Java中RandomAccessFile用法

- 日理万妓 2023-09-30 11:27 6阅读 0赞

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#### 文章目录 ####

#### 介绍   RandomAccessFile 使用   创建对象   写方法   读取方法 ####

## 介绍 ##

**java.io.RandomAccessFile**  
1、读写文件的工具  
2、将文件中的字节数据，当作数组，用下标访问指定位置的字节值

RandomAccessFile 既可以读取文件内容，也可以向文件输出数据。同时，RandomAccessFile 支持“随机访问”的方式，程序快可以直接跳转到文件的任意地方来读写数据。

由于 RandomAccessFile 可以自由访问文件的任意位置，所以如果需要访问文件的部分内容，而不是把文件从头读到尾，使用 RandomAccessFile 将是更好的选择。

RandomAccessFile 允许自由定义文件记录指针，RandomAccessFile 可以不从开始的地方开始输出，因此 RandomAccessFile 可以向已存在的文件后追加内容。如果程序需要向已存在的文件后追加内容，则应该使用 RandomAccessFile。

RandomAccessFile 的方法虽然多，但它有一个最大的局限，就是只能读写文件，不能读写其他 IO 节点。

RandomAccessFile 的一个重要使用场景就是网络请求中的多线程下载及断点续传。

**关于字节**  
计算机中的所有数据都是由 0、1 组成，每 8 位为 1 个字节，读写数据的时候都是按字节读写的。

每 4 位可以由一个十六进制字符表示，如  
10010110 00010101 11111001  
96 15 f9

所以每两个十六进制字符就可以表示 1 个字节。

abc 这三个字母在计算机中的存储是这样的：  
a 在计算机中存储的十进制值是 97，二进制为 01100001， 十六进制为 61  
b 十进制 98，二进制为 01100010，十六进制为 62  
c 十进制 99，二进制为 01100011，十六进制为 63

## RandomAccessFile 使用 ##

### 创建对象 ###

RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(文件,r);
    RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(文件,rw);
    复制代码

这个文件可以是字符串`d:/abc`，也可以是封装好的File对象`d:/abc`

r 为只读，rw 为读写。读文件是输入，读入内存。写文件是输出，都是相对内存来说的。

### 写方法 ###

> write(int b)

int 四个字节中，只输出末尾的一个字节值：\[1\]\[2\]\[3\]\[4\]->\[4\]  
适用于单字节范围内的值，切掉前边3个不会有数据损失

> write(byte\[\] buff)

输出数组中全部字节值

> write(byte\[\] buff,int from,int length)

输出数组中从 from 开始的 length 个

**栗子1：写入练习**

public class Main {
        public static void main(String[] args) throws Exception {
            /*
             * 1、如果文件不存在，新建文件
             * 2、如果目录不存在，出现异常
             */
            RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile("d:/abc/f2", "rw");
            raf.write(97);
            raf.write(98);
            raf.write(99);
            raf.write(356);
    
            byte[] buff = {
                    101, 102, 103, 104, 105,
                    106, 107, 108, 109, 110
            };
            raf.write(buff);
            raf.write(buff, 6, 3);
            raf.close();//释放系统资源
        }
    }

运行结果：  
如果 D 盘下没有 abc 文件会报错

![watermark_type_d3F5LXplbmhlaQ_shadow_50_text_Q1NETiBA5Y2B5LiA5oqA5pyv5pap_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 1][]

D 盘下新建 abc 文件夹后再次运行程序，会在 d:/abc 下生成一个 f2 文件

![watermark_type_d3F5LXplbmhlaQ_shadow_50_text_Q1NETiBA5Y2B5LiA5oqA5pyv5pap_size_10_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16][]

上边介绍中说过，a 在计算机中存储的值是 97（十进制），二进制为 01100001，每四字节可用一个十六进制表示，所以十六进制为 61。

97、98、99 分别转为十六进制为 61、62、63

356 二进制为 0001 0110 0100，十六进制为 164，补全 8 位为 00 00 01 64，由于`write(int b)` 方法每四字节只输出最后一个字节，所以只输出了 64。

只要不超过 255 就不会有数据损失，97 十六进制 00 00 00 61，只输出最后 61，没有数据损失。

然后输出数组 buff，`raf.write(buff)`方法可以把数组全部输出，数组中 10 个数字都转为十六进制：  
101–>65  
…  
110–>6e

`raf.write(buff,6,3)`从数组下标 6 开始，输出 3 个，也就是 107、108、109。分别转为十六进制：  
107–>6b  
108–>6c  
109–>6d

`raf.close()`方法通知虚拟机把底层资源释放掉，虚拟机再通知操作系统把系统资源释放掉，之后不能再向文件输出数据了。

### 读取方法 ###

> read();

读取一个字节值，前补 3 个0，转成 int，如

10001010 11000011 11110111 01110001  
10001010 将被读取出来，然后前边补 3 个 0，也就是：  
00000000 00000000 00000000 10001010

读取结束再读取会返回 -1。

> read(byte\[\] buff);

根据数组容量，读取一批字节值放入数组。返回这一批的字节数量，字节数量不一定是数组容量。  
如果读取结束，返回-1

**栗子2：单字节读取**

我们修改上面的代码，在`raf.close();`这行之前增加以下代码

//读取
            raf.seek(0);//定位下标
            //单字节读取标准格式
            int b;
            while ((b = raf.read()) != -1) {
                System.out.println(b);
            }
            //随着读取，下标也会向后移动
            raf.seek(0);
            raf.close();//释放系统资源
    复制代码

输出结果

![watermark_type_d3F5LXplbmhlaQ_shadow_50_text_Q1NETiBA5Y2B5LiA5oqA5pyv5pap_size_11_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16][]

**栗子3：批量读取**

我们还是修改栗子1，在`raf.close();`这行之前增加以下代码

//随着读取，下标也会向后移动，已经移动到末尾
            raf.seek(0);
            //批量读取标准格式
            buff = new byte[5];
            int n;//保存每批数量
            while ((n = raf.read(buff)) != -1) {
                System.out.println(
                        n + "-" + Arrays.toString(buff));
            }
            raf.close();//释放系统资源

输出结果

![format_png][]

**操作记录指针方法**

> void seek(long pos)

将文件指针定位到 pos 位置，然后下次读文件数据的时候从该位置读取。

> getFilePointer()

获得下标当前位置

当程序新创建一个 RandomAccessFile 对象时，该对象的文件指针记录位于文件头（也就是0处），当读/写了 n 个字节后，文件记录指针将会后移 n 个字节。除此之外，RandomAccessFile 还可以自由移动该记录指针。

**栗子4：文件加密解密，单字节实现**

public class Main {
        public static void main(String[] args) {
            System.out.println("请输入文件路径");
            String s = new Scanner(System.in).nextLine();
            File f = new File(s);
            if (!(f.isFile())) {
                System.out.println("请输入正确的文件路径");
                return;
            }
            System.out.println("KEY:");
            int key = new Scanner(System.in).nextInt();
            try {
                encript(f, key);
                System.out.println("加密/解密完成");
            } catch (Exception e) {
                System.out.println("加密/解密失败");
                e.printStackTrace();
            }
        }
    
        private static void encript(File f, int key) throws Exception {
            /*
             *1、新建 RandomAccessFile 赋值给 raf
             *2、单字节循环读取，读取的字节值赋值给 b
             *	3、b异或 k，结果再赋给 b
             *	4、定位下标到 raf.getFilePointer()-1
             *	5、将字节值 b写回到文件
             *6、关闭 raf
             */
            RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(f, "rw");
            int b;
            while ((b = raf.read()) != -1) {
                b ^= key;
                raf.seek(raf.getFilePointer() - 1);
                raf.write(b);
            }
            raf.close();
        }
    }

我们用 d:/abc/f2 文件来完成加密和解密，加密之前内容

![format_png 1][]

运行时如果输入错误的文件路径会进行提示  
  
输入正确的文件路径时：  
  
加密后的文件内容为  
  
再次执行还原为原来的内容  
  
**栗子5：文件加密解密，多字节实现**

单字节实现效率低，我们改用多字节实现，修改加密解密方法：

private static void encript(File f, int key) throws Exception {
            RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(f, "rw");
            byte[] buff = new byte[8192];
            int n;//保存每一批的数量
            while ((n = raf.read(buff)) != -1) {
                //前边都是8192，最后一批可能不是8192
                for (int i = 0; i < n; i++) {
                    buff[i] ^= key;
                }
                raf.seek(raf.getFilePointer() - n);
                //不用全部写回，因为最后一批可能只有一部分
                raf.write(buff, 0, n);
            }
        }

**其他方法**

> writeInt(int i)

输出 int 的4个字节值，完整输出

> writeDouble(double d)

输出 double 的 8 个字节值，完整输出… writeFloat 等都有对应的方法。

> writeUTF(String s)

先输出 2 个字节，表示字符串的字节长度，再输出相应字符串的字节值，例如 “abc” 会这样输出 00 03 61 62 63

> readInt()

读 4 个字节转成 int

> readDouble()

读 8 个字节转成 double  
…

> readUTF()

先读取两个字节，来确定字符串的字节长度，再读取字节值转成 String  
如果读取结束再读取，出现 EOFException（EOF-End of file）

**栗子6：其他方法练习**

public static void main(String[] args) throws Exception {//选择父类型
            RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile("d:/abc/f3", "rw");
            raf.write(97);
            raf.write(98);
            raf.write(99);
            raf.writeInt(97);
            raf.writeInt(98);
            raf.writeInt(99);
            raf.writeShort(100);
            raf.writeBoolean(false);
            raf.writeChar('中');
            raf.writeUTF("abc中文");
            raf.writeDouble(3.14);
            raf.close();
        }
    复制代码

运行结程序会在 D 盘 abc 文件夹下生成 f3 文件，内容使用十六进制查看：

![watermark_type_d3F5LXplbmhlaQ_shadow_50_text_Q1NETiBA5Y2B5LiA5oqA5pyv5pap_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 2][]

来分析下程序：

raf.write(97);
    raf.write(98);
    raf.write(99);

输出末尾字节

> 61 62 63

raf.writeInt(97);
    raf.writeInt(98);
    raf.writeInt(99);

输出完整 4 个字节

00 00 00 61 
    00 00 00 62 
    00 00 00 63

raf.writeShort(100);

short 两个字节，所以输出

> 00 64

raf.writeBoolean(false);

布尔值只有 1 个字节，false 是 0

所以输出

> 00

raf.writeChar('中');

char 两个字节，所以输出

> 4E 2D

raf.writeUTF("abc中文");

> 00 09 9个字节  
> 61 62 63 E4 B8 AD E6 96 87

raf.writeDouble(3.14);

double 8个字节

> 40 09 1E B8 51 EB 85 1F

**栗子7：文件读取**

修改上面的代码，在 `raf.close();` 之前增加以下代码：

//文件读取
            raf.seek(0);
            System.out.println(raf.read());
            System.out.println(raf.read());
            System.out.println(raf.read());
            System.out.println(raf.readInt());
            System.out.println(raf.readInt());
            System.out.println(raf.readInt());
            System.out.println(raf.readShort());
            System.out.println(raf.readBoolean());
            System.out.println(raf.readChar());
            System.out.println(raf.readUTF());
            System.out.println(raf.readDouble());
            raf.close();

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最后需要注意，当 RandomAccessFile 向指定文件中插入内容时，将会覆盖掉原有内容。如果不想覆盖掉，则需要将原有内容先读取出来，然后先把插入内容插入后再把原有内容追加到插入内容后。

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