文件操作和IO

爱码驱动2026-04-07 13:17

一、java.io.File

File 类是 Java 传统 I/O（java.io 包）中用于表示文件或目录路径名的类。它不操作文件内容（读写内容需配合流），而是提供对文件/目录元数据（如路径、名称、大小、修改时间、权限、是否存在等）以及创建、删除、重命名、遍历目录等操作。

1.1、构造方法

代码示例：

java 复制代码 
// 示例
File f1 = new File("/home/user/data.txt");
File f2 = new File("/home/user", "data.txt");
File parent = new File("/home/user");
File f3 = new File(parent, "data.txt");

路径可以是绝对路径或相对路径。

1.2、常用方法分类

1.2.1、 路径名相关

1.2.2、文件/目录判断

1.2.3、文件/目录操作

1.2.4、获取属性

1.2.5、目录操作

二、数据流

2.1、InputStream概述

java.io.InputStream 是 Java I/O 体系中所有字节输入流的抽象基类。它定义了从数据源（文件、网络、内存数组等）读取字节的基本方法，是字节输入流的根接口（实际是抽象类）。任何字节输入流都直接或间接继承自 InputStream。

核心方法详解：

重要细节

  • 阻塞行为：read() 是阻塞调用，会等待直到有数据、到达流末尾或抛出异常。

  • 返回 -1：表示流结束（EOF），这是判断结束的标准方式。

  • available()：用于非阻塞场景，例如网络流中判断是否有数据可读而不阻塞。

  • mark/reset：仅部分子类支持（如 BufferedInputStream、ByteArrayInputStream），FileInputStream 不支持。

2.2、FileInputStream概述

java.io.FileInputStream 是 Java 中从文件系统读取原始字节的输入流，继承自 InputStream。它是 Java I/O 体系中最常用的文件字节输入流，用于读取二进制文件（图片、音频、视频、可执行文件）或文本文件的原始字节（配合 InputStreamReader 可转为字符流）。

构造方法

注意：所有构造方法都会实际打开文件（关联操作系统文件句柄），若文件不存在、无读取权限或是一个目录，则抛出 FileNotFoundException。

代码示例

示例1：

将文件完全读完的两种方式。相比较而言,后一种的IO次数更少,性能更好。

java 复制代码 
import java.io .*;

// 需要先在项目目录下准备好一个 hello.txt 的文件,里面填充"Hello"的内容
public class Test {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        try (InputStream is = new FileInputStream("hello.txt")) {
            while (true) {
                int b = is.read();
                if (b == -1) {
                    // 代表文件已经全部读完
                    break;
                }
                System.out.printf("%c", b);
            }

        }

    }
}

运行结果如下：

示例2：

java 复制代码 
import java.io .*;

// 需要先在项目目录下准备好一个 hello.txt 的文件,里面填充"Hello"的内容
public class Test02 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        try (InputStream is = new FileInputStream("hello.txt")) {
            byte[] buf = new byte[1024];
            int len;

            while (true) {
                len = is.read(buf);
                if (len == -1) {
                    // 代表文件已经全部读完
                    break;

                }

                for (int i = 0; i < len; i++) {
                    System.out.printf("%c", buf[i]);

                }

            }

        }
    }
}

运行结果如下：

示例2：

把文件内容中填充中文

java 复制代码 
import java.io .*;

// 需要先在项目目录下准备好一个 hello.txt 的文件,里面填充"你好中国"的内容
public class Test03 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        try (InputStream is = new FileInputStream("hello.txt")) {
            byte[] buf = new byte[1024];
            int len;

            while (true) {
                len = is.read(buf);
                if (len == -1) {
                    // 代表文件已经全部读完
                    break;
                }
                // 每次使用 3 字节进行 utf-8 解码,得到中文字符
                // 利用 String 中的构造方法完成
                // 这个方法了解下即可,不是通用的解决办法
                for (int i = 0; i < len; i += 3) {
                    String s = new String(buf, i, 3, "UTF-8");
                    System.out.printf("%s", s);

                }
            }
        }
    }
}

运行结果如下：

2.3、利用Scanner进行字符读取

上述例子中,我们看到了对字符类型直接使用InputStream进行读取是非常麻烦且困难的,所以,我们使用一种我们之前比较熟悉的类来完成该工作,就是Scanner类。

构造方法

示例：

java 复制代码 
import java.io .*;
import java.util .*;

// 需要先在项目目录下准备好一个 hello.txt 的文件,里面填充"你好中国"的内容
public class Test04 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        try (InputStream is = new FileInputStream("hello.txt")) {
            try (Scanner scanner = new Scanner(is, "UTF-8")) {
                while (scanner.hasNext()) {
                    String s = scanner.next();
                    System.out.print(s);
                }

            }
        }
    }
}

运行结果如下：

2.4、OutputStream概述

核心方法

2.5、利用OutputStreamWriter 进行字符写入

示例1：

java 复制代码 
import java. io .*;

public class Test05 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        try (OutputStream os = new FileOutputStream("output.txt")) {
            os.write('H');
            os.write('e');
            os.write('l');
            os.write('l');
            os.write('o');
            // 不要忘记 flush
            os.flush();
        }
    }
}

运行结果：

output.txt 文件夹下写入了Hello。

示例2：

java 复制代码 
import java. io .*;

public class Test06 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        try (OutputStream os = new FileOutputStream("output.txt")) {
            byte[] b = new byte[]{
                    (byte) 'G', (byte) 'o', (byte) 'o', (byte) 'd'
            };
            os.write(b);
            // 不要忘记 flush
            os.flush();
        }
    }
}

运行结果：

output.txt 文件夹下Hello 变成了 Good。

示例3：

java 复制代码 
import java.io .*;

public class Test07 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        try (OutputStream os = new FileOutputStream("output.txt") ) {
            byte[] b = new byte[] {
                    (byte)'G', (byte)'o',(byte)'o', (byte)'d', (byte)'B', (byte)'a'
            };
            os.write(b, 0,4);
            // 不要忘记 flush
            os.flush();

        }

    }
}

运行结果：

output.txt 文件夹下内容为 Good。

示例4：

java 复制代码 
import java. io .*;

public class Test08 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        try (OutputStream os = new FileOutputStream("output.txt")) {
            String s = "Nothing";
            byte[] b = s.getBytes();
            os.write(b);
            // 不要忘记 flush
            os.flush();
        }
    }
}

运行结果如下：

output.txt 文件夹下内容为 Nothing。

示例5：

java 复制代码 
import java.io .*;

public class Test09 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        try (OutputStream os = new FileOutputStream("output.txt")) {
            String s = "你好中国";
            byte[] b = s.getBytes("utf-8");
            os.write(b);

// 不要忘记 flush
            os.flush();

        }

    }
}

运行结果如下：

output.txt 文件夹下内容为： 你好中国。

2.6、利用PrintWriter找到我们熟悉的方法

上述,我们其实已经完成输出工作,但总是有所不方便,我们接来下将OutputStream处理下,使用PrintWriter类来完成输出,因为PrintWriter类中提供了我们熟悉的print/println/printf方法

示例：

java 复制代码 
import java. io .*;

public class Test10 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        try (OutputStream os = new FileOutputStream("output.txt")) {
            try (OutputStreamWriter osWriter = new OutputStreamWriter(os, "UTF-8")){
                try (PrintWriter writer = new PrintWriter(osWriter)) {
                    writer.println("我是第一行");
                    writer.print("我的第二行\r\n");
                    writer.printf("%d:我的第三行\r\n",1+1);
                    writer.flush();
                }
            }
        }
    }
}
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