13.IO流

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File类的使用

File类的理解

  1. File类的一个对象,代表一个文件或一个文件目录(俗称:文件夹)
  2. File类声明在java.io包下
  3. File类中涉及到关于文件或文件目录的创建、删除、重命名、修改时间、文件大小等方法,并未涉及到写入或读取文件内容的操作。如果需要读取或写入文件内容,必须使用IO流来完成。
  4. 后续File类的对象常会作为参数传递到IO流的构造器中,指明读取或写入的"终点"。

File的实例化

常用构造器
  • File(String filePath):使用指定路径名字符串创建一个新的File实例。路径名可以是相对路径或绝对路径。
  • File(String parentPath,String childpPath):从父路径名字符串和子路径名字符串创建一个新的File实例。子路径名字符串可以是文件名或目录名。
  • File(File parentFile,String childPath):从父抽象路径名和子路径名字符串创建一个新的File实例。子路径名字符串可以是文件名或目录名。
路径的分类

相对路径:相较于某个路径下,指明的路径。

绝对路径:包含盘符在内的文件或文件目录的路径

明:

IDEA中:

如果大家开发使用JUnit中的单元测试方法测试,相对路径即为当前Module下。

如果大家使用main()测试,相对路径即为当前的Project下。

Eclipse中:

不管使用单元测试方法还是使用main()测试,相对路径都是当前的Project下。

路径分隔符

windows和DOS系统默认使用\来表示

UNIX和URL使用/来表示

File类的常用方法

File类的获取功能
  • public String getAbsoultePath():获取绝对路径
  • public String getPath():获取路径
  • public String getName():获取名称
  • public String getParent():获取上层文件目录路径。若无,返回null
  • public long length():获取文件长度(即:字节数)。不能获取目录的长度
  • public long lastModified():获取最后一次的修改时间,毫秒值
  • public String[] list():获取指定目录下的所有文件或文件目录的名称数组
  • public File[] listFiles():获取指定目录下所有文件或文件目录的File数组
File类的重命名功能
  • public boolean renameTo(File dest):把文件重命名为指定的文件路径
File类的判断功能
  • public boolean isDirectory():判断是否是文件目录
  • public boolean isFile():判断是否是文件
  • public boolean exists():判断是否存在
  • public boolean canRead():判断是否可读
  • public boolean canWrite():判断是否可写
  • public boolean isHidden():判断是否隐藏
File类的创建功能
  • public boolean createNewFile():创建文件。若文件存在,则不创建,返回false
  • public boolean mkdir():创建文件目录。如果此文件目录存在,就不创建了。如果此文件目录的上层目录不存在,也不创建。
  • public boolean mkdirs():创建文件目录。如果上层文件目录不存在,一并创建。

注意事项:如果你创建文件或者文件目录没有写盘符路径,那么,默认在项目路径下。

File类的删除功能
  • public boolean delete():删除文件或者文件夹 删除注意事项:

Java中的删除不走回收站。

要删除一个文件目录,请注意该文件目录内不能包含或者文件目录

IO流概述

流的分类

  1. 操作数据单位:字节流、字符流
  2. 数据的流向:输入流、输出流
  3. 流的角色:节点流、处理流

图示:

流的体系结构

说明:红框对应的是IO流中的4个抽象基类。

蓝框的流需要大家重点关注。

重点说明的几个流结构

输入、输出的标准化过程

输出过程

  • 创建File类的对象,指明读取的数据的来源。(要求此文件一定要存在)
  • 创建相应的输入流,将File类的对象作为参数,传入流的构造器中
  • 具体的读入过程
    • 创建相应的byte[]或char[]。
  • 关闭流资源 说明:程序中出现的异常需要使用try-catch-finally处理。

输出过程

  • 创建File类的对象,指明写出的数据的位置。(不要求此文件一定要存在)
  • 创建相应的输出流,将File类的对象作为参数,传入流的构造器中
  • 具体的写出过程:
    • write(char[]/byte[] buffer,0,len)
  • 关闭流资源 说明:程序中出现的异常需要使用try-catch-finally处理。

节点流(文件流)

FileReader/FileWriter的使用:

FileRead的使用:

/*
将day09下的hello.txt文件内容读入程序中,并输出到控制台
说明点:
1. read()的理解:返回读入的一个字符。如果达到文件末尾,返回-1
2. 异常的处理:为了保证流资源一定可以执行关闭操作。需要使用try-catch-finally处理
3. 读入的文件一定要存在,否则就会报FileNotFoundException。
*/

    @Test
    public void testFileReader1() {

        FileReader fr = null;

        try {
            //1.File类的实例化
            File file = new File("hello.txt");
            
            //2.FileReader流的实例化
            fr = new FileReader(file);
            //3.读入的操作
            //read(char[] cbuf):返回每次读入cbuf数组中的字符的个数。如果达到文件末尾,返回-1

            char[] cbuf = new char[5];
            int len;

            while ((len = fr.read(cbuf)) != -1) {
                //方式一:
                //错误的写法
                // for(int i = 0;i < cbuf.length;i++){
                // System.out.print(cbuf[i]);
                // }
                //正确的写法
                // for(int i = 0;i < len;i++){
                // System.out.print(cbuf[i]);
                // }
                //方式二:
                //错误的写法,对应着方式一的错误的写法
                // String str = new String(cbuf);
                // System.out.print(str);
                //正确的写法
                String str = new String(cbuf, 0, len);
                System.out.print(str);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (fr != null) {
                //4.资源的关闭
                try {
                    fr.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

FileWriter的使用

/*
从内存中写出数据到硬盘的文件里。

说明:
1. 输出操作,对应的File可以不存在的。并不会报异常
2.
     File对应的硬盘中的文件如果不存在,在输出的过程中,会自动创建此文件。
     File对应的硬盘中的文件如果存在:
           如果流使用的构造器是:FileWriter(file,false) / FileWriter(file):对原文件的覆盖
           如果流使用的构造器是:FileWriter(file,true):不会对原文件覆盖,而是在原文件基础上追加内容

 */

@Test
public void testFileWriter() {
    FileWriter fw = null;
    try {
        //1.提供File类的对象,指明写出到的文件
        File file = new File("hello1.txt");

        //2.提供FileWriter的对象,用于数据的写出
        fw = new FileWriter(file, false);

        //3.写出的操作
        fw.write("I have a dream!\n");
        fw.write("you need to have a dream!");
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        //4.流资源的关闭
        if (fw != null) {

            try {
                fw.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

文本文件的复制:

@Test
    public void testFileReaderFileWriter() {
        FileReader fr = null;
        FileWriter fw = null;
        try {
            //1.创建File类的对象,指明读入和写出的文件
            File srcFile = new File("hello.txt");
            File destFile = new File("hello2.txt");

            //不能使用字符流来处理图片等字节数据
//            File srcFile = new File("爱情与友情.jpg");
//            File destFile = new File("爱情与友情1.jpg");
            
            //2.创建输入流和输出流的对象
            fr = new FileReader(srcFile);
            fw = new FileWriter(destFile);


            //3.数据的读入和写出操作
            char[] cbuf = new char[5];
            int len;//记录每次读入到cbuf数组中的字符的个数
            while ((len = fr.read(cbuf)) != -1) {
                //每次写出len个字符
                fw.write(cbuf, 0, len);

            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //4.关闭流资源
            //方式一:
//            try {
//                if(fw != null)
//                    fw.close();
//            } catch (IOException e) {
//                e.printStackTrace();
//            }finally{
//                try {
//                    if(fr != null)
//                        fr.close();
//                } catch (IOException e) {
//                    e.printStackTrace();
//                }
//            }
            //方式二:
            try {
                if (fw != null)
                    fw.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            try {
                if (fr != null)
                    fr.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

FileInputStream / FileOutputStream的使用:

  1. 对于文本文件(.txt,.java,.c,.cpp),使用字符流处理
  2. 对于非文本文件(.jpg,.mp3,.mp4,.avi,.doc,.ppt,...),使用字节流处理
/*
实现对图片的复制操作
*/
@Test
public void testFileInputOutputStream() {
    FileInputStream fis = null;
    FileOutputStream fos = null;
    try {
        //1.造文件
        File srcFile = new File("爱情与友情.jpg");
        File destFile = new File("爱情与友情2.jpg");

        //2.造流
        fis = new FileInputStream(srcFile);
        fos = new FileOutputStream(destFile);

        //3.复制的过程
        byte[] buffer = new byte[5];
        int len;
        while ((len = fis.read(buffer)) != -1) {
            fos.write(buffer, 0, len);
        }

    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        if (fos != null) {
            //4.关闭流
            try {
                fos.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        if (fis != null) {
            try {
                fis.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

【注意】

相对路径在IDEA和Eclipse中使用的区别?

IDEA:

如果使用单元测试的方法,相对路径基于当前的Module的。

如果使用main()测试,相对路径基于当前Project的。

Eclipse:

单元测试方法还是main(),相对路径都是基于当前Project的。

缓冲流的使用

缓冲流涉及到的类:

  • BufferedInputS
  • BufferOutputStream
  • BufferedReader
  • BufferedWriter

作用:

作用:提供流的读取、写如的速度

提高读写速度的原因:内部提供了一个缓冲区。默认情况下是8kb

典型代码

使用BufferedInputStream和BufferedOutputStream:处理非文本文件


//实现文件复制的方法
public void copyFileWithBuffered(String srcPath, String destPath) {

    BufferedInputStream bis = null;

    BufferedOutputStream bos = null;

    try {

        //1.造文件

        File srcFile = new File(srcPath);

        File destFile = new File(destPath);

        //2.造流

        //2.1 造节点流

        FileInputStream fis = new FileInputStream((srcFile));

        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(destFile);

        //2.2 造缓冲流

        bis = new BufferedInputStream(fis);

        bos = new BufferedOutputStream(fos);

        //3.复制的细节:读取、写入

        byte[] buffer = new byte[1024];

        int len;

        while ((len = bis.read(buffer)) != -1) {

            bos.write(buffer, 0, len);

        }

    } catch (IOException e) {

        e.printStackTrace();

    } finally {
        //4.资源关闭

        //要求:先关闭外层的流,再关闭内层的流

        if (bos != null) {

            try {

                bos.close();

            } catch (IOException e) {

                e.printStackTrace();

            }

        }

        if (bis != null) {

            try {

                bis.close();

            } catch (IOException e) {

                e.printStackTrace();

            }

        }

//说明:关闭外层流的同时,内层流也会自动的进行关闭。关于内层流的关闭,我们可以省略.

// fos.close();

// fis.close();
    }
}

使用BufferedReader和BufferedWriter:处理文本文件

    @Test
    public void testBufferedReaderBufferedWriter() {
        BufferedReader br = null;
        BufferedWriter bw = null;
        try {
            //创建文件和相应的流
            br = new BufferedReader(new FileReader(new File("dbcp.txt")));
            bw = new BufferedWriter(new FileWriter(new File("dbcp1.txt")));

            //读写操作
            //方式一:使用char[]数组
//            char[] cbuf = new char[1024];
//            int len;
//            while((len = br.read(cbuf)) != -1){
//                bw.write(cbuf,0,len);
//    //            bw.flush();
//            }

            //方式二:使用String
            String data;
            while ((data = br.readLine()) != null) {
                //方法一:
//                bw.write(data + "\n");//data中不包含换行符
                //方法二:
                bw.write(data);//data中不包含换行符
                bw.newLine();//提供换行的操作

            }


        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //关闭资源
            if (bw != null) {

                try {
                    bw.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if (br != null) {
                try {
                    br.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
        }

    }

转换流的使用

转换流涉及到的类:属于字符流

InputStreamReader:将一个字节的输入流转换为字符的输入流

解码:字节、字节数组 --->字符数组、字符串

OutputStreamWitter:将一个字符的输出流转换位字节的输出流

编码:字符数组、字符串 --->字节、字节数组

说明:编码决定了解码的方式

作用:

提供了字节流与字符流之间的转换

图示

典型实现

@Test
public void test1() throws IOException {

    FileInputStream fis = new FileInputStream("dbcp.txt");
    //InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis);//使用系统默认的字符集
    //参数2指明了字符集,具体使用哪个字符集,取决于文件dbcp.txt保存时使用的字符集
    InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis, "UTF-8");//使用系统默认的字符集

    char[] cbuf = new char[20];
    int len;
    while ((len = isr.read(cbuf)) != -1) {
        String str = new String(cbuf, 0, len);
        System.out.print(str);
    }

    isr.close();

}

/*
此时处理异常的话,仍然应该使用try-catch-finally

综合使用InputStreamReader和OutputStreamWriter
 */
@Test
public void test2() throws Exception {
    //1.造文件、造流
    File file1 = new File("dbcp.txt");
    File file2 = new File("dbcp_gbk.txt");

    FileInputStream fis = new FileInputStream(file1);
    FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file2);

    InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis, "utf-8");
    OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(fos, "gbk");

    //2.读写过程
    char[] cbuf = new char[20];
    int len;
    while ((len = isr.read(cbuf)) != -1) {
        osw.write(cbuf, 0, len);
    }

    //3.关闭资源
    isr.close();
    osw.close();


}

说明:文件编码的方式(比如:GBK),决定了解析时使用的字符集(也只能是GBK)。

编码集

常见编码表

  • ASCII: 美国标准信息交换码
    • 用一个字节的7位可以表示
  • ISO8859-1: 拉丁码表。欧洲码表
    • 用一个字节8位表示
  • GB2312: 中国的中文编码表。最多两个字节编码所有字符
  • GBK: 中国的中文编码表升级,融合了更多的中文文字符号。最多两个字节编码
  • Unicode: 国际标准码,融合了目前人类使用的所有字符。为每个字符分配唯一的字符吗。所有的文字都用两个字节来表示。
  • UTF-8: 变长的编码方式,可用1-4个字节来表示每一个字符。

对后面学习的启示

客户端/浏览器端 <----> 后台(java,Go,Python,Node.js,php) <----> 数据库

要求前前后后使用的字符集都要统一:UTF-8。

其他流的使用

标准的输入输出流:

System.in: 标准的输入流,默认从键盘输入

System.out: 标准的输出流,默认从控制台输出

修改默认的输入和输出行为:

System类的setln(InputStream is)/setOut(PrintStream ps)方式重新指定输入和输出流。

打印流:

PrintStream 和 PrintWrite

说明:

提供了一系列重载的print()println()方法,用于多种数据类型的输出

System.out返回的是PrintStream的实例

数据流

DataInputStream 和DataOutputStream

作用:

用于读取或写出基础数据类型的变量或字符串

示例代码:

/*
练习:将内存中的字符串、基本数据类型的变量写出到文件中。

注意:处理异常的话,仍然应该使用try-catch-finally.
*/
@Test
public void test3() throws IOException {
    //1.
    DataOutputStream dos = new DataOutputStream(new FileOutputStream("data.txt"));
    //2.
    dos.writeUTF("刘建辰");
    dos.flush();//刷新操作,将内存中的数据写入文件
    dos.writeInt(23);
    dos.flush();
    dos.writeBoolean(true);
    dos.flush();
    //3.
    dos.close();


}
/*
将文件中存储的基本数据类型变量和字符串读取到内存中,保存在变量中。

注意点:读取不同类型的数据的顺序要与当初写入文件时,保存的数据的顺序一致!

 */
@Test
public void test4() throws IOException {
    //1.
    DataInputStream dis = new DataInputStream(new FileInputStream("data.txt"));
    //2.
    String name = dis.readUTF();
    int age = dis.readInt();
    boolean isMale = dis.readBoolean();

    System.out.println("name = " + name);
    System.out.println("age = " + age);
    System.out.println("isMale = " + isMale);

    //3.
    dis.close();

}

对象流的使用

1.对象流

ObjectInputStreamObjectOutputStream

2.作用

ObjectOutputStream:内存中的对象 ---> 存储中的文件、通过网络传输出去:序列化过程

ObjectInputStream:存储中的文件、通过网络接收过来 ---> 内存中的对象:反序列化过程

3.对象的序列化机制:

对象序列化机制允许把内存中的Java对象转换成平台无关的二进制流,从而允许把这种二进制流持久地保存在磁盘上,或通过网络将这种二进制流传输到另一网络节点。当其他程序获得了这种二进制流,就可以恢复成原来的Java对象

4.序列化代码实现:

    @Test
    public void testObjectOutputStream(){
        ObjectOutputStream oos = null;

        try {
            //1.
            oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("object.dat"));
            //2.
            oos.writeObject(new String("我爱北京天安门"));
            oos.flush();//刷新操作

            oos.writeObject(new Person("王铭",23));
            oos.flush();

            oos.writeObject(new Person("张学良",23,1001,new Account(5000)));
            oos.flush();

        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if(oos != null){
                //3.
                try {
                    oos.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
        }

    }

5.反序列化代码实现:

@Test
public void testObjectInputStream(){
    ObjectInputStream ois = null;
    try {
        ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("object.dat"));

        Object obj = ois.readObject();
        String str = (String) obj;

        Person p = (Person) ois.readObject();
        Person p1 = (Person) ois.readObject();

        System.out.println(str);
        System.out.println(p);
        System.out.println(p1);

    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (ClassNotFoundException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        if(ois != null){
            try {
                ois.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }

        }
    }
}

6.实现序列化的对象所属的类需要满足:

  1. 需要实现接口:Serializable
  2. 当前类提供一个全局常量:serialVersionUID
  3. 除了当前Person类需要实现Serializable接口之外,还必须保证其内部属性也必须是可序列化的。(默认情况下、基本数据类型可序列化)

补充:ObjectOutputStream和ObjectInputStream不能序列哈static和transient修饰的成员变量

RandomAccessFile的使用

随机存取文件流:RandomAccessFile

使用说明:

  1. RandomAccessFile直接继承于java.lang.Object类,实现了DataInput和DataOutput接口
  2. RandomAccessFile既可以作为输入流,又可以作为输出流
  3. 如果RandomAccessFile作为输出流时,写出到文件不存在,则在执行过程中自动创建。
    • 如果写出到的文件存在,则会对原文件内容进行覆盖。(默认情况下,从头覆盖)
  4. 可以通过相关操作,实现RandomAccessFile"插入"数据的效果。seek(int pos)

典型代码

典型代码1:

@Test
public void test1() {

    RandomAccessFile raf1 = null;
    RandomAccessFile raf2 = null;
    try {
        //1.
        raf1 = new RandomAccessFile(new File("爱情与友情.jpg"),"r");
        raf2 = new RandomAccessFile(new File("爱情与友情1.jpg"),"rw");
        //2.
        byte[] buffer = new byte[1024];
        int len;
        while((len = raf1.read(buffer)) != -1){
            raf2.write(buffer,0,len);
        }
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        //3.
        if(raf1 != null){
            try {
                raf1.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }

        }
        if(raf2 != null){
            try {
                raf2.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }

        }
    }
}

典型代码2:

/*
使用RandomAccessFile实现数据的插入效果
 */
@Test
public void test3() throws IOException {

    RandomAccessFile raf1 = new RandomAccessFile("hello.txt","rw");

    raf1.seek(3);//将指针调到角标为3的位置
    //保存指针3后面的所数据到StringBuilder中
    StringBuilder builder = new StringBuilder((int) new File("hello.txt").length());
    byte[] buffer = new byte[20];
    int len;
    while((len = raf1.read(buffer)) != -1){
        builder.append(new String(buffer,0,len)) ;
    }
    //调回指针,写入“xyz”
    raf1.seek(3);
    raf1.write("xyz".getBytes());

    //将StringBuilder中的数据写入到文件中
    raf1.write(builder.toString().getBytes());

    raf1.close();

    //思考:将StringBuilder替换为ByteArrayOutputStream
}

Path、Paths、Files的使用

NIO的使用说明:

NIO的使用说明:

  • Java NIO (New IO,Non-Blocking IO)是从Java 1.4版本开始引入的一套新的IO API,可以替代标准的Java IO AP。

  • NIO与原来的IO同样的作用和目的,但是使用的方式完全不同,NIO支持面向缓冲区的(IO是面向流的)、基于通道的IO操作。

  • NIO将以更加高效的方式进行文件的读写操作。

  • 随着 JDK 7 的发布,Java对NIO进行了极大的扩展,增强了对文件处理和文件系统特性的支持,以至于我们称他们为 NIO.2。

Path的使用 ---jdk7提供

  • Path的说明:

    • Path替换原有的File类。
  • 如何实例化:

image.png

  • 常用方法:

image.png

Files工具类 ---jdk7提供

  • 作用:
    • 操作文件或文件目录的工具类
  • 常用方法:

image.png

image.png