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Java IO流及游戏数据持久化开发

线程游戏的实现 3

本节课为介绍“飞机大战”游戏的更多功能，主要实现排行榜、播放音频和读写文件操作的功能，进而介绍了数据库、IO字节流、位运算、Java异常处理等知识点。

数据库

作用：用来长期存放、批量管理大量数据的软件、文件系统
优势：支持快速增删改查、多程序同时访问、永久保存数据。

数据库的分类：
1.关系型数据库
数据以表格的形式存储，适合存储玩家分数、昵称等结构化信息

2.非关系型数据库
无固定表格结构，适合存储海量图片、缓存数据

完整数据库安装配置复杂，本篇使用文件字节流读写本地txt文件，实现分数持久化、排行榜功能。

IO流

要实现排行榜功能，需要“写入数据”和“读取数据”两个操作

写入数据

写入数据需要文件路径，而文件路径需要文件对象，写入数据时创建文件字节流（File）来创建文件对象，抛弃异常后刷新管道（强制写入，保证数据写入管道）。

读取数据

读取数据的操作和写入数据一样，利用文件对象创建输入流，同样要抛异常。

输入流 && 输出流

输入流（InputStream）：数据从外面流向程序（读数据）
站在程序的角度区分输入：文件 -> 程序：输入（读）
用于读取硬盘上的图片、音乐、txt文件、键盘录入文字

输出流（OutputStream）：数据从程序流向外面（写数据）
站在程序的角度区分输出：程序 -> 文件：输出（写）
用于把程序内容保存到文件、向控制台打印文字

而用于排行榜的文件字节流是万能流，支持数字、音频和图片
文件输出流（FileOutputStream）：写入数据到本地文件
文件输入流（FileInputStream）：从本地文件读取数据
特点：以1个字节（byte）为最小单位读写，单个字节取值范围（0~255）

文件字节流实现分数持久化

Q：明明写入的数据是1000但读取到的数据是232，怎么读写一个完整的整型数字？
原因:字节流能操作的数据大小：读写数据以字节为单位，一个字节最大值能存储2的八次方（256），所以直接写入一个字节能存储的最大值是256，超过该数字后就没办法正常读写了

那要怎么完整的写入：
先写入第一位，然后右移8位，即把高位字节的数据移到低位来再写入一次，但是移动完之后要再读两次

intscore=1000;fos.write(score);// 第1字节：低8位fos.write(score>>8);// 右移8位，取出第2段字节fos.write(score>>16);// 右移16位，取出第3段字节fos.write(score>>24);// 右移24位，取出最高位第4字节fos.flush();

那要怎么合成一个整形呢：
不是简单把两个数字相加，可以通过右移写入数据，也可以通过左移将数据合在一起，即左移8位
要写入4字才能把完整的字节写入，将字节的移动写成一个方法，再调用这个方法

// 依次读取4个单字节inti1=fis.read();inti2=fis.read();inti3=fis.read();inti4=fis.read();// 左移拼接为完整int整数returni4<<24|i3<<16|i2<<8|i1;

Q：4个字节才能合成一个int？
Java 中int整型固定占用4个字节（32位二进制），1字节 = 8位，4 x 8 = 32位，int 取值范围 -2147483648 ~ 2147483647，如果只写 1/2/3 个字节，高位数据丢失，读取时数字错乱；想要完整保存、读取任意 int 分数，必须拆分为 4 个字节存储，读取时 4 字节全部拼接还原。

Q：什么时候处理异常？
所有IO流操作（FileInputStream / FileOutputStream）、文件、音频必须处理异常，文件不存在、文件损坏、权限不足、读写中断都会抛出 FileNotFoundException、IOException

两种处理方式：
1.方法声明上 throws Exception 向上抛出（见后续代码）
2.try-catch 包裹捕获异常，自定义错误提示，凡是和硬盘文件、外部资源交互的代码块，都需要异常处理。

returni4<<24|i3<<16|i2<<8|i1;// 等价returni4<<24|i3<<16|i2<<8|i1<<0;

注：单竖线 | ：按位或（直接操作二进制每一位，拼接字节专用）

参考示例代码（继Java学习进程11）
Player类

packagecom.yw.oop0808;importjavax.sound.sampled.*;importjava.io.File;importjava.io.IOException;/** * @author YAN * @date 2026/8/9 14:31 * @description 加载音频文件 */publicclassPlayer{//加载音频文件publicvoidplay(Stringpath){//创建文件对象Filefile=newFile(path);Clipclip=null;try{AudioInputStreaminputStream=AudioSystem.getAudioInputStream(file);clip=AudioSystem.getClip();clip.open(inputStream);//开始clip.start();//设置音量大小//音量取值范围 -80 ~ 6FloatControlcontrol=(FloatControl)clip.getControl(FloatControl.Type.MASTER_GAIN);floatmax=control.getMaximum();floatmin=control.getMinimum();System.out.println("max = "+max+" min = "+min);floatvalue=control.getValue();Thread.sleep(3000);control.setValue(value-5);}catch(Exceptione){thrownewRuntimeException(e);}}//暂停//继续//设置音量publicstaticvoidmain(String[]args){}}

TopFile类

packagecom.yw.oop0808;importjava.io.File;importjava.io.FileInputStream;importjava.io.FileOutputStream;/** * @author YAN * @date 2026/8/9 16:49 * @description 文件字节流 */publicclassTopFile{//写入数据publicstaticvoidwriteData(Filefile){//创建文字字节流：读写数据以字节为单位try{FileOutputStreamfos=newFileOutputStream(file);intscore=1000;//写入数据fos.write(score);fos.write(score>>8);fos.write(score>>16);fos.write(score>>24);//强制写入fos.flush();System.out.println("写入成功");}catch(Exceptione){thrownewRuntimeException(e);}}//读取数据publicstaticvoidreadData(Filefile){//输入流try{FileInputStreamfis=newFileInputStream(file);intscore=readInt(fis);System.out.println("score:"+score);}catch(Exceptione){thrownewRuntimeException(e);}}publicstaticintreadInt(FileInputStreamfis)throwsException{inti1=fis.read();inti2=fis.read();inti3=fis.read();inti4=fis.read();returni4<<24|i3<<16|i2<<8|i1<<0;}publicstaticvoidmain(String[]args){Stringpath="E:\\IdeaProjects\\GameThread\\src\\com\\yw\\oop0808\\top.txt";Filefile=newFile(path);TopFile.writeData(file);TopFile.readData(file);}}