Java IO｜File 文件操作 + 字节流 / 字符流完整笔记 + 递归删除文件实战

Lhappy嘻嘻2026-07-15 0:08

Java IO 文件与流全套详解

前言

IO（Input/Output，输入输出）是 Java 后端、文件操作、网络编程的基础，分为文件系统 IO（本地文件读写）与网络 IO。本文完整梳理两大核心模块：

  1. java.io.File 类：本地文件、目录的增删改查、属性判断、递归遍历目录；
  2. 四大 IO 流：字符流 Reader/Writer、字节流 InputStream/OutputStream，包含读写模板、资源关闭、缓冲区、try-with-resources 语法；
  3. 综合实战：递归遍历目录，根据关键词匹配文件名，交互式确认删除文件。

基本概念：硬件和文件概述

文件定义

操作系统里，会把很多硬件设备和软件资源都抽象成"文件"，统一进行管理。

但大部分情况下，谈到的文件指的是硬盘里的文件 ⇒ 文件就相当于是对硬盘数据的一种抽象。

那硬盘都有哪些呢？接下来介绍一下硬盘的类别。

硬盘

硬盘有机械硬盘和固态硬盘两种。

机械硬盘(HDD)

  1. 适合顺序读写，不适合随机读写。
  2. 磁头的移动需要时间。

固态硬盘(SSD)

  1. 固态硬盘里是集成程度很高的芯片（类似于CPU、内存）。
  2. 固态硬盘比机械硬盘效率高，无论是顺序读写还是随机读写。
  3. 一般系统盘都要用固态硬盘，若想存储更多的资料，可以额外加机械硬盘。

服务器开发中，两种硬盘都会涉及到，尤其是一些用来存储大规模数据的机器，仍然是机械硬盘为主。

实际的操作是通过文件的方式来操作硬盘。

即使是固态硬盘，读写速度还是要比内存低很多。

内存 VS 外存

内存：

速度快，空间小，贵，数据是断电就消失。

外存：

速度慢，空间大，便宜，数据是断电后还在。

文件路径

  1. 一台计算机上有很多文件，这些文件是通过"文件系统"来进行组织的。
  2. 操作系统，使用"目录"这样的结构来组织文件，使用目录的层次结构来描述文件所在的位置。
  3. 文件所在的位置也就是路径。
  4. 路径又有两种表示：绝对路径和相对路径。

绝对路径

以C:（或者是D:）盘符开头的路径。

相对路径

需要先指定一个目录作为基准目录，从基准目录出发，看沿着哪条路线能找到指定文件(往往以 . 或者 ... 开头的； . 表示当前目录；... 表示当前目录的上一级目录)。

若是命令行进行操作，基准目录就是当前所处的目录；若是图形化界面的程序，基准目录就不好说了。

对于IDEA来说，基准目录就是项目目录。

文件类型

从编程的角度，文件有两种类型：文本文件和二进制文件，它们的代码编写方式不同。

文本文件

文件中保存的数据都是字符串(本质上也是二进制数据，它的每一段二进制都严格对应某一套字符编码里的合法字符)，保存的内容都是合法的字符。

二进制文件

文件中保存的数据，仅仅是二进制数据，不要求保存的内容是合法字符。

那么如何判定一个文件是文本文件还是二进制文件？

直接使用记事本打开这个文件，若打开之后乱码，那么该文件就是二进制文件，否则，就是文本文件。

对文件的操作

对文件的操作分成两种：文件系统的操作+文件内容的操作。

  1. 文件系统的操作：File类，创建文件、删除文件、判定文件是否存在、判定文件类型、重命名...
  2. 文件内容的操作：流对象，读文件、写文件。

文件系统的操作

File类的常见属性

修饰符及类型 属性 说明
static String pathSeparator 依赖于系统的路径分隔符，String类型的表示
static char separator 依赖于系统的目录分隔符，char类型的表示

File类的构造方法

  1. File(File parent,String child)：父目录+孩子路径
  2. File(String pathname)：文件路径
  3. File(String parent,String child)：父目录(用路径表示)+孩子路径

一个File对象，就表示了一个硬盘上的文件，在构造对象时，就需要把这个文件的路径指定进来。

文件名=前缀+扩展名。⇒ 使用路径构造File对象，一定要把前缀和扩展名都带上。

获取文件信息代码示例

java 复制代码 
import java.io.File;import java.io.IOException;
public class Main {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        File file = new File("./test.txt");
        System.out.println(file.getParent());//获取当前文件的父目录文件路径
        System.out.println(file.getName());//获取当前文件的文件名
        System.out.println(file.getPath());//获取当前文件的路径
        System.out.println(file.getAbsolutePath());//获取当前文件的绝对路径
        System.out.println(file.getCanonicalPath()); //获取当前文件的修饰过的文件路径
    }
}

运行结果：

.

test.txt

.\test.txt

D:\Java\FileIO.\test.txt

D:\Java\FileIO\test.txt

文件的创建代码示例

java 复制代码 
import java.io.File;import java.io.IOException;

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        File file = new File("./test.txt");
        System.out.println(file.exists());//文件是否存在
        System.out.println(file.isDirectory());//是否为目录
        System.out.println(file.isFile());//是否为普通文件

        //创建文件
        boolean ret=file.createNewFile();//返回值为boolean
        System.out.println("ret = "+ret);
        System.out.println(file.exists());//文件是否存在
        System.out.println(file.isDirectory());//是否为目录
        System.out.println(file.isFile());//是否为普通文件
    }
}

运行结果：

true

false

true

ret = false

true

false

true

文件的删除代码示例

java 复制代码 
import java.io.File;import java.io.IOException;
public class Main {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        File file = new File("./test.txt");
        file.createNewFile();
        boolean ret= file.delete();
        System.out.println("ret = "+ret);

        File file1 = new File("./test.txt");
        file1.createNewFile();
        file1.deleteOnExit();//JVM运行结束时才会进行删除
        System.out.println(file1.exists());
    }
}

运行结果：

ret = true

true

打印目录下所有文件名的代码示例

java 复制代码 
import java.io.File;import java.io.IOException;
import java.util.Arrays;

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        File f=new File("d:/");//若f为文件，则打印结果为null
        String[] files=f.list();//返回File对象代表的目录下的所有文件名
        System.out.println(Arrays.toString(files));
    }
}

创建单层文件夹代码示例

java 复制代码 
import java.io.File;
import java.io.IOException;

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        File f=new File("./java123");
        boolean ret=f.mkdir();//创建File对象代表的目录，单层目录
        if(ret){
            System.out.println("文件夹创建成功");
        }else{
            System.out.println("创建失败，文件夹已存在或路径错误");
        }
    }
}

运行结果：

文件夹创建成功

创建多层文件夹的代码示例

java 复制代码 
import java.io.File;
import java.io.IOException;

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        File f=new File("./java234/aaa/bbb/ccc");
        boolean ret=f.mkdirs();//创建File对象代表的目录，多层目录
        if(ret){
            System.out.println("文件夹创建成功");
        }else{
            System.out.println("创建失败，文件夹已存在或路径错误");
        }
    }
}

运行结果：

文件夹创建成功

文件重命名的代码示例

java 复制代码 
import java.io.File;
import java.io.IOException;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        File srcFile=new File("./java123");//这个文件必须存在，对它重命名
        File destFile=new File("./java456");//这个文件可以不存在
        boolean ret=srcFile.renameTo(destFile);
        if(ret) System.out.println("重命名成功");
        else System.out.println("重命名失败");
    }
}

运行结果：

重命名成功

文件内容的读写

对文件内容的操作有三个步骤：

  1. 打开文件（构造方法）；
  2. 读（输入）/写（输出）；
  3. 关闭文件。
    关闭文件这个步骤很重要，close() 是为了释放文件描述符。
    文件描述符表：一个顺序表（数组），一个进程每次打开一个文件，就需要在这个表里面分配一个元素，但这个数组的长度存在上限。
    若代码一直打开文件，而不关闭，就会使文件描述符表里的元素越来越多，一直到把这个数组占满了，后续再尝试打开文件，就会出错。

对文件内容的操作是通过流对象来实现的。

在标准库中，将流对象归并为两大类别：字节流、字符流。

字节流 VS 字符流

字节流：

  1. 对应着二进制文件。
  2. 每次读/写的最小单位是字节。
  3. 提供了两个父类：输入InputStream、输出OutputStream。
    注意：判断是输入还是输出，要站在CPU的角度，比如说把一个数据保存在硬盘中，这个过程就是输出（写）。

字符流：

  1. 对应着文本文件。
  2. 每次读/写的最小单位是字符。（一个字符对应几个字节，要看当前的字符集是哪种）
  3. 提供了两个父类：输入Reader、输出Writer。
  4. 字符流本质上是对字节流进行了又一层封装。字符流能自动把文件中几个相邻的字节，转换成一个字符，帮助我们完成了一个自动查字符集表。

Reader 的使用

简要介绍
  1. Reader 的修饰符及类型是 public abstract，抽象类，不能new出实例，只能new子类。
  2. 创建Reader对象的过程就是"打开文件"过程。
  3. 主要方法：
    （1）read()：无参，一次读取一个字符，返回值为int（0-65535），当返回值为-1时表示文件已读完；
    （2）read(char\[\] cbuf)：一次读取若干个字符，会把参数指定的cbuf数组给填充满。
    （3）read(char\[\] cbuf,int off,int len)：一次读取若干个字符，会把参数指定的cbuf数组中从off位置开始，到len这么长的范围尽量填满。
  4. 为什么字符流Reader能精准一次读一个完整字符，不会读到半个汉字乱码呢？
    把多个Unicode连续放到一起，很难区分从哪里到哪里是一个完整字符，但utf8可以区分。
read()的使用代码示例
java 复制代码 
import java.io.Reader;
import java.io.IOException;

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Reader reader=new FileReader("./test.txt");//该文件中的内容为：你好
        while(true){
            int c= reader.read();
            if(c==-1){//文件中的数据已经读完了
                break;
            }
            char ch=(char)c;
            System.out.println(ch);
        }
        reader.close();//一个文件使用完了，要记得close
    }
}

运行结果：

你

好

read(char\[\] cbuf)的代码示例
java 复制代码 
import java.io.Reader;
import java.io.IOException;

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Reader reader=new FileReader("./test.txt");//该文件中的内容为：你好,java
        while(true){
            char[] cubf=new char[4];
            int c= reader.read(cubf);//返回的是读取元素的个数
            if(c==-1){//文件中的数据已经读完了
                break;
            }
            System.out.println("c = "+c);
            for(int i=0;i<c;i++){
                System.out.println(cubf[i]);
            }
        }
        reader.close();
    }
}

运行结果：

c = 4

你

好

，

j

c = 3

a

v

a

注意：一个文件使用完毕之后一定要close()。

以上的书写方式仍然可能会出现文件资源泄露的风险。

可以采用try-finally方式或try with resource方式(要求必须实现Closeable接口)。

修改后的代码：

java 复制代码 
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;
import java.io.Reader;

public class Test {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // try() 括号内声明实现AutoCloseable接口的流，代码块结束自动close
        try (Reader reader = new FileReader("./test.txt")) {
            while (true) {
                char[] cubf = new char[4];
                int c = reader.read(cubf); // 返回本次实际读取到的字符数量
                if (c == -1) { // 读到文件末尾
                    break;
                }
                System.out.println("c = " + c);
                for (int i = 0; i < c; i++) {
                    System.out.println(cubf[i]);
                }
            }
        }
        // 不需要写 reader.close()！try-with-resources 无论正常结束/异常都会自动关闭流
    }
}

Writer 的使用

简要介绍
  1. Writer写入文件，默认情况下会把原有文件的内容清空掉再写入，若不想清空，需要在构造方法中加个参数true。
  2. 主要方法：
    （1）write(int c)：一次写一个字符。
    （2）write(String str)：一次写一个字符串。
    （3）write(char\[\] cbuf)：一次写多个字符。
    （4）write(String str,int off,int len)。
    （5）write(char\[\] cbuf,int off,int len)。
代码示例
java 复制代码 
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        try(Writer writer=new FileWriter("./test.txt",true)){
            writer.write("我在学习");
        }catch(IOException e){
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

InputStream 的使用

简要介绍

主要方法：

（1）read()：方法返回值为int（0-255）,值为-1时代表读到文件末尾。

（2）read(byte\[\] b).

（3）read(byte\[\] b,int off,int len)。

代码示例
java 复制代码 
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        try(InputStream inputStream=new FileInputStream("./test.txt")){
            byte[] buffer=new byte[1024];
            int n=inputStream.read(buffer);
            System.out.println("n = "+n);
            for (int i = 0; i < n; i++) {
                System.out.printf("%x\n",buffer[i]);//字节一般用十六进制来表示,ASCII码
            }
        } catch (FileNotFoundException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

运行结果：

n = 25

e4

bd

a0

e5

a5

bd

ef

bc

8c

6a

61

76

61

e6

88

91

e5

9c

a8

e5

ad

a6

e4

b9

a0

OutputStream 的使用

简要介绍
  1. 和Writer类似，写入文件，默认情况下会把原有文件的内容清空掉再写入，若不想清空，需要在构造方法中加个参数true。
  2. 主要方法：
    （1）write(int b)。
    （2）write(byte\[\] b)。
    （3）write(byte\[\] b,int off,int len)。
代码示例
java 复制代码 
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        try(OutputStream outputStream=new FileOutputStream("./test.txt")){
            String s="HelloWorld";
            outputStream.write(s.getBytes());
        } catch (FileNotFoundException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

字节流的代码可以转成字符流

代码示例1
java 复制代码 
import java.util.Scanner;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        try(InputStream inputStream=new FileInputStream("./test.txt");){
            Scanner scanner=new Scanner(inputStream);
            String s=scanner.next();
            System.out.println(s);
        } catch (FileNotFoundException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

运行结果：

HelloWorld

代码示例1
java 复制代码 
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        try(OutputStream outputStream=new FileOutputStream("./test.txt");
            PrintWriter writer=new PrintWriter(outputStream)){
            writer.printf("hi");
            writer.flush();//PrintWriter这样的类，在写入时，不一定是直接写硬盘，而是先把数据写入到一个内存构成的缓冲区中，此时需要刷新缓冲区，flush
        } catch (FileNotFoundException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

实战训练

扫描指定⽬录，并找到名称中包含指定字符的所有普通⽂件（不包含⽬录），并且后续询问⽤⼾是否要删除该⽂件。

分析：文件系统操作：

  1. list列出目录内容；
  2. 判定文件类型；
  3. 删除文件。
java 复制代码 
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner=new Scanner(System.in);
        //1.让用户输入指定目录
        System.out.println("请输入要扫描的指定目录：");
        String s=scanner.next();
        File file=new File(s);
        if(!file.isDirectory()){//用户输入的不是目录
            System.out.println("您输入的路径有误");
            return;
        }
        //2.让用户输入要删除文件的关键词
        System.out.println("请输入要删除文件的关键词：");
        String key=scanner.next();
        //3.进行递归扫描
        scanDir(file,key);
    }
    public static void scanDir(File root,String key){
        //1.先列出该目录下的所有文件和目录
        File[] list=root.listFiles();
        if(list==null){
            //当前目录为空，直接返回
            return;
        }
        //2.遍历每个元素并处理
        for(File f:list){
            if(f.isDirectory()){
                //是目录，就递归判定子目录中的内容
                scanDir(f,key);
            }else{
                //普通文件，检查该文件是否要删除
                checkDelete(f,key);
            }
        }
    }
    public static void checkDelete(File f,String key){
        if(!f.getName().contains(key)){
            //无需删除，直接返回
            return;
        }
        //需要删除
        System.out.println("当前文件为："+f.getAbsolutePath()+"，请确认是否要删除(Y/N)：");
        Scanner scanner=new Scanner(System.in);
        String choice =scanner.next();
        if(choice.equals("Y")||choice.equals("y")){
            //删除
            f.delete();
            System.out.println("删除完毕");
        }else{
            //不删除
            System.out.println("取消删除");
        }
    }
}

全文总结

  1. 区分createNewFile()/mkdir()/mkdirs()、delete()/deleteOnExit()、list()/listFiles()常用 API；
  2. IO 流分为字节流（任意文件）、字符流（仅限文本）；牢记 CPU 视角区分输入 / 输出；
  3. 资源释放重中之重，优先使用try-with-resources自动关闭流，杜绝文件描述符泄露；
    PrintWriter、Writer 存在缓冲区，必要时调用flush()防止数据滞留内存丢失；
  4. 递归遍历目录是 IO 经典编程题，核心思路：listFiles()遍历 + 子目录递归 + 文件业务判断。

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