Java文件操作和IO（三）——深入理解数据流与文件内容读写

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| 方法 | 说明 |
| int read() | 读取一个字节(0~255)，若到到达末尾返回-1 |
| int read(byte\[\] b) | 读取最多b.length个字节放入数组，返回实际读取的字节数；末尾返回-1 |
| int read(byte\[\] b, int off ,int len) | 读取最多len个字节放入b的off起始位置 |
| void close | 释放底层资源，必须调用 |

java.io.OutputStream定义了写入方法：

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| 方法 | 说明 |
| void write(int b) | 写入一个字节（int 的低8位） |
| void write(byte\[\] b) | 写入整个字节数组 |
| void write(byte\[\] b, int off , int len) | 写入数组从off开始的len个字节 |
| void flush() | 强制将缓冲区的数据写入底层设备 |
| void close() | 释放资源（通常先flush） |

当你调用write时，数据往往没有真正写在硬盘或网络上，而是被放在了缓冲区，只有缓冲区满了或者流被关闭了，数据才会真正被flush到目标设备上。

出于防御型编程，建议在close前显式调用一次flush

2.2文件字节流：FileInputStream和FileOutputStream

这两个类直接连接到文件，是典型的节点流。

构造方法

java 复制代码

// 从 File 对象或路径字符串构造
FileInputStream fis = new FileInputStream("data.dat");
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("out.dat");
// 第二个参数表示是否追加，默认 false 覆盖
FileOutputStream fosAppend = new FileOutputStream("out.dat", true);

2.3高效读写：使用缓冲区

单字节读写效率极低（每次调用操作系统底层），通常我们使用固定大小的字节数组作为缓冲区，批量读写。

读取模板：

java 复制代码

try (InputStream is = new FileInputStream("source.dat")) {
    byte[] buffer = new byte[1024];   // 1KB 缓冲区
    int len;
    while ((len = is.read(buffer)) != -1) {
        // 处理 buffer 中 [0, len) 的数据
    }
}

写入模板：

java 复制代码

try (OutputStream os = new FileOutputStream("dest.dat")) {
    byte[] buffer = ...; // 准备数据
    int len = ...;
    os.write(buffer, 0, len);
    os.flush(); // 确保所有数据写入磁盘
}

三、字符流：处理文本的利器

3.1为什么需要字符流？

字节流虽然通用，但直接处理文本会遇到编码问题。例如，中文字符在UTF-8中可能占3个字节，若用字节流著俄国字节读取，无法得到正确的字符。Java提供了字符流（Reader/Writer），它们以字符（16-bit Unicode）为单位，自动处理字节与字符之间额转换，前提是必须指定正确的字符集。

3.2使用Scanner读取文本

在基础阶段，我们最熟悉的文本读取工具莫过于Scanner。它不仅能直接从标准输入读取，还可以从任何InputStream读取，并指定字符集

java 复制代码

try (InputStream is = new FileInputStream("hello.txt");
     Scanner scanner = new Scanner(is, "UTF-8")) {
    while (scanner.hasNextLine()) {
        String line = scanner.nextLine();
        System.out.println(line);
    }
}

这种方式简洁直观，适合读取结构化或按行分割的文本。但对于大文件，Scanner有一定的性能开销，此时可以考虑更底层的BufferReader。

3.3使用PrintWriter写入文本

相比于FileOutputStream.write(byte\[\] ),PrintWriter提供了我们熟悉的print()、println()和printf()方法，支持格式化输出，且自动处理字符编码。

通常的包装链：

java 复制代码

try (OutputStream os = new FileOutputStream("output.txt");
     OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(os, "UTF-8");
     PrintWriter writer = new PrintWriter(osw)) {
    writer.println("我是第一行");
    writer.printf("数值：%d%n", 123);
    writer.flush();
}

四、资源管理：try-with-resources

Java 7引入的try-with-resources语法大大简化了资源释放代码。实现类AtuoCloseable接口的类（包括所有I/O流）都可以放在try后的括号中，系统会在try块结束时自动调用close()，无需我们显式写finally。

java 复制代码

// 旧方式（易错）
InputStream is = null;
try {
    is = new FileInputStream("test.txt");
    // ...
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
} finally {
    if (is != null) {
        try {
            is.close();
        } catch (IOException e) { /* 忽略 */ }
    }
}

// 新方式（推荐）
try (InputStream is = new FileInputStream("test.txt")) {
    // ...
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

五、综合实践：三个实用小工具

5.1文件复制（字节流）

java 复制代码

public static void copyFile(String srcPath, String destPath) throws IOException {
    File src = new File(srcPath);
    File dest = new File(destPath);
    if (!src.exists() || !src.isFile()) {
        throw new IllegalArgumentException("源文件不存在或不是普通文件");
    }
    if (dest.exists() && dest.isFile()) {
        // 询问是否覆盖（此处省略交互）
    }
    try (InputStream is = new FileInputStream(src);
         OutputStream os = new FileOutputStream(dest)) {
        byte[] buffer = new byte[1024];
        int len;
        while ((len = is.read(buffer)) != -1) {
            os.write(buffer, 0, len);
        }
        os.flush();
    }
}

5.2扫描目录并删除指定文件

java 复制代码

private static void scanDir(File dir, String token, List<File> result) {
    File[] files = dir.listFiles();
    if (files == null) return;
    for (File f : files) {
        if (f.isDirectory()) {
            scanDir(f, token, result);
        } else {
            if (f.getName().contains(token)) {
                result.add(f);
            }
        }
    }
}

5.3按文件内容搜索（字符流）

java 复制代码

private static boolean isContentContains(File file, String token) throws IOException {
    StringBuilder sb = new StringBuilder();
    try (InputStream is = new FileInputStream(file);
         Scanner scanner = new Scanner(is, "UTF-8")) {
        while (scanner.hasNextLine()) {
            sb.append(scanner.nextLine());
            sb.append("\r\n");
        }
    }
    return sb.indexOf(token) != -1;
}