Java中IO类的使用

File类的使用

File类的理解

File类的一个对象，代表一个文件或者一个文件目录（文件夹）。
File类声明在java.io包下。
File类中涉及到关于文件或者文件目录的创建、删除、重命名、修改时间、文件大小等方法，并未涉及到写入或读取文件内容的操作。如果需要读取或者写入文件内容，则必须使用IO流来实现。
后续File类的对象常会作为参数传递到流的构造器中，指明读取或者写入的“终点“。

File的实例化

File类的创建构造器

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File(String filePath)
File(String parentPath, String childPath)
File(File parentFile, String childPath)

路径的分类

相对路径：相较于某个路径下，指明的路径

IDEA中：

在单元测试方法中，默认根目录是当前Module；

在mian方法中，默认根目录是当前Project；

Eclipse中：

无论是单元测试还是main()，相对路径都是基于当前Project的。
绝对路径：包括盘符在内的文件或者文件目录的路径

路径分隔符

windows：\\
Unix:/

在Java中，File类提供了一个常量来根据操作系统，动态的提供分隔符：

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public static final String separator;

File类的常用方法

File类的获取功能

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- public String getAbsolutePath():获取绝对路径
- public String getPath():获取路径
- public String getName():获取名称
- public String getParent()：获取上层文件目录路径。若无，返回null 
- public long length() ：获取文件长度（即：字节数）。不能获取目录的长度。 
- public long lastModified() ：获取最后一次的修改时间，毫秒值

- public String[] list() ：获取指定目录下的所有文件或者文件目录的名称数组 
- public File[] listFiles() ：获取指定目录下的所有文件或者文件目录的File数组

File类的重命名功能

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- public boolean renameTo(File dest):把文件重命名为指定的文件路径

注意：dest文件不能存在。

File类的判断功能

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- public boolean isDirectory()：判断是否是文件目录 
- public boolean isFile() ：判断是否是文件 
- public boolean exists() ：判断是否存在 
- public boolean canRead() ：判断是否可读 
- public boolean canWrite() ：判断是否可写 
- public boolean isHidden() ：判断是否隐藏

File类的创建功能

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- public boolean createNewFile() ：创建文件。若文件存在，则不创建，返回false 
- public boolean mkdir() ：创建文件目录。如果此文件目录存在，就不创建了。 如果此文件目录的上层目录不存在，也不创建。
- public boolean mkdirs() ：创建文件目录。如果上层文件目录不存在，一并创建

File类的删除功能

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- public boolean delete()：删除文件或者文件夹

Java中的删除不走回收站♻️。

要删除一个文件夹，要注意该文件夹内不能包含内容，必须是一个空的文件夹。

IO流概述

流的分类

操作数据单位：字节流、字符流
数据的流向：输入流、输出流
流的角色：节点流（或者叫文件流）、处理流

流的体系结构

红色框的部分为IO流的四个最基本的抽象基类。

蓝色框的部分为需要重点掌握的几个流。

重点说明的几个流结构

抽象基类	节点流（或文件流）	缓冲流（处理流的一种）
InputStream	FileInputStream【read(byte[] buffer)】	BufferedInputStream
OutputStream	FileOutputStream【write(byte[] buffer,0,len)】	BufferedOutputStream
Reader	FileReader【read(char[] cbuf)】	BufferedReader【readLine()】
Writer	FileWriter【writer(char[] cbuf,0,len)】	BufferedWriter

输入、输出的标准化过程

输入过程

创建File类的对象，指明读取的数据的来源。（要求此文件一定要存在）
创建相应的输入流，将File类的对象作为参数，传入流的构造器中。
具体的读入过程：创建对应的byte[]或者char[]。
关闭流资源。

说明：程序中出现的异常需要使用try-catch-finally处理。

输出过程

创建File类的对象，指明写出的数据的来源。（不要求此文件一定要存在）
创建相应的输出流，将File类的对象作为参数，传入流的构造器中。
具体的写出过程：write(char[]/byte[],0,len);
关闭流资源。

说明：程序中出现的异常需要使用try-catch-finally处理。

节点流（或文件流）

FileReader/FileWriter的使用

FileReader

将硬盘中的文件读入到内存中。

read()的理解：返回读入的一个字符。如果达到文件末尾，返回-1
异常的处理：为了保证流资源一定可以执行关闭操作。需要使用try-catch-finally来处理。
读入的文件一定要存在，否则就会报FileNotFoundException。

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@Test
void testFileReader1() {
  FileReader fr = null;
  // try-catch快捷键：option+cmd+t
  try {
    // 1. 创建file对象
    File file = new File("hello.txt");
    // 2. 创建节点流
    fr = new FileReader(file);

    // 3. 读取文件流
    // 方式一：一个字符一个字符读取
    //int data;
    //while ((data = fr.read()) != -1) {
    //    System.out.print((char) data);
    //}

    // 方式二：一次型读取多个字符
    char[] cbuf = new char[5];
    int len;
    while ((len = fr.read(cbuf)) != -1) {
      String output = new String(cbuf, 0, len);
    }
  } catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
  } finally {
    // 4.关闭文件流
    try {
      // 记得添加if判断其是否为null
      if (fr != null) {
        fr.close();
      }
    } catch (IOException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }
}

FileWriter

从内存中写出数据到硬盘的文件里。

输出操作，对应的File可以不存在的。并不会报异常。
File对应的硬盘中的文件如果不存在，在输出的过程中，会自动创建此文件。
File对应的硬盘中的文件如果存在：
1. 如果流使用的构造器是：FileWriter(file, false) / FileWriter(file) 对原文件的覆盖
2. 如果流使用的构造器是：FileWriter(file, true) 不会覆盖原文件，而是在原文件的基础上追加内容。

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@Test
void testFileWriter() {
  	// 1. 创建File对象
    File file = new File("hello1.txt");
    FileWriter fw = null;
    try {
        // FileWriter构造器分类：
        // 1. 覆盖写入：FileWriter(file) / FileWriter(file,false)
        // 2. 追加写入：FileWriter(file, true)
        //fw = new FileWriter(file);
      
      	// 2. 提供FileWriter的对象，用于数据的写入
        fw = new FileWriter(file, true);
      
      	// 3.写出的操作
        fw.write("hello world!\n");
        fw.write("nice to meet you.");
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        try {
          	// 4.流资源的关闭
            if (fw != null) {
                fw.close();
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

}

文本文件（字符流）的复制

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/**
     * 文本文件的读写
     */
@Test
void testFileReaderAndWriter() {
  FileReader fr = null;
  FileWriter fw = null;
  try {
    //1. 创建File类的对象，指明读入和写出的文件
    // 注意：不能使用字符流来处理图片等子节数据
    File srcFile = new File("hello1.txt");
    File desFile = new File("hello2.txt");
    
    //2. 创建输入流和输出流的对象
    fr = new FileReader(srcFile);
    fw = new FileWriter(desFile);
    
    //3. 数据的读入和写出操作
    char[] cbuf = new char[5];
    // 记录每次读入到cbuf数组中的字符的个数
    int len;
    while ((len = fr.read(cbuf)) != -1) {
      // 每次写出len个字符
      fw.write(cbuf, 0, len);
    }
  } catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
  } finally {
    //4. 关闭流资源
    if (fw != null) {
      try {
        fw.close();
      } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
      }
    }
    if (fr != null) {
      try {
        fr.close();
      } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
      }
    }
  }
}

FileInputStream/FileOutputStream的使用

对于文本文件(.txt, .java, .c, .cpp)等使用字符流处理
对于非文本文件(.jpg, .mp3, .mp4, .avi, .doc, .ppt, …)等，使用字节流处理

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@Test
void testInputStreamReaderAndWriter() {
  FileInputStream fis = null;
  FileOutputStream fos = null;
  try {
    // 1. 创建输入和输出的文件File对象
    File srcImg = new File("input.png");
    File desImg = new File("out.png");
    
    // 2.创建输入流和输出流对象
    fis = new FileInputStream(srcImg);
    fos = new FileOutputStream(desImg);
    
    // 3.开始复制操作，一般使用1024个字节数组
    byte[] bytes = new byte[1024];
    // 记录每次读到bytes数组中字节的长度
    int len;
    while ((len = fis.read(bytes)) != -1) {
      // 每次写入len个字节
      fos.write(bytes, 0, len);
    }
  } catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
  } finally {
    // 4.流资源的关闭
    if (fos != null) {
      try {
        fos.close();
      } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
      }
    }
    if (fis != null) {
      try {
        fis.close();
      } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
      }
    }
  }
}

缓冲流的作用

缓冲流涉及到的类

BufferedInputStream
BufferedOutputStream
BufferedReader
BufferedWriter

作用

提高流的读写速度。

提高读写速度的原因：内部提供了一个缓冲区。默认情况下是8kb。

典型代码

使用BufferedInputStream和BufferedOutputStream处理非文本文件

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/*
 实现非文本文件的复制
*/
@Test
public void BufferedStreamTest() throws FileNotFoundException {
  BufferedInputStream bis = null;
  BufferedOutputStream bos = null;

  try {
    //1.造文件
    File srcFile = new File("爱情与友情.jpg");
    File destFile = new File("爱情与友情3.jpg");
    //2.造流
    //2.1 造节点流
    FileInputStream fis = new FileInputStream((srcFile));
    FileOutputStream fos = new FileOutputStream(destFile);
    //2.2 造缓冲流
    bis = new BufferedInputStream(fis);
    bos = new BufferedOutputStream(fos);

    //3.复制的细节：读取、写入
    byte[] buffer = new byte[10];
    int len;
    while((len = bis.read(buffer)) != -1){
      bos.write(buffer,0,len);
    //bos.flush();//刷新缓冲区
    }
  } catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
  } finally {
    //4.资源关闭
    //要求：先关闭外层的流，再关闭内层的流
    if(bos != null){
      try {
        bos.close();
      } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
      }
    }
    if(bis != null){
      try {
        bis.close();
      } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
      }

    }
    //说明：关闭外层流的同时，内层流也会自动的进行关闭。关于内层流的关闭，我们可以省略.
    //        fos.close();
    //        fis.close();
  }
}

使用BufferedReader和BufferedWriter处理文本文件

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/*
    使用BufferedReader和BufferedWriter实现文本文件的复制

*/
@Test
public void testBufferedReaderBufferedWriter(){
  BufferedReader br = null;
  BufferedWriter bw = null;
  try {
    //创建文件和相应的流
    br = new BufferedReader(new FileReader(new File("dbcp.txt")));
    bw = new BufferedWriter(new FileWriter(new File("dbcp1.txt")));

    //读写操作
    //方式一：使用char[]数组
    //            char[] cbuf = new char[1024];
    //            int len;
    //            while((len = br.read(cbuf)) != -1){
    //                bw.write(cbuf,0,len);
    //    //            bw.flush();
    //            }

    //方式二：使用String
    String data;
    while((data = br.readLine()) != null){
      //方法一：
      //                bw.write(data + "\n");//data中不包含换行符
      //方法二：
      bw.write(data);//data中不包含换行符
      bw.newLine();//提供换行的操作

    }


  } catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
  } finally {
    //关闭资源
    if(bw != null){
      try {
        bw.close();
      } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
      }
    }
    if(br != null){
      try {
        br.close();
      } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
      }

    }
  }

}

⚠️注意：

BufferedReader中多了一个readLine()方法可以直接读取整行字符，但是不包括换行符，所以如果调用此方法，需要手动调用newLine()方法添加换行符。

flush()方法会手动的将内存中的数据写出去。

转换流的作用

转换流涉及到的类

InputStreamReader：将一个字节的输入流转换为字符的输入流

解码：字节、字节数组 —>字符数组、字符串
OutputStreamWriter：将一个字符的输出流转换为字节的输出流

编码：字符数组、字符串 —> 字节、字节数组

都属于字符流。

作用

提供字节流与字符流之间的转换。

图示

典型实现

解码过程：将字节转换成字符

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/*
    此时处理异常的话，仍然应该使用try-catch-finally
    InputStreamReader的使用，实现字节的输入流到字符的输入流的转换
     */
@Test
public void test1() throws IOException {
  FileInputStream fis = new FileInputStream("dbcp.txt");
  //        InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis);//使用系统默认的字符集
  //参数2指明了字符集，具体使用哪个字符集，取决于文件dbcp.txt保存时使用的字符集
  InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis,"UTF-8");

  char[] cbuf = new char[20];
  int len;
  while((len = isr.read(cbuf)) != -1){
    String str = new String(cbuf,0,len);
    System.out.print(str);
  }

  isr.close();

}

编码过程：将字符转换成字节

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/*
    此时处理异常的话，仍然应该使用try-catch-finally
    综合使用InputStreamReader和OutputStreamWriter
     */
@Test
public void test2() throws Exception {
  //1.造文件、造流
  File file1 = new File("dbcp.txt");
  File file2 = new File("dbcp_gbk.txt");

  FileInputStream fis = new FileInputStream(file1);
  FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file2);

  InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis,"utf-8");
  OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(fos,"gbk");

  //2.读写过程
  char[] cbuf = new char[20];
  int len;
  while((len = isr.read(cbuf)) != -1){
    osw.write(cbuf,0,len);
  }

  //3.关闭资源
  isr.close();
  osw.close();


}

说明

文件编码的方式（比如说是GBK），决定了解析时使用的字符集(也只能是GBK)。

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FileInputStream fis = new FileInputStream("bgk_file.txt");
InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis,"GBK");

补充：编码表

常见的编码表：

ASCII：美国标准信息交换码。用一个字节的7位可以表示。
ISO8859-1：拉丁码表。欧洲码表。用一个字节的8位表示。
GB2312：中国的中文编码表。最多两个字节编码所有字符
GBK：中国的中文编码表升级，融合了更多的中文文字符号。最多两个字节编码
Unicode：国际标准码，融合了目前人类使用的所有字符。为每个字符分配唯一的字符码。所有的文字都用两个字节来表示。
UTF-8：变长的编码方式，可用1-4个字节来表示一个字符。

客户端/浏览器端。<—–>后台（java,go,php…）<—–>数据库

要求前前后后使用的字符集都要统一：UTF-8

其他的流的使用

标准的输入流输出流

System.in:标准的输入流，默认从键盘输入
System.out:标准的输出流，默认从控制台输出

修改默认的输入和输出的行为：

System类的setIn(InputStream is) / setOut(PrintStream ps)方式重新指定输入和输出的流。

打印流

PrintStream 和PrintWriter

二者都是输出流

提供了一系列重载的print()和println()方法，用于多种数据类型的输出
System.out返回的是PrintStream的实例

数据流

DataInputStream 和 DataOutputStream

用于读取或写出基本数据类型的变量或字符串。

对象流的使用

对象流

ObjectInputStream 和ObjectOutputStream

作用

ObjectOutputStream：内存中的对象—–>存储中的文件、通过网络传输出去
ObjectInputStream：存储中的文件、通过网络传输出去—–>内存中的对象

对象的序列化机制

序列化过程：对象序列化机制允许把内存中的Java对象转换成平台无关的二进制流，从而允许把这种二进制流持久地保存在磁盘上，或通过网络将这种二进制流传输到另一个网络节点。

反序列化过程：当其它程序获取了这种二进制流，就可以恢复成原来的Java对象

代码实现

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// 序列化过程：
@Test
void testObjectOutputStream() {
  ObjectOutputStream oss = null;
  try {
    FileOutputStream fos = new FileOutputStream("object.serial");
    oss = new ObjectOutputStream(fos);
    // 将对象序列化
    oss.writeObject(new String("hello world!"));
    oss.flush();
  } catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
  } finally {
    if (oss != null) {
      try {
        oss.close();
      } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
      }
    }
  }
}

// 反序列化过程：
@Test
void testObjectInputStream() {
  ObjectInputStream ois = null;
  try {
    FileInputStream fis = new FileInputStream("object.serial");
    ois = new ObjectInputStream(fis);
    // 反序列化过程
    Object object = ois.readObject();
    String str = (String) object;
    System.out.println("str = " + str);
  } catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
  } catch (ClassNotFoundException e) {
    e.printStackTrace();
  } finally {
    if (ois != null) {
      try {
        ois.close();
      } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
      }

    }
  }
}

RandomAccessFile的使用

随机存取文件流使用说明

RandomAccessFile直接继承于java.lang.Object类，实现了DataInput和DataOutput接口
RandomAccessFile既可以作为一个输入流，又可以作为一个输出流
如果RandomAccessFile作为输出流时，写出到的文件如果不存在，则在执行过程中自动创建。如果写出到的文件存在，则会对原有文件内容进行覆盖。（默认情况下，从头覆盖）
可以通过相关的操作，实现RandomAccessFile“插入”数据的效果

典型代码1

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@Test
public void test1() {

  RandomAccessFile raf1 = null;
  RandomAccessFile raf2 = null;
  try {
    //1.
    raf1 = new RandomAccessFile(new File("爱情与友情.jpg"),"r");
    raf2 = new RandomAccessFile(new File("爱情与友情1.jpg"),"rw");
    //2.
    byte[] buffer = new byte[1024];
    int len;
    while((len = raf1.read(buffer)) != -1){
      raf2.write(buffer,0,len);
    }
  } catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
  } finally {
    //3.
    if(raf1 != null){
      try {
        raf1.close();
      } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
      }

    }
    if(raf2 != null){
      try {
        raf2.close();
      } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
      }

    }
  }
}

@Test
public void test2() throws IOException {

  RandomAccessFile raf1 = new RandomAccessFile("hello.txt","rw");

  raf1.seek(3);//将指针调到角标为3的位置
  raf1.write("xyz".getBytes());//

  raf1.close();

}

典型代码2

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/*
    使用RandomAccessFile实现数据的插入效果
     */
@Test
public void test3() throws IOException {

  RandomAccessFile raf1 = new RandomAccessFile("hello.txt","rw");

  raf1.seek(3);//将指针调到角标为3的位置
  //保存指针3后面的所有数据到StringBuilder中
  StringBuilder builder = new StringBuilder((int) new File("hello.txt").length());
  byte[] buffer = new byte[20];
  int len;
  while((len = raf1.read(buffer)) != -1){
    builder.append(new String(buffer,0,len)) ;
  }
  //调回指针，写入“xyz”
  raf1.seek(3);
  raf1.write("xyz".getBytes());

  //将StringBuilder中的数据写入到文件中
  raf1.write(builder.toString().getBytes());

  raf1.close();

  //思考：将StringBuilder替换为ByteArrayOutputStream
}

Path、Paths、Files的使用

NIO的使用说明

Java NIO (New IO，Non-Blocking IO)是从Java 1.4版本开始引入的一套新的IO API，可以替代标准的Java IO API。

NIO与原来的IO有同样的作用和目的，但是使用的方式完全不同，NIO支持面向缓冲区的(IO是面向流的)、基于通道的IO操作。NIO将以更加高效的方式进行文件的读写操作。

Path的使用–jdk7提供

Path的说明

Path替换原有的File类。

如何实例化

Paths 类提供的静态 get() 方法用来获取 Path 对象：

static Path get(String first, String … more) : 用于将多个字符串串连成路径
static Path get(URI uri): 返回指定uri对应的Path路径

常用方法

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- String toString() ： 返回调用 Path 对象的字符串表示形式
- boolean startsWith(String path) : 判断是否以 path 路径开始
- boolean endsWith(String path) : 判断是否以 path 路径结束
- boolean isAbsolute() : 判断是否是绝对路径
- Path getParent() ：返回Path对象包含整个路径，不包含 Path 对象指定的文件路径
- Path getRoot() ：返回调用 Path 对象的根路径
- Path getFileName() : 返回与调用 Path 对象关联的文件名
- int getNameCount() : 返回Path 根目录后面元素的数量
- Path getName(int idx) : 返回指定索引位置 idx 的路径名称
- Path toAbsolutePath() : 作为绝对路径返回调用 Path 对象
- Path resolve(Path p) :合并两个路径，返回合并后的路径对应的Path对象
- File toFile(): 将Path转化为File类的对象

Files工具类—jdk7提供

作用

操作文件或文件目录的工具类。

文章目录

File类的使用

File类的理解

File的实例化

File类的创建构造器

路径的分类

路径分隔符

File类的常用方法

File类的获取功能

File类的重命名功能

File类的判断功能

File类的创建功能

File类的删除功能

IO流概述

流的分类

流的体系结构

重点说明的几个流结构

输入、输出的标准化过程

输入过程

输出过程

节点流（或文件流）

FileReader/FileWriter的使用

FileReader

FileWriter

文本文件（字符流）的复制

FileInputStream/FileOutputStream的使用

缓冲流的作用

缓冲流涉及到的类

作用

典型代码

使用BufferedInputStream和BufferedOutputStream处理非文本文件

使用BufferedReader和BufferedWriter处理文本文件

转换流的作用

转换流涉及到的类

作用

图示

典型实现

说明

补充：编码表

其他的流的使用

标准的输入流输出流

打印流

数据流

对象流的使用

对象流

作用

对象的序列化机制

代码实现

RandomAccessFile的使用

随机存取文件流使用说明

典型代码1

典型代码2

Path、Paths、Files的使用

NIO的使用说明

Path的使用–jdk7提供

Path的说明

如何实例化

常用方法

Files工具类—jdk7提供

作用

常用方法