Java 文件 I/O流详解

文件

文件操作是Java开发中一个重要的组成部分,它允许开发者对文件进行读取,写入,创建,删除和修改等操作,文件操作的主要通过java.io包中的类来实现的,其中的File类更是文件操作的核心类

File类的常用方法

创建文件或目录

• 文件创建

  使用createNewFile();可以创建一个新的空文件 ,如果文件已存在则不建立,并放回false,反正创建文件并返回true

  public class Test1 {
      public static void main(String[] args) {
        File file = new File("D:\\java_develop\\demo.txt");
        //创建一个文件对象其路径为"D:\\java_develop\\demo.txt" 
        //这一步还没有创建文件 
          try {  //此处的try-catch主要用于捕获未找到文件路径的异常
              boolean isFileCreate=file.createNewFile();
              //使用createNewFile()方法尝试再指定文件创建文件
              //并将其放回值赋值给isFileCreate
              if (isFileCreate)
              {   //根据isFileCreate的值确定十分已创建了文件
                  System.out.println("File created successfully");
              }
              else
              {
                  System.out.println("File already exists");
              }
          } catch (Exception e) {
               e.printStackTrace();
          }
      }
  }

  该代码执行过后会再D盘下的java_develop文件下创建一个demo.txt的文件

• 目录创建

  创建目录实际是在文件系统下生成一个新的目录(也可以称为文件夹),目录可以用于存储文件或者其他的目录,以便将文件分类分组管理

  • mkdir() :用于创建File对象表示的单级目录,若创建的目录没有夫级目录,则不会创建这些夫目录,并返回false ,例如你要在"D:\\java_develop\\demo\\folder" 路径创建目录,若dome目录不存在,则会创建失败

   File dir = new File("D:\\java_develop\\demo");
      //创建File对象传入其路径
      
          try {
              boolean isCreateDir=dir.mkdir();
              //使用mkdir()方法创建目录
              if (isCreateDir) //通过mkdir()返回值,判断目录是否创建
              {
                  System.out.println("dir creates successfully");
              }
              else
              {
                  System.out.println("fail to create dir");
              }
          } catch (Exception e) {
             e.printStackTrace();
          }

  上述代码执行之后会在D盘java_develop文件夹下创建一个demo文件夹

  • mkdirs():创建多级目录,于mkdir()相比之下,mkdirs() 在父目录不存在时,会优先创建父目录,再创建其下的子目录,即使一下目录层次不存在时,也可以创建整个目录路径,从而实现多级目录创建,创建成功返回true

  File dir = new File("D:\\java_develop\\demo\\inside");
  //创建带有路径的File对象
          try {
              boolean isDirCreate=dir.mkdirs();//使用mkdirs()创建多级目录
              if (isDirCreate)
              {
                  System.out.println("Dir creates successfully");
              }
              else
              {
                  System.out.println("Failed to create Dir");
              }
          } catch (Exception e) {
              e.printStackTrace();
          }

  执行后会在D盘java_develop下创建demo文件夹,在demo文件夹会创建inside文件夹

获取文件信息

• exists():判断文件或目录是否存在,存在返回true,反之返回false
• getName():返回File对象的文件或目录的名称字符串
• getParent() :获取文件或目录的父级路径,若文件或目录没有父级路径时,则返回null
• isFile():判断此File对象是否为文件(而不是目录)
• isDirectory() :判断此File对象是否为目录(而不是文件)
• listFiles() :回一个File数组，这些File对象表示由此File对象表示的目录中的文件和目录。如果此File对象不表示一个目录，则此方法返回null ,可以用于获取某个目录下的所有文件夹/名
• length(): 获取文件大小值

    File file = new File("D:\\java_develop");
        File fileArray[]=file.listFiles();
        for (File f : fileArray) {
            System.out.println(f.getName());
        }
    }

删除文件或目录

• delete() :删除文件或空目录。如果删除的是目录，则该目录必须为空，否则删除失败并返回false

     File file = new File("D:\\java_develop\\demo.txt");
       if (file.exists())
       {
           file.delete();
       }
    }

重命名文件

renameTo(File dest): 将文件重命名为此File对象表示的路径名。如果目标文件已存在，则该文件将被删除，然后重命名操作将尝试进行

 File file = new File("D:\\java_develop\\demo.txt");
        File file1 = new File("D:\\java_develop\\demo1.txt");
        if (file.exists())//检查file对象是否存在 
        {//存在则将其重命名为file1的路径
            file.renameTo(file1);
        }
    }

上述代码运行之后,原本的demo.txt会更改为demo1.txt

IO流

Java中的IO(input/output)是实现输入输出的基础,可以方便的实现数据的输入输出操作,Java把不同的输入/输出源抽象成"流(stream)",它通过了逐个/块数据的读写方式,流是一种有顺序的，有起点和终点的字节集合，是对数据传输的总称或抽象。即数据在两个设备间的传输成为流，流的本质是数据传输。

IO流的类别

• IO流分为字符流和字节流 ,其中有分为输入流和输出流,如果是音频文件、图片、歌曲、就用字节流好点，如果关系到中文的，用字符流好点。字节流可用于任何类型的对象，包括二进制对象，而字符流只能处理字符或者字符串，字节流提供了处理任何类型的IO操作的功能，但它不能直接处理Unicode字符，而字符流可以。

以下是IO流的基本分类类别:

字符流

字符流是以字符(char)为最下单位进行读写的数据流.主要用于处理文本数据,如字符,字符串等等.字符流的读写操作是通过Reader和Writer 类及其子类实现的

Reader

• 是所有字符输入流的超类,它定义了一些基本方法,如read(),ready(),skip(),和close()
• int read():返回的数据类型为int类型,读取单个字符时,返回的是其的Unicode值,读取到流的末尾时,返回-1
• int read( char []ch):将字符写入数组,并返回读取的字符数,读取到流的末尾时,返回-1
• void close():关闭流,释放与之关联的资源

Writer

• 是所有字符输出流的超类
• void write(int c):写入单个字符
• void write(char []ch):写入字符数组
• void write(char[] cbuf) 或 void write(char[] cbuf, int off, int len)：写入字符数组或字符数组的一部分。同样，这些方法也没有返回值
• void flush():刷新writer的缓冲区,会强制所有缓冲字符被写出
• void close(): 关闭该writer,并释放其所有与系统相关的资源,每次输出完都要进行close()操作,因为可能缓冲区的字符还没写入,用close()进行强制写出

Buffered

• Buffered机制具体来说是在内存中创建一个缓冲区,来减少实际I/O流的操作次数
• 底层原理 :数据首先会被写入或被读入内存中的缓冲区,而不是直接进行I/O操作.一旦缓冲区满了或到达某个条件(如显性的调用flush()方法),缓冲区的内容会被一次性的写入或被次磁盘读取
• Buffered与File的区别:

	File	Buffered（以BufferedReader为例）
定义与功能	封装了文件系统的操作功能，关注文件在磁盘上的存储。	提供带有缓冲区的输入/输出方式，关注数据的高效读取/写入。
主要方法	getName(), getPath(), exists(), createNewFile(), delete()等。	read(), readLine(), mark(), reset()等（BufferedReader特有）。
用途	用于表示文件和目录的路径名，进行文件或目录的创建、删除、重命名等操作。	用于高效地读取文本数据，特别是大文件。
处理数据的方式	直接操作文件系统的文件或目录，不涉及数据的缓冲处理。缓冲区为8192字节	通过内部缓冲区来减少I/O操作的次数，提高数据处理的效率。缓冲区为8192字符

try {
            FileReader reader = new FileReader("D:\\java_develop\\demo1.txt");
            FileWriter writer = new FileWriter("D:\\java_develop\\output.txt");
            int ch;
            while((ch=reader.read())!=-1) 
            {// 若read返回-1说明读取到文件末尾则直接跳出循环
              writer.write(ch);
            }
            reader.close();
            writer.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

字节流

是用于处理原始字节数据,字节流非常适合用于处理二进制文件,如照片,音频,视频或任何非文本格式的数据.Java中的字节流的基本类是InputStream和OutputStream

InputStream和OutStream

• InputStream:用于从数据源读取字节数据.数据源可以是文件,网络连接,内存中的字节数组等等
• OutputStream :用于向目的地写入字节数据,与InputStream一样的数据源可以是文件,网络连接,内存中的字节数组等等

基本操作方法

• int InputStream.read(): 读取单个字节或字节数组,返回值为int类型
• int InputStream.read(byte b[]):将读取的数据存在在byte b[]数组中
• void OutputStream.write(int b): 写入单个字节
• void OutputStream.write(byte b[]):将byte b[]数组中的数据写入
• void OutputStream.write(byte[] b, int off, int len): 写入字节数组的指定部分。
• close(): 关闭流，释放系统资源。
• getBytes():获取字节数组
• 节点流
  • FileInputStream 和 FileOutputStream：用于读写文件中的字节数据。
  • ByteArrayInputStream 和 ByteArrayOutputStream：用于在内存中读写字节数组。
  • Socket.getInputStream() 和 Socket.getOutputStream()：用于处理网络连接中的字节数据传输。
• 过滤流
  • BufferedInputStream 和 BufferedOutputStream：为字节流添加缓冲机制，以提高读写效率。
  • DataInputStream 和 DataOutputStream：提供读写基本数据类型（如 int, double 等）的能力。
  • ObjectInputStream 和 ObjectOutputStream：用于对象的序列化和反序列化，即对象的读写。

try {
            FileInputStream inputStream = new FileInputStream("D:\\java_develop\\input.txt");
            FileOutputStream outputStream = new FileOutputStream("D:\\java_develop\\output.txt");
            byte[] bytes = new byte[1024]; //设置缓冲区1024B
            int len;
            while ((len=inputStream.read(bytes))!=-1)//将读取的数据存入缓冲区
            {
                outputStream.write(bytes,0,len);//将缓冲区的数据写入
            }
            inputStream.close();
            outputStream.close();//关闭流
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

以上实例是从把input.txt的内容复制至output.txt中