层次的数据流，它们包含序列化和反序列化对象的方法。
ObjectOutputStream 类包含很多写方法来写各种数据类型，但是一个特别的方法例外：
public final void writeObject(Object x) throws IOException
上面的方法序列化一个对象，并将它发送到输出流。相似的ObjectInputStream 类包含如下反序列化一个对象的方法：
public final Object readObject() throws IOException,ClassNotFoundException
该方法从流中取出下一个对象，并将对象反序列化。它的返回值为Object，因此，需要将它转换成合适的数据类型。 为了演示序列化在Java中是怎样工作的，假设我们定义了如下的Employee类，该类实现了Serializable 接口:
public class Employee implements java.io.Serializable
{
public String name;
public String address;
public transient int SSN;
public int number;
public void mailCheck()
{
System.out.println("Mailing a check to " + name
+ " " + address);
}
}
请注意，一个类的对象要想序列化成功，必须满足两个条件：
该类必须实现 java.io.Serializable 对象。该类的所有属性必须是可序列化的。如果有一个属性不是可序列化的，则该属性必须注明是短暂的。
检验一个类的实例是否能序列化十分简单， 只需要查看该类有没有实现java.io.Serializable接口。
序列化对象
ObjectOutputStream 类用来序列化一个对象，如下的SerializeDemo例子实例化了一个Employee对象，并将该对象序列化到一个文件中。 该程序执行后，就创建了一个名为employee.ser文件。该程序没有任何输出，但是可以通过代码研读来理解程序的作用。 注意： 当序列化一个对象到文件时， 按照Java的标准约定是给文件一个.ser扩展名。
import java.io.*;
public class SerializeDemo
{
public static void main(String [] args)
{
Employee e = new Employee();
e.name = "Reyan Ali";
e.address = "Phokka Kuan, Ambehta Peer";
e.SSN = 11122333;
e.number = 101;
try
{
FileOutputStream fileOut =
new FileOutputStream("/tmp/employee.ser");
ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(fileOut);
out.writeObject(e);
out.close();
fileOut.close();
System.out.printf("Serialized data is saved in /tmp/employee.ser");
}catch(IOException i)
{
i.printStackTrace();
}
}
}
反序列化对象
下面的DeserializeDemo程序实例了反序列化，/tmp/employee.ser存储了Employee对象：
import java.io.*;
public class DeserializeDemo
{
public static void main(String [] args)
{
Employee e = null;
try
{
FileInputStream fileIn = new FileInputStream("/tmp/employee.ser");
ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(fileIn);
e = (Employee) in.readObject();
in.close();
fileIn.close();
}catch(IOException i)
{
i.printStackTrace();
return;
}catch(ClassNotFoundException c)
{
System.out.println("Employee class not found");
c.printStackTrace();
return;
}
System.out.println("Deserialized Employee...");
System.out.println("Name: " + e.name);
System.out.println("Address: " + e.address);
System.out.println("SSN: " + e.SSN);
System.out.println("Number: " + e.number);
}
}
以上运行结果如下：
Deserialized Employee… Name: Reyan Ali Address:Phokka Kuan, Ambehta Peer SSN: 0 Number:101
这里要注意以下要点：
readObject() 方法中的try/catch代码块尝试捕获 ClassNotFoundException异常。对于JVM可以反序列化对象，它必须是能够找到字节码的类。如果JVM在反序列化对象的过程中找不到该类，则抛出一个 ClassNotFoundException异常。 注意，readObject()方法的返回值被转化成Employee引用。 当对象被序列化时，属性SSN的值为111222333，但是因为该属性是短暂的，该值没有被发送到输出流。所以反序列化后Employee对象的SSN属性为0
Java异常处理
异常是程序中的一些错误，但并不是所有的错误都是异常，并且错误有时候是可以避免的。 比如说，你的代码少了一个分号，那么运行出来结果是提示是错误java.lang.Error；如果你用System.out.println(11/0)，那么你是因为你用0做了除数，会抛出java.lang.ArithmeticException的异常。 异常发生的原因有很多，通常包含以下几大类：
用户输入了非法数据要打开的文件不存在网络通信时连接中断，或者JVM内存溢出
这些异常有的是因为用户错误引起，有的是程序错误引起的，还有其它一些是因为物理错误引起的。- 要理解Java异常处理是如何工作的，你需要掌握以下三种类型的异常：
检查性异常：最具代表的检查性异常是用户错误或问题引起的异常，这是程序员无法预见的。例如要打开一个不存在文件时，一个异常就发生了，这些异常在编译时不能被简单地忽略运行时异常： 运行时异常是可能被程序员避免的异常。与检查性异常相反，运行时异常可以在编译时被忽略错误： 错误不是异常，而是脱离程序员控制的问题。错误在代码中通常被忽略。例如，当栈溢出时，一个错误就发生了，它们在编译也检查不到的
Exception类的层次
所有的异常类是从java.lang.Exception类继承的子类。 Exception类是Throwable类的子类。除了Exception类外，Throwable还有一个子类Error 。 Java程序通常不捕获错误。错误一般发生在严重故障时，它们在Java程序处理的范畴之外。 Error用来指示运行时环境发生的错误。
例如，JVM内存溢出。一般地，程序不会从错误中恢复。 异常类有两个主要的子类：IOException类和RuntimeException类。
捕获异常
使用try和catch关键字可以捕获异常。try/catch代码块放在异常可能发生的地方。 try/catch代码块中的代码称为保护代码，使用 try/catch的语法如下：
try
{
// 程序代码
}catch(ExceptionName e1)
{
//Catch 块
}
Catch语句包含要捕获异常类型的声明。当保护代码块中发生一个异常时，try后面的catch块就会被检查。 如果发生的异常包含在catch块中，异常会被传递到该catch块，这和传递一个参数到方法是一样。
实例 下面的例子中声明有两个元素的一个数组，当代码试图访问数组的第三个元素的时候就会抛出一个异常：
// 文件名 : ExcepTest.java
import java.io.*;
public class ExcepTest{
public static void main(String args[]){
try{
int a[] = new int[2];
System.out.println("Access element three :" + a[3]);
}catch(ArrayIndexOutOfBoundsException e){
System.out.println("Exception thrown :" + e);
}
System.out.println("Out of the block");
}
}
以上运行结果如下：
Exception thrown :java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 3 Out of the block
多重捕获块
一个try代码块后面跟随多个catch代码块的情况就叫多重捕获。 多重捕获块的语法如下所示：
try{
// 程序代码
}catch(异常类型1 异常的变量名1){
// 程序代码
}catch(异常类型2 异常的变量名2){
// 程序代码
}catch(异常类型2 异常的变量名2){
// 程序代码
}
上面的代码段包含了3个catch块。 可以在try语句后面添加任意数量的catch块。 如果保护代码中发生异常，异常被抛给第一个catch块。 如果抛出异常的数据类型与ExceptionType1匹配，它在这里就会被捕获。 如果不匹配，它会被传递给第二个catch块。 如此，直到异常被捕获或者通过所有的catch块。(与C++一样)
实例 该实例展示了怎么使用多重try/catch：
try
{
file = new FileInputStream(fileName);
x = (byte) file.read();
}catch(IOException i)
{
i.printStackTrace();
return -1;
}catch(FileNotFoundException f) //Not valid!
{
f.printStackTrace();
return -1;
}
throws/throw关键字：
如果一个方法没有捕获一个检查性异常，那么该方法必须使用throws 关键字来声明。throws关键字放在方法签名的尾部。 也可以使用throw关键字抛出一个异常，无论它是新实例化的还是刚捕获到的。 下面方法的声明抛出一个RemoteException异常：
import java.io.*;
public class className
{
public void deposit(double amount) throws RemoteException
{
// Method implementation
throw new RemoteException();
}
//Remainder of class definition
}
一个方法可以声明抛出多个异常，多个异常之间用逗号隔开。 例如，下面的方法声明抛出RemoteException和InsufficientFundsException：
import java.io.*;
public class className
{
public void withdraw(double amount) throws RemoteException,
InsufficientFundsException
{
// Method implementation
}
//Remainder of class definition
}
finally关键字
finally关键字用来创建在try代码块后面执行的代码块。 无论是否发生异常，finally代码块中的代码总会被执行。 在finally代码块中，可以运行清理类型等收尾善后性质的语句。
finally代码块出现在catch代码块最后，语法如下：
try{
// 程序代码
}catch(异常类型1 异常的变量名1){
// 程序代码
}catch(异常类型2 异常的变量名2){
// 程序代码
}finally{
// 程序代码
}
实例：
public class ExcepTest{
public static void main(String args[]){
int a[] = new int[2];
try{
System.out.println("Access element three :" + a[3]);
}catch(ArrayIndexOutOfBoundsException e){
System.out.println("Exception thrown :" + e);
}
finally{
a[0] = 6;
System.out.println("First element value: " +a[0]);
System.out.println("The finally statement is executed");
}
}
}
以上运行结果如下：
Exception thrown :java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 3 First element value: 6 The finally statement is executed
注意下面事项：
catch不能独立于try存在。在try/catch后面添加finally块并非强制性要求的。try代码后不能既没catch块也没finally块。try, catch, finally块之间不能添加任何代码。
声明自定义异常
在Java中可以自定义异常。编写自己的异常类时需要记住下面的几点。
所有异常都必须是Throwable的子类。如果希望写一个检查性异常类，则需要继承Exception类。如果想写一个运行时异常类，那么需要继承RuntimeException 类。
可以像下面这样定义自己的异常类：
class MyException extends Exception{ }
只继承Exception 类来创建的异常类是检查性异常类。 下面的InsufficientFundsException类是用户定义的异常类，它继承自Exception。 一个异常类和其它任何类一样，包含有变量和方法。 实例：
// 文件名InsufficientFundsException.java
import java.io.*;
public class InsufficientFundsException extends Exception
{
private double amount;
public InsufficientFundsException(double amount)
{
this.amount = amount;
}
public double getAmount()
{
return amount;
}
}
为了展示如何使用我们自定义的异常类， 在下面的CheckingAccount 类中包含一个withdraw()方法抛出一个InsufficientFundsException异常：
// 文件名称 CheckingAccount.java
import java.io.*;
public class CheckingAccount
{
private double balance;
private int number;
public CheckingAccount(int number)
{
this.number = number;
}
public void deposit(double amount)
{
balance += amount;
}
public void withdraw(double amount) throws
InsufficientFundsException
{
if(amount <= balance)
{
balance -= amount;
}
else
{
double needs = amount - balance;
throw new InsufficientFundsException(needs);
}
}
public double getBalance()
{
return balance;
}
public int getNumber()
{
return number;
}
}
下面的BankDemo程序示范了如何调用CheckingAccount类的deposit() 和withdraw()方法：
//文件名称 BankDemo.java
public class BankDemo
{
public static void main(String [] args)
{
CheckingAccount c = new CheckingAccount(101);
System.out.println("Depositing $500...");
c.deposit(500.00);
try
{
System.out.println("\nWithdrawing $100...");
c.withdraw(100.00);
System.out.println("\nWithdrawing $600...");
c.withdraw(600.00);
}catch(InsufficientFundsException e)
{
System.out.println("Sorry, but you are short $"
+ e.getAmount());
e.printStackTrace();
}
}
}
编译上面三个文件，并运行程序BankDemo，得到结果如下所示：
Depositing $500…
Withdrawing $100…
Withdrawing
600...Sorry,butyouareshort
600... Sorry, but you are short 200.0 InsufficientFundsException at CheckingAccount.withdraw(CheckingAccount.java:25) at BankDemo.main(BankDemo.java:13)
