蓝桥杯Java课程学习——IO

总述

整个 Java.io 包中最重要的就是 5 个类。指的是 File、OutputStream、InputStream、Writer、Reader；本节将重点讲解 Java.io 的相关内容。
 

文件

Java 使用 File 类来直接处理文件和文件系统。
File 类没有指定信息怎样从文件读取或向文件存储，它描述了文件本身的属性。
File 对象用来获取或处理与磁盘文件相关的信息，例如权限，时间，日期和目录路径。
此外，File 还浏览子目录层次结构。Java 中的目录当成 File 对待，它具有附加的属性——一个可以被 list() 方法检测的文件名列表。

构造方法

构造方法	说明
File(File parent, String child)	根据 parent 抽象路径名和 child 路径名字符串创建一个新 File 实例。
File(String pathname)	通过将给定路径名字符串转换为抽象路径名来创建一个新 File 实例
File(String parent, String child)	根据 parent 路径名字符串和 child 路径名字符串创建一个新 File 实例
File(URI uri)	通过将给定的 file: URI 转换为一个抽象路径名来创建一个新的 File 实例

使用示例

//一个目录路径参数
//File(String pathname)
File f1 = new File("/home/project/");

//对象有两个参数——路径和文件名
//File(String parent, String child)
File f2 = new File("/home/project/","a.bat");

//指向f1文件的路径及文件名
//File(File parent, String child)
File f3 = new File(f1,"a.bat");

 

常用方法

方法	说明
boolean canExecute()	测试应用程序是否可以执行此抽象路径名表示的文件
boolean canRead()	测试应用程序是否可以读取此抽象路径名表示的文件
boolean canWrite()	测试应用程序是否可以修改此抽象路径名表示的文件
int compareTo(File pathname)	按字母顺序比较两个抽象路径名
boolean createNewFile()	当且仅当不存在具有此抽象路径名指定名称的文件时，不可分地创建一个新的空文件
static File createTempFile(String prefix, String suffix)	在默认临时文件目录中创建一个空文件，使用给定前缀和后缀生成其名称
static File createTempFile(String prefix, String suffix, File directory)	在指定目录中创建一个新的空文件，使用给定的前缀和后缀字符串生成其名称
boolean delete()	删除此抽象路径名表示的文件或目录
void deleteOnExit()	在虚拟机终止时，请求删除此抽象路径名表示的文件或目录
boolean equals(Object obj)	测试此抽象路径名与给定对象是否相等
boolean exists()	测试此抽象路径名表示的文件或目录是否存在
File getAbsoluteFile()	返回此抽象路径名的绝对路径名形式
String getAbsolutePath()	返回此抽象路径名的绝对路径名字符串
File getCanonicalFile()	返回此抽象路径名的规范形式
String getCanonicalPath()	返回此抽象路径名的规范路径名字符串
long getFreeSpace()	返回此抽象路径名指定的分区中未分配的字节数
String getName()	返回由此抽象路径名表示的文件或目录的名称
String getParent()	返回此抽象路径名父目录的路径名字符串；如果此路径名没有指定父目录，则返回 null
File getParentFile()	返回此抽象路径名父目录的抽象路径名；如果此路径名没有指定父目录，则返回 null
String getPath()	将此抽象路径名转换为一个路径名字符串
long getTotalSpace()	返回此抽象路径名指定的分区大小
long getUsableSpace()	返回此抽象路径名指定的分区上可用于此虚拟机的字节数
int hashCode()	计算此抽象路径名的哈希码
boolean isAbsolute()	测试此抽象路径名是否为绝对路径名
boolean isDirectory()	测试此抽象路径名表示的文件是否是一个目录
boolean isFile()	测试此抽象路径名表示的文件是否是一个标准文件
boolean isHidden()	测试此抽象路径名指定的文件是否是一个隐藏文件
long lastModified()	返回此抽象路径名表示的文件最后一次被修改的时间
long length()	返回由此抽象路径名表示的文件的长度
String[] list()	返回一个字符串数组，这些字符串指定此抽象路径名表示的目录中的文件和目录
String[] list(FilenameFilter filter)	返回一个字符串数组，这些字符串指定此抽象路径名表示的目录中满足指定过滤器的文件和目录
File[] listFiles()	返回一个抽象路径名数组，这些路径名表示此抽象路径名表示的目录中的文件
File[] listFiles(FileFilter filter)	返回抽象路径名数组，这些路径名表示此抽象路径名表示的目录中满足指定过滤器的文件和目录
File[] listFiles(FilenameFilter filter)	返回抽象路径名数组，这些路径名表示此抽象路径名表示的目录中满足指定过滤器的文件和目录
static File[] listRoots()	列出可用的文件系统根
boolean mkdir()	创建此抽象路径名指定的目录
boolean mkdirs()	创建此抽象路径名指定的目录，包括所有必需但不存在的父目录
boolean renameTo(File dest)	重新命名此抽象路径名表示的文件
boolean setExecutable(boolean executable)	设置此抽象路径名所有者执行权限的一个便捷方法
boolean setExecutable(boolean executable, boolean ownerOnly)	设置此抽象路径名的所有者或所有用户的执行权限
boolean setLastModified(long time)	设置此抽象路径名指定的文件或目录的最后一次修改时间
boolean setReadable(boolean readable)	设置此抽象路径名所有者读权限的一个便捷方法
boolean setReadable(boolean readable, boolean ownerOnly)	设置此抽象路径名的所有者或所有用户的读权限
boolean setReadOnly()	标记此抽象路径名指定的文件或目录，从而只能对其进行读操作
boolean setWritable(boolean writable)	设置此抽象路径名所有者写权限的一个便捷方法
boolean setWritable(boolean writable, boolean ownerOnly)	设置此抽象路径名的所有者或所有用户的写权限
String toString()	返回此抽象路径名的路径名字符串
URI toURI()	构造一个表示此抽象路径名的 file: URI

示例

import java.io.File;
import java.io.IOException;

public class  FileDemo {
    public static void main(String[] args){
        //可以根据自己的路径进行更改
        File f1 =new
        File("/home/project/1.txt");
        //File(String parent,String child)
        File f2 =new File("/home/project","2.txt");
        //separator 跨平台分隔符
        File f3 =new File("/home"+File.separator+"project");
        File f4 =new File(f3,"3.txt");

        try {
             System.out.println(f1);
                //当文件存在时返回 false；不存在时返回 true
                System.out.println(f2.createNewFile());
                //当文件不存在时返回 false
                System.out.println(f3.delete());
        }catch(IOException e) {
                e.printStackTrace();
        }

        //列出磁盘下的文件和文件夹
        File[] files =File.listRoots();
        for(File file:files){
            System.out.println(file);
            if(file.length()>0){
                String[] filenames =file.list();
                for(String filename:filenames){
                    System.out.println(filename);
                }
            }
        }
    }

}

//示例输出（根据自己路径不同，输出都不同）
/*
/home/project/1.txt
true
false
/
dev
media
usr
var
home
boot
run
lib64
etc
sys
root
tmp
mnt
srv
lib
opt
proc
.dockerenv
sbin
bin
*/

 

文件流

java.io 包中提供了文件操作类：

• 用于读写本地文件系统中的文件：FileInputStream 和 FileOutputStream
• 描述本地文件系统中的文件或目录：File、FileDescriptor 和 FilenameFilter
• 提供对本地文件系统中文件的随机访问支持：RandomAccessFile

FileInputStream 和 FileOutputStream 。

FileInputStream 类用于打开一个输入文件，若要打开的文件不存在，则会产生异常 FileNotFoundException，这是一个非运行时异常，必须捕获或声明抛弃；

在进行文件的读 / 写操作时，会产生非运行时异常 IOException，必须捕获或声明抛弃（其他的输入 / 输出流处理时也同样需要进行输入 / 输出异常处理）。

文件流的构造方法

构造方法	说明
FileInputStream(File f)	打开一个以 f 描述的文件作为输入
FileInputStream(String name)	打开一个文件路径名为 name 的文件作为输入
FileOutputStream(File f)	创建一个以 f 描述的文件作为输出，如果文件存在，则其内容被清空
FileOutputStream(String name)	创建一个文件路径名为 name 的文件作为输出，文件如果已经存在，则其内容被清空
FileOutputStream(String name, boolean append)	创建一个文件路径名为 name 的文件作为输出，文件如果已经存在，则在该输出上输出的内容被接到原有内容之后

代码示例

File f1 = new File("file1.txt");
File f2 = new File("file2.txt");
FileInputStream in = new FileInputStream(f1);
FileOutputStream out = new FileOutputStream(f2);

输入流的参数是用于指定输入的文件名，输出流的参数则是用于指定输出的文件名。

编程示例

使用输入流和输出将 file1.txt 的内容复制到 file2.txt。
我这里在/home/project/ 目录（可以选择自己本机的路径） 下新建 txt 文件 file1.txt。填入内容比如 shiyanlou。

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        try {
            //inFile 作为输入流的数据文件必须存在，否则抛出异常
            File inFile = new File("/home/project/file1.txt");

            //file2.txt没有，系统可以创建
            File outFile = new File("file2.txt");
            FileInputStream fis = new FileInputStream(inFile);
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream(outFile);
            int c;
            while((c = fis.read()) != -1){
                fos.write(c);
            }
            //打开了文件一定要记着关，释放系统资源
            fis.close();
            fos.close();
        }catch(FileNotFoundException e) {
            System.out.println("FileStreamsTest:" + e);
        }catch(IOException e){
            System.err.println("FileStreamTest:" + e);
        }
    }
}

//结果：运行完成后，打开 file2.txt，可以看到 file2 和 file1 有相同的内容。

 

FileReader

如果文件内容保存的是字符信息，如 txt 文件等，还可以使用 FileReader 来读取文件内容。

示例

FileReader file = new FileReader("/home/project/shiyanlou.txt");
//声明一个文件输入流file，并指明该文件在系统中的路径以方便定位

int data = 0;
//声明一个整型变量用于存放读取的数据

while((data=file.read())!=-1){
    //在while循环中使用read()方法持续读取file，数据赋到data中
    //如果读取失败或者结束，则将返回-1，这个特殊的返回值可以作为读取结束的标识

    System.out.print((char)data);
    //输出读取到数据
}

file.close();
//一定要记得读取结束后要关闭文件

 

随机读写

对于 FileInputStream/FileOutputStream、FileReader/FileWriter 来说，它们的实例都是顺序访问流，即只能进行顺序读 / 写。
而类 RandomAccessFile 则允许文件内容同时完成读和写操作，它直接继承 Object，并且同时实现了接口 DataInput 和 DataOutput。

随机访问文件的行为类似存储在文件系统中的一个大型 byte 数组。存在指向该隐含数组的光标或索引，称为文件指针；输入操作从文件指针开始读取字节，并随着对字节的读取而前移此文件指针。如果随机访问文件以读取 / 写入模式创建，则输出操作也可用；输出操作从文件指针开始写入字节，并随着对字节的写入而前移此文件指针。

RandomAccessFile支持随机文件操作的方法

方法	说明
XXX readXXX() 或者 writeXXX()	如 readInt(), readLine(), writeChar(), writeDouble() 等
int skipBytes(int n)	将指针向下移动若干字节。
int length()	返回文件长度。
long getFilePointer()	返回指针当前位置。
void seek(long pos)	将指针调用所需位置。

在生成一个随机文件对象时，除了要指明文件对象和文件名之外，还需要指明访问文件的模式。

RandomAccessFile 的构造方法

RandomAccessFile(File file,String mode)
RandomAccessFile(String name,String mode)

mode 的取值：

• r: 只读，任何写操作都讲抛出 IOException
• rw: 读写，文件不存在时会创建该文件，文件存在是，原文件内容不变，通过写操作改变文件内容。
• rws: 打开以便读取和写入，对于 “rw”，还要求对文件的内容或元数据的每个更新都同步写入到底层存储设备。
• rwd: 打开以便读取和写入，对于 “rw”，还要求对文件内容的每个更新都同步写入到底层存储设备。

示例1

新建文件randomAccess.txt，并输入0123456789shiyanlou保存，从偏移量为 10 的位置开始读取文件 randomAccess.txt 的内容；
输出文件内容 （以字符串形式，不能直接输出字节内容）。

import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.io.RandomAccessFile;
import java.util.Arrays;

public class RandomFile {
    public static void main(String[] args) {
        RandomAccessFile file;
        try {
            File d = new File("/home/project/randomAccess.txt");
            file = new RandomAccessFile(d, "rw");
            file.seek(10);
            byte[] b = new byte[(int) file.length()-10];	//以byte数组存储字符
            file.read(b);
            System.out.println(new String(b));	//将byte数组转换为字符串输出
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

示例2

// FileDemo.java
import java.io.IOException;
import java.io.RandomAccessFile;

public class  FileDemo {
    public static void main(String[] args){

            int data_arr[] = {12, 32, 43, 45, 1, 5};
            try {
                RandomAccessFile randf=new RandomAccessFile("temp.dat","rw");
                for(int i = 0; i < data_arr.length; i++){
                    randf.writeInt(data_arr[i]);
                }
                for(int i = data_arr.length-1 ; i >= 0; i--){
                    //int 数据占4个字节
                    randf.seek(i * 4L);
                    System.out.println(randf.readInt());
                }
                randf.close();
            }catch(IOException e){
                System.out.println("File access error" + e);
            }
    }
}

//输出
/*
5
1
45
43
32
12
*/

 

文件操作

拷贝

可以使用 Files 工具类的 copy(Path source,Path target,CopyOption... options) 拷贝文件或者目录。
如果目标文件存在，那么赋值将失败，除非我们在 options 中指定了 REPLACE_EXISTING 属性。当该命令复制目录时，如果目录中已经有了文件，目录中的文件将不会被复制。

CopyOption 参数支持以下 StandardCopyOption 和 LinkOption枚举：

• REPLACE_EXISTING：即使目标文件已存在，也执行复制。如果目标是符号链接，则复制链接本身（而不是链接的目标）。如果目标是非空目录，则复制将失败并显示FileAlreadyExistsException 异常。
• COPY_ATTRIBUTES：将与文件关联的文件属性复制到目标文件。支持的确切 - 文件属性是文件系统和平台相关的，但 last-modified-time 跨平台支持并复制到目标文件。
• NOFOLLOW_LINKS：表示不应遵循符号链接。如果要复制的文件是符号链接，则复制链接（而不是链接的目标）。

示例

在 /home/project/ 目录下新建文件 1.txt。

import java.io.IOException;
import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Paths;
import java.nio.file.StandardCopyOption;

public class CopyDemo {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            //被拷贝的文件一定要存在 否则会抛出异常  这里的1.txt一定要存在
            Files.copy(Paths.get("/home/project/1.txt"), Paths.get("/home/project/2.txt"), StandardCopyOption.REPLACE_EXISTING);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

//结果：查看目录，如果没有报错，那么可以看到 1.txt 已经被复制了一份，叫做 2.txt。

 

移动和重命名

Files 类的 move(Path, Path, CopyOption... options) 方法移动文件或者目录，同样目标目录存在，那么比如使用REPLACE_EXISTING。

options 参数支持 StandardCopyOption 的以下枚举：

• REPLACE_EXISTING：即使目标文件已存在，也执行移动。如果目标是符号链接，则替换符号链接，但它指向的内容不受影响。
• ATOMIC_MOVE：将移动作为原子文件操作执行。如果文件系统不支持原子移动，则抛出异常。使用，ATOMIC_MOVE 您可以将文件移动到目录中，并保证观察目录的任何进程都可以访问完整的文件。

move 方法除了可以移动之外，也可以用与重命名。

示例

在/home/project/目录下新建1.txt文件

import java.io.IOException;
import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Paths;
import java.nio.file.StandardCopyOption;

public class MoveDemo {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            //将1.txt 重命名为3.txt 如果只需要移动到不同的目录，文件名不变即可
            Files.move(Paths.get("/home/project/1.txt"), Paths.get("/home/project/3.txt"), StandardCopyOption.REPLACE_EXISTING);

        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }
}

//结果：可以看到目录下的1.txt文件变成了3.txt文件

 

删除

可以通过 Files 的 delete(Path path) 方法或者 deleteIfExists(Path path) 方法删除文件。

示例

在/home/project/目录下创建3.txt和4.txt文件

import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Paths;

public class DeleteDemo {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            //删除文件，文件必须存在，否则抛出异常
            Files.delete(Paths.get("/home/project/3.txt"));
            //删除文件，返回是否删除成功 即使文件不存在，也不会保存，直接返回false
            System.out.println(Files.deleteIfExists(Paths.get("/home/project/3.txt")));
            //或者使用File类的delete方法
            File file = new File("/home/project/4.txt");
            System.out.println(file.delete());
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

//输出
/*
false
true
/*

//结果：文件目录中3.txt 、4.txt 已经不存在了。

 

文件属性

Java 使用 File 类表示文件或者目录，可以通过 File 类获取文件或者目录的相关属性。

示例

import java.io.File;
import java.util.Arrays;

public class FileInfo {
    public static void main(String[] args) {
        File file = new File("/home/project");
        System.out.println("文件或者目录名：" + file.getName());
        System.out.println("绝对路径：" + file.getAbsolutePath());
        System.out.println("父目录：" + file.getParent());
        System.out.println("文件路径：" + file.getPath());
        //判断文件是否是目录
        if (file.isDirectory()) {
            //打印目录中的文件
            Arrays.stream(file.list()).forEach(System.out::println);
        }
        System.out.println("是否隐藏：" + file.isHidden());
        System.out.println("是否存在：" + file.exists());
    }
}

//输出
/*
文件或者目录名：project
绝对路径：/home/project
父目录：/home
文件路径：/home/project
FileInfo.class
FileInfo.java
是否隐藏：false
是否存在：true
*/

 

目录读取

Java 中读取目录中的文件可以直接使用 listFiles() 方法读取，但是也只能读取当前目录中的文件。
如果当前目录中还有二级目录如何解决呢？三级目录呢？
接下来将使用 Java 读取当前目录和子目录中的所有文件。

import java.io.File;
public class ReadDir {
    public static void main(String[] args) {
        readDir(new File("/home"));
    }

    static void readDir(File file) {
        if (file == null) {
            return;
        }
        //如果当前file是目录
        if (file.isDirectory()) {
            File[] files;
            //如果目录不为空
            if ((files = file.listFiles()) != null) {
                for (File file1 : files) {
                    //递归读取目录内容
                    readDir(file1);
                }
            }
        } else {
            //如果不是目录 直接输出文件名
            System.out.println(file.getName());
        }
    }
}

建议不要轻易尝试