Какой класс пакета java io позволяет создать поток вывода текстовых данных с учетом кодировки

Потоки вывода, OutputStream

Стандартная библиотека Java имеет весьма развитые средства вывода данных. Все возможности вывода данных сосредоточены в пакете java.io.

Существуют две параллельные иерархии классов вывода : OutputStream и Writer. Класс Writer введен в последних версиях Java.

В данной статье рассматривается вопрос использования потоков для вывода данных в файл. Иерархии выходных OutputStream потоков представлена на следующем рисунке.

Поток Stream— это абстрактное значение источника или приёмника данных, которые способны обрабатывать информацию. Есть два типа потоков: байтовые и символьные. В некоторых ситуациях символьные потоки более эффективны, чем байтовые. Классы, производные от классов OutputStream или Writer, имеют методы с именами write() для записи одиночных байтов или массива байтов (отвечают за вывод данных).

Выходной поток OutputStream

Класс OutputStream — это абстрактный класс, определяющий байтовый поток вывода. Наследники данного класса определяют куда направлять данные: в массив байтов, в файл или канал. Из массива байт можно создать текстовую строку String.

Методы класса OutputStream :

• void write(int b) записывает один байт в выходной поток. Аргумент этого метода имеет тип int, что позволяет вызывать write, передавая ему выражение, при этом не нужно выполнять приведение его типа к byte.
• void write(byte b[]) записывает в выходной поток весь указанный массив байтов.
• void write(byte b[], int off, int len) записывает в поток len байтов массива, начиная с элемента b[off].
• void flush() очищает любые выходные буферы, завершая операцию вывода.
• void close() закрывает выходной поток. Последующие попытки записи в этот поток будут возбуждать IOException.

Класс ByteArrayOutputStream

Класс ByteArrayOutputStream представляет поток вывода, использующий массив байтов в качестве места вывода. Чтобы создать объект данного класса, можно использовать один из его конструкторов :

Первый конструктор создает массив данных для хранения байтов длиной в 32 байта, а второй конструктор создает массив длиной size.

Примеры использования класса ByteArrayOutputStream :

В классе ByteArrayOutputStream метод write записывает в поток некоторые данные (массив байтов). Этот массив байтов записывается в объекте ByteArrayOutputStream в защищенное поле buf, которое представляет также массив байтов (protected byte[] buf). Так как метод write может вызвать исключение, то вызов этого метода помещается в блок try..catch.

Используя методы toString() и toByteArray(), можно получить массив байтов buf в виде текста или непосредственно в виде массива байт.

С помощью метода writeTo можно перенаправить массив байт в другой поток. Данный метод в качестве параметра принимает объект OutputStream, в который производится запись массива байт :

Для ByteArrayOutputStream не надо явным образом закрывать поток с помощью метода close.

Класс FileOutputStream

Класс FileOutputStream создаёт объект класса OutputStream, который можно использовать для записи байтов в файл. Это основной класс для работы с файлами. Создание нового объекта не зависит от того, существует ли заданный файл или нет. Если файл отсутствует, то будет создан новый файл. В случае попытки открытия файла, доступного только для чтения, будет вызвано исключение.

FileOutputStream имеет следующий конструкторы:

Смысл конструкторов последнего понятен из их описания. Но имеется несколько нюансов :

• При открытии файла на запись, если файл не существует, то он будет создан.
• Если файл существует, то он будет полностью обновлен. Т.е. если открыть и сразу закрыть файл, то содержимое файла будет уничтожено; реальный файл на диске станет нулевой длины.
• Исключением для предыдущего правила является последний из конструкторов. Если третьему параметру append присвоить значение true, то можно будет дописывать в конец файла.

Какой-либо дополнительной функциональности по сравнению с базовым классом FileOutputStream не добавляет.

Класс BufferedOutputStream

Класс BufferedOutputStream создает буфер для потоков вывода. Этот буфер накапливает выводимые байты без постоянного обращения к устройству. И когда буфер заполнен, производится запись данных.

Класс BufferedOutputStream в конструкторе принимает в качестве параметра объект OutputStream — в примере это файловый поток вывода FileOutputStream.

BufferedOutputStream не добавляет много новой функциональности, он просто оптимизирует действие потока выводаи его следует использовать для организации более эффективного буферизованного вывода в поток.

Класс DataOutputStream

Класс DataOutputStream позволяет писать данные в поток через интерфейс DataOutput, который определяет методы, преобразующие элементарные значения в форму последовательности байтов. Такие потоки облегчают сохранение в файле двоичных данных.

Для записи каждого из примитивных типов предназначен свой метод класса DataOutputStream:

• writeByte(int value) — записывает в поток 1 байт
• writeChar(int value) — записывает 2х-байтовое значение char
• writeInt(int value) — записывает в поток целочисленное значение int
• writeShort(int v) — записывает в поток значение short
• writeFloat(float value) — записывает в поток 4-байтовое значение float
• writeDouble(double value) — записывает в поток 8-байтовое значение double
• writeBoolean(boolean value) — записывает в поток булевое однобайтовое значение
• writeLong(long value) — записывает в поток значение long
• writeUTF(String value) — записывает в поток строку в кодировке UTF-8

Класс PrintStream

PrintStream является именно тем классом, который используется для вывода информации в консоль. Когда мы с помощью вызова System.out.println() пишем в консоль некоторую информацию, то тем самым используется PrintStream, так как переменная out класса System представляет объект класса PrintStream, а метод println() — это метод класса PrintStream.

Но PrintStream можно использовать для записи информации в поток вывода. Например, запишем информацию в файл:

В данном примере используется конструктор PrintStream, который в качестве параметра принимает поток вывода FileOutputStream. Можно было бы также использовать конструктор с указанием названия файла для записи: PrintStream (String filename).

С помощью метода println() производится запись информации в выходной поток — то есть в объект FileOutputStream. В случае с выводом на консоль с помощью System.out.println() в качестве потока вывода выступает консоль.

Для вывода информации в выходной поток PrintStream использует следующие методы:

Следующий код показывает возможности использования форматированного вывода класса PrintStream :

Класс ObjectOutputStream

Класс ObjectOutputStream используется для сериализации объектов в поток. Сериализация представляет процесс записи состояния объекта в поток, соответственно процесс извлечения или восстановления состояния объекта из потока называется десериализацией. Сериализация очень удобна, когда идет работа со сложными объектами.

Для создания объекта ObjectOutputStream необходимо в конструктор передать поток, в который будет производится запись объектов.

Для записи данных ObjectOutputStream использует ряд методов, среди которых можно выделить следующие:

МетодОписаниеvoid close()закрывает потокvoid flush()сбрасывает содержимое буфера в выходной поток и очищает егоvoid write(byte[] buf)записывает в поток массив байтовvoid write(int val)записывает в поток один младший байт из valvoid writeBoolean(boolean val)записывает в поток значение booleanvoid writeByte(int val)записывает в поток один младший байт из valvoid writeChar(int val)записывает в поток значение типа char, представленное целочисленным значениемvoid writeDouble(double val)записывает в поток значение типа doublevoid writeFloat(float val)записывает в поток значение типа floatvoid writeInt(int val)записывает целочисленное значениеvoid writeLong(long val)записывает значение типа longvoid writeShort(int val)записывает значение типа shortvoid writeUTF(String str)записывает в поток строку в кодировке UTF-8void writeObject(Object obj)записывает в поток отдельный объектПредставленные методы охватывают весь спектр данных, которые можно сериализовать.

Пример использования класса ObjectOutputStream :

Необходимо принимать во внимание, что сериализовать можно только те объекты, которые реализуют интерфейс Serializable.

Класс PipedOutputStream

Пакет java.io содержит класс PipedOutputStream, который может быть подключен к PipedInputStream, используемый для установления связи между двумя каналами. Данные в PipedOutputStream передаются в потоке Thread, который отправляет их в подключенный PipedInputStream, где данные также читаются, но в другом потоке.

То есть, класс PipedOutputStream предназначен для передачи информации между программами через каналы (pipes).

Потоки ввода-вывода. Работа с файлами

Отличительной чертой многих языков программирования является работа с файлами и потоками. В Java основной функционал работы с потоками сосредоточен в классах из пакета java.io .

Ключевым понятием здесь является понятие потока . Хотя понятие "поток" в программировании довольно перегружено и может обозначать множество различных концепций. В данном случае применительно к работе с файлами и вводом-выводом мы будем говорить о потоке (stream), как об абстракции, которая используется для чтения или записи информации (файлов, сокетов, текста консоли и т.д.).

Поток связан с реальным физическим устройством с помощью системы ввода-вывода Java. У нас может быть определен поток, который связан с файлом и через который мы можем вести чтение или запись файла. Это также может быть поток, связанный с сетевым сокетом, с помощью которого можно получить или отправить данные в сети. Все эти задачи: чтение и запись различных файлов, обмен информацией по сети, ввод-ввывод в консоли мы будем решать в Java с помощью потоков.

Объект, из которого можно считать данные, называется потоком ввода , а объект, в который можно записывать данные, — потоком вывода . Например, если надо считать содержание файла, то применяется поток ввода, а если надо записать в файл — то поток вывода.

В основе всех классов, управляющих потоками байтов, находятся два абстрактных класса: InputStream (представляющий потоки ввода) и OutputStream (представляющий потоки вывода)

Но поскольку работать с байтами не очень удобно, то для работы с потоками символов были добавлены абстрактные классы Reader (для чтения потоков символов) и Writer (для записи потоков символов).

Все остальные классы, работающие с потоками, являются наследниками этих абстрактных классов. Основные классы потоков:

Потоки байтов

Класс InputStream

Класс InputStream является базовым для всех классов, управляющих байтовыми потоками ввода. Рассмотрим его основные методы:

int available() : возвращает количество байтов, доступных для чтения в потоке

void close() : закрывает поток

int read() : возвращает целочисленное представление следующего байта в потоке. Когда в потоке не останется доступных для чтения байтов, данный метод возвратит число -1

int read(byte[] buffer) : считывает байты из потока в массив buffer. После чтения возвращает число считанных байтов. Если ни одного байта не было считано, то возвращается число -1

int read(byte[] buffer, int offset, int length) : считывает некоторое количество байтов, равное length, из потока в массив buffer. При этом считанные байты помещаются в массиве, начиная со смещения offset, то есть с элемента buffer[offset] . Метод возвращает число успешно прочитанных байтов.

long skip(long number) : пропускает в потоке при чтении некоторое количество байт, которое равно number

Класс OutputStream

Класс OutputStream является базовым классом для всех классов, которые работают с бинарными потоками записи. Свою функциональность он реализует через следующие методы:

void close() : закрывает поток

void flush() : очищает буфер вывода, записывая все его содержимое

void write(int b) : записывает в выходной поток один байт, который представлен целочисленным параметром b

void write(byte[] buffer) : записывает в выходной поток массив байтов buffer.

void write(byte[] buffer, int offset, int length) : записывает в выходной поток некоторое число байтов, равное length , из массива buffer , начиная со смещения offset , то есть с элемента buffer[offset] .

Абстрактные классы Reader и Writer

Абстрактный класс Reader предоставляет функционал для чтения текстовой информации. Рассмотрим его основные методы:

absract void close() : закрывает поток ввода

int read() : возвращает целочисленное представление следующего символа в потоке. Если таких символов нет, и достигнут конец файла, то возвращается число -1

int read(char[] buffer) : считывает в массив buffer из потока символы, количество которых равно длине массива buffer. Возвращает количество успешно считанных символов. При достижении конца файла возвращает -1

int read(CharBuffer buffer) : считывает в объект CharBuffer из потока символы. Возвращает количество успешно считанных символов. При достижении конца файла возвращает -1

absract int read(char[] buffer, int offset, int count) : считывает в массив buffer, начиная со смещения offset, из потока символы, количество которых равно count

long skip(long count) : пропускает количество символов, равное count. Возвращает число успешно пропущенных символов

Класс Writer определяет функционал для всех символьных потоков вывода. Его основные методы:

Writer append(char c) : добавляет в конец выходного потока символ c. Возвращает объект Writer

Writer append(CharSequence chars) : добавляет в конец выходного потока набор символов chars. Возвращает объект Writer

abstract void close() : закрывает поток

abstract void flush() : очищает буферы потока

void write(int c) : записывает в поток один символ, который имеет целочисленное представление

void write(char[] buffer) : записывает в поток массив символов

absract void write(char[] buffer, int off, int len) : записывает в поток только несколько символов из массива buffer. Причем количество символов равно len, а отбор символов из массива начинается с индекса off

void write(String str) : записывает в поток строку

void write(String str, int off, int len) : записывает в поток из строки некоторое количество символов, которое равно len, причем отбор символов из строки начинается с индекса off

Функционал, описанный классами Reader и Writer, наследуется непосредственно классами символьных потоков, в частности классами FileReader и FileWriter соответственно, предназначенными для работы с текстовыми файлами.