【Java|基础篇】File类和IO流

ゝ一纸荒年。 2023-10-14 09:32 17阅读 0赞

#### 文章目录 ####

*  1.File类
 *  2.流的概念
 *  3.InputStream
 *  4.OutputStream
 *  5.Reader
 *  6.Writer
 *  7.使用Scanner读文件
 *  8.使用PrintWriter写文件
 *  9.close()方法
 *  10.flush()方法
 *  11.总结

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## 1.File类 ##

> File类是Java中用于表示文件或目录的类。它提供了一些方法来操作文件和目录的属性和内容，可以进行文件的创建、删除、重命名等操作。

File类可以用于表示磁盘上的实际文件或目录，也可以表示一个虚拟的文件或目录。File对象可以通过路径来创建，路径可以是绝对路径或相对路径。

*  绝对路径（Absolute Path）：绝对路径是从文件系统的根目录开始描述文件或目录的位置。它包含了完整的路径信息，从根目录一直到目标文件或目录的全路径。在Windows中，绝对路径以盘符（例如C:\\）开头；在Unix/Linux系统中，绝对路径以斜杠（/）开头。
 *  相对路径（Relative Path）：相对路径是相对于当前工作目录或引用文件所在位置的路径。它指定文件或目录相对于当前位置的位置关系。相对路径没有从根目录开始的完整路径，而是通过使用“.”（当前目录）和“…”（上级目录）等符号来描述位置关系。

创建File类对象:

File file = new File("文件路径(绝对/相对)");
    // 此处的文件路径不要要求一定存在

File类中的常用方法:

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>方法</th> 
   <th>描述</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>getParent()</td> 
   <td>获取文件的父目录</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>getName()</td> 
   <td>获取文件的名字</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>getPath()</td> 
   <td>获取文件的路径</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>getAbsolutePath()</td> 
   <td>获取绝对路径</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>getCanonicalPath()</td> 
   <td>获取标准的绝地路径。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>createNewFile()</td> 
   <td>创建文件</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>exists()</td> 
   <td>判断文件是否存在</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>delete()</td> 
   <td>删除文件</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>mkdir()</td> 
   <td>创建目录(与src同一级)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>mkdirs()</td> 
   <td>创建多级目录</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>isDirectory()</td> 
   <td>判断是否为目录</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>isFile()</td> 
   <td>是否为文件</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>renameTo(File dest)</td> 
   <td>重命名</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>list()</td> 
   <td>返回当前目录下所有文件名</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

上述都是一些获取文件和目录的信息以及增删等操作. 接下来介绍一些文件的读写操作.

## 2.流的概念 ##

在Java的IO操作中，流（Stream）是指数据的传输管道。它将程序与输入/输出设备（例如文件、网络连接等）连接起来，使得数据能够在程序和设备之间流动。

Java的IO流分为输入流和输出流两种类型。

*  输入流用于从外部**读取**数据
 *  输出流用于向外部**写入**数据。

Java中的流操作按照字节或字符的方式进行。字节流（byte stream）是以字节为单位进行数据传输的，适用于处理二进制数据。字符流（character stream）是以字符为单位进行数据传输的，适用于处理文本数据。

![在这里插入图片描述][1ae5248d1c584581bb951f42a14cfa85.png_pic_center]

这里的InputStream,OutputStream,Reader和Writer都是`抽象类`.Java提供了一些实现这些抽象父类的子类,用于应对不同的场景.

## 3.InputStream ##

> InputStream的子类可以根据不同的数据源提供不同的实现，例如FileInputStream用于从文件中读取数据，ByteArrayInputStream用于从字节数组中读取数据，SocketInputStream用于从网络连接中读取数据等。

对于InputStream,主要讲解`FileInputStream`

public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
        
            InputStream inputStream = new FileInputStream("文件路径");
           
            inputStream.close();
        }

在创建实例时,要传入一个文件路径.这里需要处理一个异常`FileNotFoundException`(文件没找到).

读文件需要先打开文件,打开才能读,读完之后要关闭文件(close)

InputStream类的常用方法为`read()和close()`方法

close()方法：关闭输入流，释放与之关联的资源。

而read()方法有三个版本:

![在这里插入图片描述][080e9310d73f4041a932dab636402300.png_pic_center]

1.  int read()：从输入流中读取数据的下一个字节，并返回读取到的字节值。如果已经到达流的末尾，则返回-1。
2.  int read(byte\[\] b)：从输入流中最多读取b.length个字节，并将其存储在字节数组b中。返回实际读取的字节数量。**如果已经到达流的末尾，则返回-1**。
3.  int read(byte b\[\], int off, int len): 从输入流中读取最多len个字节，并将其存储在从偏移量off开始的字节数组b中。

## 4.OutputStream ##

> OutputStream的子类可以根据不同的目的地提供不同的实现，例如FileOutputStream用于向文件中写入数据，ByteArrayOutputStream用于向字节数组中写入数据，SocketOutputStream用于向网络连接中写入数据等。

对于OutputStream,主要讲解FileOutputStream

public static void main(String[] args) throws IOException {
        
            OutputStream outputStream = new FileOutputStream("文件路径");
    
            outputStream.close();
        }

close()方法: 关闭输出流,释放资源.

OutputStream中的一个常用方法: `write()`:

![在这里插入图片描述][1aa42ffe542541469b9ce8d91df81b10.png_pic_center]

这里有三个重载的版本

1.  write(int b)：写入一个字节到输出流中。b是一个整数，表示要写入的字节的值（范围是0~255）。
2.  write(byte\[\] b)：将整个字节数组b写入输出流中。
3.  write(byte\[\] b, int off, int len)：将字节数组b中从偏移量off开始的len个字节写入输出流中。

注意:使用OutputStream写文件时,只要文件打开成功,就会把文件原有的内容清空.

## 5.Reader ##

> Reader的子类可以根据不同的字符输入源提供不同的实现，例如FileReader用于从文件中读取字符数据，StringReader用于从字符串中读取字符数据，BufferedReader用于从字符缓冲区中读取字符数据等。

使用方式于InputStream类似,只不过Reader是以字符流的形式进行读文件

public static void main(String[] args) throws IOException {
        
         Reader reader = new FileReader("");
         reader.close();
    }

![在这里插入图片描述][020609ec444e4ee2a03d25d72152a9a1.png_pic_center]

1.  read()：读取单个字符，并返回其Unicode值。如果已到达流的末尾，则返回-1。
2.  read(char\[\] cbuf)：将字符读入到指定的字符数组cbuf中，并返回读取的字符数。
3.  read(char\[\] cbuf, int off, int len)：将字符读入到指定的字符数组cbuf中，从偏移量off开始，最多读取len个字符，并返回实际读取的字符数。
4.  read(CharBuffer target)：将字符读入到指定的CharBuffer对象中，并返回读取的字符数。

## 6.Writer ##

Writer是用于向字符输出流中写入字符数据。

> Writer的子类可以根据不同的字符输出目的地提供不同的实现，例如FileWriter用于向文件中写入字符数据，StringWriter用于向字符串中写入字符数据，BufferedWriter用于向字符缓冲区中写入字符数据等。

![在这里插入图片描述][d8226358d9c04ff18de7961d463ed786.png_pic_center]

1.  write(int c)：将指定的字符写入输出流中。
2.  write(String str)：将字符串写入输出流中。
3.  write(char\[\] cbuf)：将字符数组中的字符写入输出流中。
4.  write(String str, int off, int len)：将字符串中从偏移量off开始的len个字符写入输出流中。
5.  write(char\[\] cbuf, int off, int len)：将字符数组中从偏移量off开始的len个字符写入输出流中。

## 7.使用Scanner读文件 ##

追对于文本文件,也可以使用Scanner进行读取

例如这里有一个test.txt文件  
![在这里插入图片描述][0431ce84a48c465ab4e2430b98a98923.png_pic_center]

接下来介绍使用Scanner进行读文件

public class Demo5 {
        
        public static void main(String[] args) throws IOException {
        
            InputStream inputStream = new FileInputStream("test.txt");
    
            Scanner scanner = new Scanner(inputStream);
            while (scanner.hasNext()){
        
                System.out.println(scanner.next());
            }
            inputStream.close();
        }
    }

运行结果:

![在这里插入图片描述][3ca2b8f02a7641adaa415f06c0c4e363.png_pic_center]  
解释一下:InputStream是字节流,Scanner是在InputStream的基础上,包装出来的字符流.

## 8.使用PrintWriter写文件 ##

与Scanner进行读文件类似,通过将FileOutputStream对象作为参数，创建了一个PrintWriter对象printWriter。

PrintWriter类提供了一系列的print和println方法，用于以友好的方式输出数据。这些方法可以接受不同类型的数据作为参数，并将其转换为字符串并写入输出流中。

例如，常用的方法包括：

1.  print(boolean b) / println(boolean b)：以字符串形式写入一个boolean值。
2.  print(char c) / println(char c)：以字符串形式写入一个字符。
3.  print(int i) / println(int i)：以字符串形式写入一个整数。
4.  print(double d) / println(double d)：以字符串形式写入一个双精度浮点数。
5.  print(String s) / println(String s)：写入一个字符串。
6.  printf(String format, Object… args)：使用指定的格式字符串和参数进行格式化输出。

需要注意的是，在使用完PrintWriter后，需要调用`close()`方法关闭流，以确保数据被正确地写入目的地并释放资源。

代码:

public class Demo6 {
        
    
        public static void main(String[] args) throws IOException {
        
            OutputStream outputStream = new FileOutputStream("test.txt");
            PrintWriter printWriter = new PrintWriter(outputStream);
            printWriter.printf("hello PrintWriter");
            printWriter.close();
            outputStream.close();
        }
    }

运行结果:  
![在这里插入图片描述][c53ad4fcd1a3413bb8c5456f05acca1b.png_pic_center]

## 9.close()方法 ##

上述输入流和输出流的读文件和写文件后,都要进行close.是为什么呢?

> 原因是 每个进程都对应者PCB(可能是多个),PCB里有一个字段,文件描述符表(同一个进程里有多个PCB共同使用同一份文件描述符表),进程没打开一个文件,就会在文件描述表中创建一个项表示 一个文件.关闭文件意味着释放文件描述表中的项.如果不关闭文件,表项就在这里占着位置. 如果持续打开文件,不关闭,文件描述符表中的项就会被耗尽,从而导致后续打开文件失败. 这也称`"文件资源泄漏"`

为了避免上述问题,就需要保证close方法一定能被执行到.

因此就可以使用 try,finally保证close方法一定被执行到

public static void main(String[] args) throws IOException {
        
            Writer writer = null;
            try {
        
                writer = new FileWriter("文件路径");
                
                // do something
            } finally {
        
                writer.close();
            }
            
        }

除了上述这种写法,还有一种写法(`try with resources`)

public static void main(String[] args) throws IOException {
        
            try(Writer writer = new FileWriter("文件路径")) {
        
    
                // do something
            }
        }

当try中的代码执行结束,就会自动调用对应对象的close方法.而且()中可以放多个对象,对象之间用`;`进行分割

## 10.flush()方法 ##

flush()方法是Java IO流中的一个方法，用于**刷新缓冲区**，并确保数据被写入到目的地。

> 缓冲区（Buffer）是用于临时存储数据的一块内存区域，它可以提高IO操作的效率。  
> 在Java的IO流中，使用缓冲区可以减少单次IO操作的次数，从而提高读取和写入数据的效率。通常情况下，IO流会使用内部的缓冲区来存储数据，然后在一定条件下将缓冲区中的数据进行读取或写入。

在Java的输出流（OutputStream/Writer）中，flush()方法的作用是将缓冲区中的数据强制刷新到目的地。通常情况下，输出流会使用内部的缓冲区来提高写入效率，即将数据先写入到缓冲区中，然后再一次性写入到目的地。而flush()方法的调用可以让输出流立即将缓冲区的数据写入到目的地，而不是等到缓冲区满或流关闭时才写入。

注: 调用close()方法也会刷新缓冲区,并确保所有数据都被写入

## 11.总结 ##

Java IO流主要涉及以下类：

*  InputStream和OutputStream：字节流的基类，用于读取和写入字节数据。
 *  Reader和Writer：字符流的基类，用于读取和写入字符数据。
 *  FileInputStream和FileOutputStream：用于从文件中读取和写入字节数据。
 *  FileReader和FileWriter：用于从文件中读取和写入字符数据。

同时可以使用Scanner和PrintWriter简化开发,使用完流对象后,一定要记得调用close操作.

![在这里插入图片描述][bca0142468be4910bf3f803eec1b82d4.gif_pic_center]

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