輸入輸出
學習目標
• 瞭解串流與輸入輸出的關係
• 認識 InputStream 、 OutputStream 繼承架構
• 認識 Reader 、 Writer 繼承架構
• 使用輸入輸出裝飾器類別
串流設計觀念
串流設計觀念
• 從應用程式角度來看，如果要將資料從來源 取出，可以使用輸入串流，如果要將資料寫 入目的地，可以使用輸出串流
• 輸入串流代表物件為
java.io.InputStream 實例，輸出串流
代表物件為 java.io.OutputStream 實例
串流設計觀念
串流設計觀念
• 來源與目的地都不知道的情況下，如何撰寫 程式？
串流設計觀念
• 在不使用 InputStream 與
OutputStream 時，必須使用 close() 方 法關閉串流
• InputStream 與 OutputStream 實作了 java.io.Closeable 介面，其父介面為 java.lang.AutoCloseable 介面，因此 可使用 JDK7 嘗試自動關閉資源語法
串流設計觀念
• 如果要將某個檔案讀入並另存為另一個檔 案 ..
串流設計觀念
• 如果要從 HTTP 伺服器讀取某個網頁，並另 存為檔案 …
串流設計觀念
• 使用 java.net.ServerSocket 接受客戶 端連線的例子：
串流設計觀念
• 將來學到 Servlet ，想將檔案輸出至瀏覽器，
也會有類似的操作：
串流繼承架構
串流繼承架構
串流繼承架構
• 記得 System.in 與 System.out 嗎？分別 是 InputStream 與 PrintStream 的實例
…
• 較少直接操作 InputStream 相關方法，而 是如先前章節使用 java.util.Scanner 包裹 System.in
串流繼承架構
• 可以使用 System 的 setIn() 方法指定 InputStream 實例，指定標準輸入來源
• 將標準輸入指定為 FileInputStream ，可 以讀取指定檔案並顯示在文字模式
串流繼承架構
• 若要將 10.1.1 的 Download 範例改為輸出至 標準輸出，也可以這麼寫：
串流繼承架構
• 標準輸出可以重新導向至檔案，只要執行程 式時使用 > 將輸出結果導向至指定的檔案
• 如果使用 >> 則是附加訊息
串流繼承架構
• 可以使用 System 的 setOut() 方法指定 PrintStream 實例，將結果輸出至指定的 目的地
• 將標準輸出指定至檔案：
串流繼承架構
• System.err 為 PrintSteam 實例，稱之為 標準錯誤輸出串流，用來立即顯示錯誤訊息
• System.out 輸出的訊息可以使用 > 或 >> 重 新導向至檔案，但 System.err 輸出的訊息 一定會顯示在文字模式中，無法重新導向
• 可以使用 System.setErr() 指定
PrintStream ，指定標準錯誤輸出串流
串流繼承架構
• FileInputStream 是 InputStream 的子類，可 以指定檔案名稱建構實例，一旦建構檔案就開啟，
接著就可用來讀取資料
• FileOutputStream 是 OutputStream 的子類
，可以指定檔案名稱建構實例，一旦建構檔案就開 啟，接著就可以用來寫出資料
• 無論是 FileInputStream 或
FileOutputStream ，不使用時都要使用 close() 關閉檔案
串流繼承架構
• FileInputStream 主要實作了
InputStream 的 read() 抽象方法，使之 可從檔案中讀取資料
• FileOutputStream 主要實作了
OutputStream 的 write() 抽象方法，使 之可寫出資料至檔案
串流繼承架構
• FileInputStream 、 FileOutputStrea m 在讀取、寫入檔案時，是以位元組為單位
• 通常會使用一些高階類別加以包裹，進行一 些高階操作，像是 Scanner 與
PrintStream 類別等
串流繼承架構
• ByteArrayInputStream 是
InputStream 的子類，可以指定 byte 陣 列建構實例，一旦建構就可將 byte 陣列當 作資料來源進行讀取
• ByteArrayOutputStream 是
OutputStream 的子類，可以指定 byte 陣 列建構實例，一旦建構將 byte 陣列寫作目 的地寫出資料
串流繼承架構
• ByteArrayInputStream 主要實作了
InputStream 的 read() 抽象方法，使之 可從 byte 陣列中讀取資料
• ByteArrayOutputStream 主要實作了
OutputStream 的 write() 抽象方法，使 之可寫出資料至 byte 陣列
串流處理裝飾器
• InputStream 、 OutputStream 提供串流 基本操作，如果想要為輸入輸出的資料作加 工處理，則可以使用包裹器類別
– 具備緩衝區作用的 BufferedInputStream 、 BufferedOutputStream
– 具備資料轉換處理作用的 DataInputStream
、 DataOutputStream
– 具備物件序列化能力的 ObjectInputStream
、 ObjectOutputStream
串流處理裝飾器
串流處理裝飾器
• 如果傳入 IO.dump() 的是
FileInputStream 、 FileOutputStrea m 實例，每次 read() 時都會要求讀取硬碟
，每次 write() 都會要求寫入硬碟，這會 花費許多時間在硬碟定位上
串流處理裝飾器
• BufferedInputStream 與
BufferedOutputStream 主要於內部提供 緩衝區功能
• 建構
BufferedInputStream 、 BufferedOut putStream 必須提供
InputStream 、 OutputStream 進行包裹
，可以使用預設或自訂緩衝區大小
串流處理裝飾器
串流處理裝飾器
• DataInputStream 、 DataOutputStrea m 提供讀取、寫入 Java 基本資料型的方法
，像是讀寫 int 、 double 、 boolean 等 的方法
串流處理裝飾器
• ObjectInputStream 提供 readObject() 方法 將資料讀入為物件，而 ObjectOutputStream 提 供 writeObject() 方法將物件寫至目的地
• 可以被這兩個方法處理的物件，必須實作
java.io.Serializable 介面，這個介面並沒有 定義任何方法，只是作為標示之用，表示這個物件 是可以序列化的（ Serializable ）
串流處理裝飾器
• 如果在作物件序列化時，物件中某些資料成 員不希望被寫入，則可以標上 transient 關鍵字
Reader 與 Writer 繼承架構
Reader 與 Writer 繼承架構
• 在不使用 Reader 與 Writer 時，必須使用 close() 方法關閉串流，由於 Reader 與 Writer 實作了 Closeable 介面，其父介 面為 AutoCloseable 介面，因此可使用 JDK7 嘗試自動關閉資源語法
Reader 與 Writer 繼承架構
Reader 與 Writer 繼承架構
Reader 與 Writer 繼承架構
• 若要使用 CharUtil.dump() 讀入檔案、轉 為字串並顯示在文字模式中…
Reader 與 Writer 繼承架構
• FileReader 、 FileWriter 可以對檔案 作讀取與寫入，讀取或寫入時預設會使用作 業系統預設編碼來作字元轉換
• 在啟動 JVM 時，可指定 - Dfile.encoding 來指定
FileReader 、 FileWriter 所使用的編 碼
Reader 與 Writer 繼承架構
• FileReader 、 FileWriter 沒有可以指 定編碼的方法
• 如果在程式執行過程中想要指定編碼，則必 須使用
InpuStreamReader 、 OutputStreamWr iter
字元處理裝飾器
• 想要將位元組資料轉換為對應的編碼字元，
可以使用
InputStreamReader 、 OutputStreamW riter 對串流資料資料包裹
• 在建立 InputStreamReader 與
OutputStreamWriter 時，可以指定編碼
，如果沒有指定編碼，則以 JVM 啟動時所獲 取的預設編碼來作字元轉換
字元處理裝飾器
字元處理裝飾器
• 想以 UTF-8 處理字元資料，例如讀取 UTF-8 的 Main.java 文字檔案，並另存為 UTF-8 的 Main.txt 文字檔案 …
字元處理裝飾器
• BufferedReader 、 BufferedWriter 可 對 Reader 、 Writer 提供緩衝區作用
• JDK 1.4 之前，標準 API 並沒有 Scanner 類 別，若要在文字模式下取得使用者輸入的字 串，會如下撰寫：
字元處理裝飾器
• PrintWriter 與 PrintStream 使用上極 為類似，除了可以對 OutptStream 包裹之 外， PrintWriter 還可以對 Writer 進行 包裹，提供
print() 、 println() 、 format() 等方 法
