Java小白学习之路（Java基础）之文件和流

程序员文章站 2024-03-04 21:31:00

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文件和流

文件File类

File类的使用

java.io.File类：文件和文件目录路径的抽象表示形式，与平台无关
File 能新建、删除、重命名文件和目录，但 File 不能访问文件内容本身。如果需要访问文件内容本身，则需要使用输入/输出流。
想要在Java程序中表示一个真实存在的文件或目录，那么必须有一个File对象，但是Java程序中的一个File对象，可能没有一个真实存在的文件或目录。
File对象可以作为参数传递给流的构造器

File类的使用：常用构造器

public File(String pathname)

以pathname为路径创建File对象，可以是绝对路径或者相对路径，如果pathname是相对路径，则默认的当前路径在系统属性user.dir中存储。

>绝对路径：是一个固定的路径,从盘符开始

>相对路径：是相对于某个位置开始
public File(String parent,String child)

以parent为父路径，child为子路径创建File对象。
public File(File parent,String child)

根据一个父File对象和子文件路径创建File对象

File类的使用：路径分隔符

路径中的每级目录之间用一个路径分隔符隔开。
路径分隔符和系统有关：

>windows和DOS系统默认使用“\”来表示

>UNIX和URL使用“/”来表示
Java程序支持跨平台运行，因此路径分隔符要慎用。
为了解决这个隐患，File类提供了一个常量：public static final String separator。根据操作系统，动态的提供分隔符。

举例：

File file1 = new File("d:\\study\\info.txt");
File file2 = new File("d:" + File.separator + "study" + File.separator + "info.txt");
File file3 = new File("d:/study");

File类的使用：常用方法

File类的获取功能

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

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

File类的判断功能

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

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

注意事项：如果你创建文件或者文件目录没有写盘符路径，那么，默认在项目路径下。

File类的删除功能

public boolean delete()：删除文件或者文件夹

删除注意事项：Java中的删除不走回收站。要删除一个文件目录，请注意该文件目录内不能包含文件或者文件目录

IO流

IO流原理及流的分类

Java IO原理

I/O是Input/Output的缩写， I/O技术是非常实用的技术，用于处理设备之间的数据传输。如读/写文件，网络通讯等。
Java程序中，对于数据的输入/输出操作以“流(stream)” 的方式进行。
java.io包下提供了各种“流”类和接口，用以获取不同种类的数据，并通过标准的方法输入或输出数据。
输入input：读取外部数据（磁盘、光盘等存储设备的数据）到程序（内存）中。
输出output：将程序（内存）数据输出到磁盘、光盘等存储设备中。

流的分类

按操作数据单位不同分为：字节流(8 bit)，字符流(16 bit)
按数据流的流向不同分为：输入流，输出流
按流的角色的不同分为：节点流，处理流

（抽象基类）	字节流	字符流
输入流	InputStream	Reader
输出流	OutputStream	Writer

Java的IO流共涉及40多个类，实际上非常规则，都是从如下4个抽象基类派生的。
由这四个类派生出来的子类名称都是以其父类名作为子类名后缀。

IO流体系

分类	字节输入流	字节输出流	字符输入流	字符输出流
抽象基类	InputStream	OutputStream	Reader	Writer
访问文件	FileInputStream	FileOutputStream	FileReader	FileWriter
访问数组	ByteArrayInputStream	ByteArrayOutputStream	CharArrayReader	CharArrayWriter
访问管道	PipedInputStream	PipedOutputStream	PipedReader	PipedWriter
访问字符串			StringReader	StringWriter
缓冲流	BufferedInputStream	BufferedOutputStream	BufferedReader	BufferedWriter
转换流			InputStreamReader	InputStreamWriter
对象流	ObjectInputStream	ObjectOutputStream
	FilterInputStream	FilterOutputStream	FilterReader	FilterWriter
打印流		PrintStream		PrintWriter
退回输入流	PushbackInputStream		PushbackReader
特殊流	DataInputStream	DataOutputStream

节点流和处理流

节点流：直接从数据源或目的地读写数据

Java小白学习之路（Java基础）之文件和流

处理流：不直接连接到数据源或目的地，而是“连接”在已存在的流（节点流或处理流）之上，通过对数据的处理为程序提供更为强大的读写功能。

InputStream

int read()

从输入流中读取数据的下一个字节。返回 0 到 255 范围内的 int 字节值。如果因为已经到达流末尾而没有可用的字节，则返回值 -1。
int read(byte[] b)

从此输入流中将最多 b.length 个字节的数据读入一个 byte 数组中。如果因为已经到达流末尾而没有可用的字节，则返回值 -1。否则以整数形式返回实际读取的字节数。
int read(byte[] b, int off,int len)

将输入流中最多 len 个数据字节读入 byte 数组。尝试读取 len 个字节，但读取的字节也可能小于该值。以整数形式返回实际读取的字节数。如果因为流位于文件末尾而没有可用的字节，则返回值 -1。
public void close() throws IOException

关闭此输入流并释放与该流关联的所有系统资源。

Reader

int read()

读取单个字符。作为整数读取的字符，范围在 0 到 65535 之间 (0x00-0xffff)（2个字节的Unicode码），如果已到达流的末尾，则返回 -1
int read(char[] cbuf)

将字符读入数组。如果已到达流的末尾，则返回 -1。否则返回本次读取的字符数。
int read(char[] cbuf,int off,int len)

将字符读入数组的某一部分。存到数组cbuf中，从off处开始存储，最多读len个字符。如果已到达流的末尾，则返回 -1。否则返回本次读取的字符数。
public void close() throws IOException

关闭此输入流并释放与该流关联的所有系统资源。

OutputStream

将指定的字节写入此输出流。write 的常规协定是：向输出流写入一个字节。要写入的字节是参数 b 的八个低位。b 的 24 个高位将被忽略。即写入0~255范围的。
void write(byte[] b)

将 b.length 个字节从指定的 byte 数组写入此输出流。write(b) 的常规协定是：应该与调用 write(b, 0, b.length) 的效果完全相同。
void write(byte[] b,int off,int len)

将指定 byte 数组中从偏移量 off 开始的 len 个字节写入此输出流。
public void flush()throws IOException

刷新此输出流并强制写出所有缓冲的输出字节，调用此方法指示应将这些字节立即写入它们预期的目标。
public void close() throws IOException

关闭此输出流并释放与该流关联的所有系统资源。

Writer

void write(int c)

写入单个字符。要写入的字符包含在给定整数值的 16 个低位中，16 高位被忽略。即

写入0 到 65535 之间的Unicode码。
void write(char[] cbuf)

写入字符数组。
void write(char[] cbuf,int off,int len)

写入字符数组的某一部分。从off开始，写入len个字符
void write(String str)

写入字符串。
void write(String str,int off,int len)

写入字符串的某一部分。
void flush()

刷新该流的缓冲，则立即将它们写入预期目标。
public void close() throws IOException

关闭此输出流并释放与该流关联的所有系统资源。

字节流（或文件流）

读取文件

1.建立一个流对象，将已存在的一个文件加载进流。

FileReader fr = new FileReader(new File(“Test.txt”));

2.创建一个临时存放数据的数组。

char[] ch = new char[1024];

3.调用流对象的读取方法将流中的数据读入到数组中。

fr.read(ch);

4.关闭资源。

fr.close();

写入文件

1.创建流对象，建立数据存放文件

FileWriter fw = new FileWriter(new File(“Test.txt”));

2.调用流对象的写入方法，将数据写入流

fw.write(“abc123”);

3.关闭流资源，并将流中的数据清空到文件中。

fw.close();

注意

定义文件路径时，注意：可以用“/”或者“\”。
在写入一个文件时，如果使用构造器FileOutputStream(file)，则目录下有同名文件将被覆盖。
如果使用构造器FileOutputStream(file,true)，则目录下的同名文件不会被覆盖，在文件内容末尾追加内容。
在读取文件时，必须保证该文件已存在，否则报异常。
字节流操作字节，比如：.mp3，.avi，.rmvb，mp4，.jpg，.doc，.ppt
字符流操作字符，只能操作普通文本文件。最常见的文本文件：.txt，.java，.c，.cpp 等语言的源代码。尤其注意.doc,excel,ppt这些不是文本文件。

缓冲流

为了提高数据读写的速度，Java API提供了带缓冲功能的流类，在使用这些流类时，会创建一个内部缓冲区数组，缺省使用8192个字节(8Kb)的缓冲区。

public class BufferedInputStream extends FilterInputStream{
	private static int DEFAULT_BUFFER_SIZE = 8192;
}

缓冲流要“套接”在相应的节点流之上，根据数据操作单位可以把缓冲流分为：

BufferedInputStream和BufferedOutputStream

BufferedReader和BufferedWriter
当读取数据时，数据按块读入缓冲区，其后的读操作则直接访问缓冲区
当使用BufferedInputStream读取字节文件时，BufferedInputStream会一次性从文件中读取8192个(8Kb)，存在缓冲区中，直到缓冲区装满了，才重新从文件中读取下一个8192个字节数组。
向流中写入字节时，不会直接写到文件，先写到缓冲区中直到缓冲区写满，BufferedOutputStream才会把缓冲区中的数据一次性写到文件里。使用方法flush()可以强制将缓冲区的内容全部写入输出流
关闭流的顺序和打开流的顺序相反。只要关闭最外层流即可，关闭最外层流也会相应关闭内层节点流
flush()方法的使用：手动将buffer中内容写入文件
如果是带缓冲区的流对象的close()方法，不但会关闭流，还会在关闭流之前刷新缓冲区，关闭后不能再写出

转换流

转换流提供了在字节流和字符流之间的转换
Java API提供了两个转换流：

InputStreamReader：将InputStream转换为Reader

OutputStreamWriter：将Writer转换为OutputStream
字节流中的数据都是字符时，转成字符流操作更高效。
很多时候我们使用转换流来处理文件乱码问题。实现编码和解码的功能。

InputStreamReader

实现将字节的输入流按指定字符集转换为字符的输入流。
需要和InputStream“套接”。
构造器

public InputStreamReader(InputStream in)

public InputSreamReader(InputStream in,String charsetName)

如： Reader isr = new InputStreamReader(System.in,”UTF-8”);

OutputStreamWriter

实现将字符的输出流按指定字符集转换为字节的输出流。
需要和OutputStream“套接”。
构造器

public OutputStreamWriter(OutputStream out)

public OutputSreamWriter(OutputStream out,String charsetName)

Java小白学习之路（Java基础）之文件和流

标准输入、输出流（了解）

System.in和System.out分别代表了系统标准的输入和输出设备
默认输入设备是：键盘，输出设备是：显示器
System.in的类型是InputStream
System.out的类型是PrintStream，其是OutputStream的子类FilterOutputStream 的子类
重定向：通过System类的setIn，setOut方法对默认设备进行改变。
public static void setIn(InputStream in)
public static void setOut(PrintStream out)

打印流（了解）

实现将基本数据类型的数据格式转化为字符串输出
打印流：PrintStream和PrintWriter

>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

>PrintStream和PrintWriter的输出不会抛出IOException异常

>PrintStream和PrintWriter有自动flush功能

>PrintStream 打印的所有字符都使用平台的默认字符编码转换为字节。在需要写入字符而不是写入字节的情况下，应该使用 PrintWriter 类。

>System.out返回的是PrintStream的实例

数据流（了解）

为了方便地操作Java语言的基本数据类型和String的数据，可以使用数据流。
数据流有两个类：(用于读取和写出基本数据类型、String类的数据）

DataInputStream和 DataOutputStream

分别“套接”在InputStream 和OutputStream子类的流上
DataInputStream中的方法

boolean readBoolean()

byte readByte()

char readChar()

float readFloat()

double readDouble()

short readShort()

long readLong()

int readInt()

String readUTF() void readFully(byte[] b)
DataOutputStream中的方法

将上述的方法的read改为相应的write即可。

对象流

ObjectInputStream和OjbectOutputSteam

用于存储和读取基本数据类型数据或对象的处理流。它的强大之处就是可以把Java中的对象写入到数据源中，也能把对象从数据源中还原回来。
序列化：用ObjectOutputStream类保存基本类型数据或对象的机制
反序列化：用ObjectInputStream类读取基本类型数据或对象的机制
ObjectOutputStream和ObjectInputStream不能序列化static和transient修饰的成员变量

对象的序列化

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。//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
序列化的好处在于可将任何实现了Serializable接口的对象转化为字节数据，使其在保存和传输时可被还原
序列化是 RMI（Remote Method Invoke – 远程方法调用）过程的参数和返回值都必须实现的机制，而 RMI 是 JavaEE 的基础。因此序列化机制是JavaEE 平台的基础
如果需要让某个对象支持序列化机制，则必须让对象所属的类及其属性是可序列化的，为了让某个类是可序列化的，该类必须实现如下两个接口之一。否则，会抛出NotSerializableException异常

>Serializable

>Externalizable
凡是实现Serializable接口的类都有一个表示序列化版本标识符的静态变量：

>private static final long serialVersionUID;

>serialVersionUID用来表明类的不同版本间的兼容性。简言之，其目的是以序列化对象进行版本控制，有关各版本反序列化时是否兼容。

>如果类没有显示定义这个静态常量，它的值是Java运行时环境根据类的内部细节自动生成的。若类的实例变量做了修改，serialVersionUID 可能发生变化。故建议，显式声明。
简单来说，Java的序列化机制是通过在运行时判断类的serialVersionUID来验证版本一致性的。在进行反序列化时，JVM会把传来的字节流中的serialVersionUID与本地相应实体类的serialVersionUID进行比较，如果相同就认为是一致的，可以进行反序列化，否则就会出现序列化版本不一致的异常。(InvalidCastException)

使用对象流序列化对象

若某个类实现了 Serializable 接口，该类的对象就是可序列化的：

>创建一个ObjectOutputStream

>调用ObjectOutputStream对象的writeObject(对象)方法输出可序列化对象

>注意写出一次，操作lush()一次
反序列化

>创建一个ObjectInputStream

>调用readObject()方法读取流中的对象
强调：如果某个类的属性不是基本数据类型或 String 类型，而是另一个引用类型，那么这个引用类型必须是可序列化的，否则拥有该类型的Field 的类也不能序列化

//序列化：将对象写入到磁盘或者进行网络传输。
//要求对象必须实现序列化
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(“data.txt"));
Person p = new Person("韩梅梅", 18, "中华大街", new Pet());
oos.writeObject(p);
oos.flush();
oos.close();
//反序列化：将磁盘中的对象数据源读出。
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(“data.txt"));
Person p1 = (Person)ois.readObject();
System.out.println(p1.toString());
ois.close();

某个类的属性不是基本数据类型或 String 类型，而是另一个引用类型，那么这个引用类型必须是可序列化的，否则拥有该类型的Field 的类也不能序列化

//序列化：将对象写入到磁盘或者进行网络传输。
//要求对象必须实现序列化
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(“data.txt"));
Person p = new Person("韩梅梅", 18, "中华大街", new Pet());
oos.writeObject(p);
oos.flush();
oos.close();
//反序列化：将磁盘中的对象数据源读出。
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(“data.txt"));
Person p1 = (Person)ois.readObject();
System.out.println(p1.toString());
ois.close();

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文件和流

文件File类

File类的使用

File类的使用：常用构造器

File类的使用：路径分隔符

File类的使用：常用方法

IO流

IO流原理及流的分类

Java IO原理

流的分类

IO流体系

节点流和处理流

InputStream

Reader

OutputStream

Writer

字节流（或文件流）

缓冲流

转换流

标准输入、输出流（了解）

打印流（了解）

数据流（了解）

对象流

对象的序列化

使用对象流序列化对象