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Java基础学习笔记十九 IO
File
IO概述
回想之前写过的程序，数据都是在内存中，一旦程序运行结束，这些数据都没有了，等下次再想使用这些数据，可是已经没有了。那怎么办呢？能不能把运算完的数据都保存下来，下次程序启动的时候，再把这些数据读出来继续使用呢？其实要把数据持久化存储，就需要把内存中的数据存储到内存以外的其他持久化设备(硬盘、光盘、U盘等)上。
当需要把内存中的数据存储到持久化设备上这个动作称为输出（写）Output操作。当把持久设备上的数据读取到内存中的这个动作称为输入（读）Input操作。因此我们把这种输入和输出动作称为IO操作。
File类
File类是File文件和目录路径名的抽象表示形式。即，Java中把文件或者目录（文件夹）都封装成File对象。也就是说如果我们要去操作硬盘上的文件，或者文件夹只要找到File这个类即可。那么我们就要研究研究File这个类中都有那些功能可以操作文件或者文件夹呢？
File类的构造函数
通过构造方法创建File对象，我们进行演示：
package inter;import java.io.File;public class Demo { public static void main(String[] args) { //File构造函数演示 String pathName = "e:\\java_code\\hello.java"; File f1 = new File(pathName);//将Test22文件封装成File对象。注意；可以封装不存在文件或者文件夹，变成对象。 System.out.println(f1); File f2 = new File("e:\\java_code","hello.java"); System.out.println(f2); //将parent封装成file对象。 File dir = new File("e:\\java_code"); File f3 = new File(dir,"hello.java"); System.out.println(f3); }}//e:\java_code\hello.java// e:\java_code\hello.java// e:\java_code\hello.java
File类的获取
创建完了File对象之后，那么File类中都有如下常用方法，可以获取文件相关信息
方法演示如下：
package inter;import java.io.File;public class Demo { public static void main(String[] args) { //创建文件对象 File file = new File("Demo.java"); //获取文件的绝对路径，即全路径 String absPath = file.getAbsolutePath(); //File中封装的路径是什么获取到的就是什么。 String path = file.getPath(); //获取文件名称 String filename = file.getName(); //获取文件大小 long size = file.length(); System.out.println("absPath="+absPath); System.out.println("path="+path); System.out.println("filename="+filename); System.out.println("size="+size); }}//absPath=F:\编程语言\Java\Project\Projects\typeInfo\Demo.java//path=Demo.java//filename=Demo.java//size=0
文件和文件夹的创建删除等
经常上面介绍，我们知道可以通过File获取到文件名称，文件路径(目录)等信息。接下来演示使用File类创建、删除文件等操作。代码演示：
package inter;import java.io.File;import java.io.IOException;public class Demo { public static void main(String[] args) throws IOException {// 对文件或者文件加进行操作。 File file = new File("f:\\file.txt");// 创建文件，如果文件不存在，创建 true 如果文件存在，则不创建 false。 如果路径错误，IOException。 boolean b1 = file.createNewFile(); System.out.println("b1=" + b1);//-----------删除文件操作-------注意：不去回收站。慎用------ boolean b2 = file.delete(); System.out.println("b2=" + b2);//-----------需要判断文件是否存在------------ boolean b3 = file.exists(); System.out.println("b3=" + b3);//-----------对目录操作 创建，删除，判断------------ File dir = new File("f:\\abc");//mkdir()创建单个目录。 boolean b4 = dir.mkdir(); System.out.println("b4=" + b4); File dir1 = new File("f:\\abcd\\ef\\gh");//dir.mkdirs();创建多级目录 boolean b5 = dir1.mkdirs(); System.out.println("b5=" + b5);//删除目录时，如果目录中有内容，无法直接删除。 boolean b6 = dir.delete();//只有将目录中的内容都删除后，保证该目录为空。这时这个目录才可以删除。 System.out.println("b6=" + b6);//-----------判断文件，目录------------ File f = new File("f:\\javahaha");// 要判断是否是文件还是目录，必须先判断存在。// f.mkdir();//f.createNewFile(); System.out.println(f.isFile()); System.out.println(f.isDirectory()); }}//b1=true//b2=true//b3=false//b4=true//b5=true//b6=true//false//false
listFiles()方法介绍
文件都存放在目录（文件夹）中，那么如何获取一个目录中的所有文件或者目录中的文件夹呢？
方法演示如下：
package inter;import java.io.File;public class Demo { public static void main(String[] args) { File dir = new File("F:\\源码学习");//获取的是目录下的当前的文件以及文件夹的名称。 String[] names = dir.list(); for(String name : names){ System.out.println(name); }//获取目录下当前文件以及文件对象，只要拿到了文件对象，那么就可以获取其中想要的信息 File[] files = dir.listFiles(); for(File file : files){ System.out.println(file); } }}//ace-master.zip//nfine-NFine-master//nfine-NFine-master.zip//SugarSite-master//SugarSite-master.zip//TaskManager-master//TaskManager-master.zip//WebDemo.rar//websocket聊天室//定时框架demo源码//行动日志//路过秋天的开源项目//F:\源码学习\ace-master.zip//F:\源码学习\nfine-NFine-master//F:\源码学习\nfine-NFine-master.zip//F:\源码学习\SugarSite-master//F:\源码学习\SugarSite-master.zip//F:\源码学习\TaskManager-master//F:\源码学习\TaskManager-master.zip//F:\源码学习\WebDemo.rar//F:\源码学习\websocket聊天室//F:\源码学习\定时框架demo源码//F:\源码学习\行动日志//F:\源码学习\路过秋天的开源项目
注意：在获取指定目录下的文件或者文件夹时必须满足下面两个条件
- 1、指定的目录必须是存在的，
- 2、指定的必须是目录。否则容易引发返回数组为null，出现NullPointerException
文件过滤器
通过listFiles()方法，我们可以获取到一个目录下的所有文件和文件夹，但能不能对其进行过滤呢？比如我们只想要一个目录下的指定扩展名的文件，或者包含某些关键字的文件夹呢？我们是可以先把一个目录下的所有文件和文件夹获取到，并遍历当前获取到所有内容，遍历过程中在进行筛选，但是这个动作有点麻烦，Java给我们提供相应的功能来解决这个问题。查阅File类的API，在查阅时发现File类中重载的listFiles方法，并且接受指定的过滤器。
测试类
import java.io.File;import java.io.FilenameFilter;public class Test { public static void main(String[] args) {//获取扩展名为.java所有文件//创建File对象 File file = new File("F:\\源码学习");//获取指定扩展名的文件,由于要对所有文件进行扩展名筛选，因此调用方法需要传递过滤器 File[] files = file.listFiles(new MyFileFilter());//遍历获取到的所有符合条件的文件 for (File f : files) { System.out.println(f); } }}class MyFileFilter implements FilenameFilter { public boolean accept(File dir, String name) { return name.endsWith(".zip"); }}//F:\源码学习\ace-master.zip//F:\源码学习\nfine-NFine-master.zip//F:\源码学习\SugarSite-master.zip//F:\源码学习\TaskManager-master.zip
自定类继承FilenameFilter过滤器接口
在查阅API时，我们发现，在listFiles(FileFilter filter) 也可以接受一个FileFilter过滤器，它和我们讲的FilenameFilter有啥区别呢？
- FilenameFilter过滤器中的accept方法接受两个参数，一个当前文件或文件夹所在的路径，一个是当前文件或文件夹对象的名称。
- FileFilter 过滤器中的accept方法接受一个参数，这个参数就当前文件或文件夹对象
当我们需要过滤文件名称时就可以使用FilenameFilter这个过滤器，当我们想对当前文件或文件夹进行过滤，就可以使用FileFilter ，比如需要当前目录下的所有文件夹，就可以使用FileFilter 过滤器。
测试类
import java.io.File;import java.io.FileFilter;public class Test { public static void main(String[] args) {//获取扩展名为.java所有文件//创建File对象 File file = new File("F:\\源码学习");//获取指定目录下的文件夹 File[] files = file.listFiles(new FileFileterByDir());//遍历获取到的所有符合条件的文件 for (File f : files) { System.out.println(f); } }}//自定义类继承FileFilter过滤器接口//文件过滤器class FileFileterByDir implements FileFilter { public boolean accept(File pathname) { return pathname.isDirectory(); }}//F:\源码学习\nfine-NFine-master//F:\源码学习\SugarSite-master//F:\源码学习\TaskManager-master//F:\源码学习\websocket聊天室//F:\源码学习\定时框架demo源码//F:\源码学习\行动日志//F:\源码学习\路过秋天的开源项目
递归
递归，指在当前方法内调用自己的这种现象。递归分为两种，直接递归和间接递归。直接递归称为方法自身调用自己。间接递归可以A方法调用B方法，B方法调用C方法，C方法调用A方法。
递归的代码演示，计算1-n之间的和，使用递归完成
public class DiGuiDemo { public static void main(String[] args) {//计算1~num的和，使用递归完成 int n = 5; int sum = getSum(n); System.out.println(sum); } public static int getSum(int n) { if(n == 1){ return 1; } return n + getSum(n-1); }}
注意：递归一定要有条件限定，保证递归能够停止下来，否则会发生栈内存溢出。在递归中虽然有限定条件，但是递归次数不能太多。否则也会发生栈内存溢出。
递归打印所有子目录中的文件路径
编写一个方法用来打印指定目录中的文件路径，并进行方法的调用。要求：若指定的目录有子目录，那么把子目录中的文件路径也打印出来。
代码演示
import java.io.File;public class Test { public static void main(String[] args) { File file = new File("F:\\源码学习\\nfine-NFine-master\\NFine"); getFileAll(file); }//获取指定目录以及子目录中的所有的文件 public static void getFileAll(File file) { File[] files = file.listFiles();//遍历当前目录下的所有文件和文件夹 for (File f : files) {//判断当前遍历到的是否为目录 if(f.isDirectory()){//是目录，继续获取这个目录下的所有文件和文件夹 getFileAll(f); }else{//不是目录，说明当前f就是文件，那么就打印出来 System.out.println(f); } } }}
字节流
在前面的学习过程中，我们一直都是在操作文件或者文件夹，并没有给文件中写任何数据。现在我们就要开始给文件中写数据，或者读取文件中的数据。
字节输出流OutputStream
OutputStream此抽象类，是表示输出字节流的所有类的超类。操作的数据都是字节，定义了输出字节流的基本共性功能方法。
输出流中定义都是写write方法，如下图:
FileOutputStream类
OutputStream有很多子类，其中子类FileOutputStream可用来写入数据到文件。
FileOutputStream类，即文件输出流，是用于将数据写入 File的输出流。
构造方法
FileOutputStream类写入数据到文件中，代码演示：
import java.io.File;import java.io.FileOutputStream;import java.io.IOException;public class FileOutputStreamDemo { public static void main(String[] args) throws IOException {//需求：将数据写入到文件中。//创建存储数据的文件。 File file = new File("f:\\file.txt");//创建一个用于操作文件的字节输出流对象。一创建就必须明确数据存储目的地。//输出流目的是文件，会自动创建。如果文件存在，则覆盖。 FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file);//调用父类中的write方法。 byte[] data = "http://www.mamicode.com/abcde".getBytes(); fos.write(data);//关闭流资源。 fos.close(); }}
给文件中续写和换行
直接new FileOutputStream(file)这样创建对象，写入数据，会覆盖原有的文件，那么我们想在原有的文件中续写内容怎么办呢？
继续查阅FileOutputStream的API。发现在FileOutputStream的构造函数中，可以接受一个boolean类型的值，如果值true，就会在文件末位继续添加。
构造方法，给文件中续写数据和换行，代码演示：
import java.io.File;import java.io.FileOutputStream;public class FileOutputStreamDemo2 { public static void main(String[] args) throws Exception { File file = new File("f:\\file.txt"); FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file, true);//设置给指定文件续写数据 String str = "\r\nitcast";//实现换行 fos.write(str.getBytes()); fos.close(); }}
IO异常的处理
在前面编写代码中都发生了IO的异常。我们在实际开发中，对异常时如何处理的，我们来演示一下。
import java.io.File;import java.io.FileOutputStream;import java.io.IOException;public class FileOutputStreamDemo3 { public static void main(String[] args) { File file = new File("f:\\file.txt");//定义FileOutputStream的引用 FileOutputStream fos = null; try {//创建FileOutputStream对象 fos = new FileOutputStream(file);//写出数据 fos.write("abcde".getBytes()); } catch (IOException e) { System.out.println(e.toString() + "----"); } finally {//一定要判断fos是否为null，只有不为null时，才可以关闭资源 if (fos != null) { try { fos.close(); } catch (IOException e) { throw new RuntimeException(""); } } } }}
字节输入流InputStream
通过前面的学习，我们可以把内存中的数据写出到文件中，那如何想把内存中的数据读到内存中，我们通过InputStream可以实现。InputStream此抽象类，是表示字节输入流的所有类的超类。定义了字节输入流的基本共性功能方法。
- int read():读取一个字节并返回，没有字节返回-1.
- int read(byte[]): 读取一定量的字节数，并存储到字节数组中，返回读取到的字节数。
FileInputStream类
InputStream有很多子类，其中子类FileInputStream可用来读取文件内容。FileInputStream 从文件系统中的某个文件中获得输入字节。
构造方法
FileInputStream类读取数据read方法
在读取文件中的数据时，调用read方法，实现从文件中读取数据
从文件中读取数据，代码演示：
import java.io.File;import java.io.FileInputStream;import java.io.IOException;public class FileInputStreamDemo { public static void main(String[] args) throws IOException { File file = new File("f:\\file.txt");//创建一个字节输入流对象,必须明确数据源，其实就是创建字节读取流和数据源相关联。 FileInputStream fis = new FileInputStream(file);//读取数据。使用 read();一次读一个字节。 int ch = 0; while ((ch = fis.read()) != -1) { System.out.println("ch=" + (char) ch); }// 关闭资源。 fis.close(); }}//ch=a//ch=b//ch=c//ch=d//ch=e
读取数据read(byte[])方法
在读取文件中的数据时，调用read方法，每次只能读取一个，太麻烦了，于是我们可以定义数组作为临时的存储容器，这时可以调用重载的read方法，一次可以读取多个字符。
import java.io.File;import java.io.FileInputStream;import java.io.IOException;public class FileInputStreamDemo2 { public static void main(String[] args) throws IOException {/** 演示第二个读取方法， read(byte[]);*/ File file = new File("f:\\file.txt");// 创建一个字节输入流对象,必须明确数据源，其实就是创建字节读取流和数据源相关联。 FileInputStream fis = new FileInputStream(file);//创建一个字节数组。 byte[] buf = new byte[1024];//长度可以定义成1024的整数倍。 int len = 0; while((len=fis.read(buf))!=-1){ System.out.println(new String(buf,0,len)); } fis.close(); }}//abcde
复制文件
原理；读取一个已有的数据，并将这些读到的数据写入到另一个文件中。
import java.io.File;import java.io.FileInputStream;import java.io.FileOutputStream;import java.io.IOException;public class CopyFileTest { public static void main(String[] args) throws IOException {//1,明确源和目的。 File srcFile = new File("f:\\总结.zip"); File destFile = new File("f:\\copyTest.zip");//2,明确字节流 输入流和源相关联，输出流和目的关联。 FileInputStream fis = new FileInputStream(srcFile); FileOutputStream fos = new FileOutputStream(destFile);//3, 使用输入流的读取方法读取字节，并将字节写入到目的中。 int ch = 0; while ((ch = fis.read()) != -1) { fos.write(ch); }//4,关闭资源。 fos.close(); fis.close(); }}
上述代码输入流和输出流之间是通过ch这个变量进行数据交换的。上述复制文件有个问题，每次都从源文件读取一个，然后在写到指定文件，接着再读取一个字符，然后再写一个，一直这样下去。效率极低。
缓冲数组方式复制文件
上述代码复制文件效率太低了，并且频繁的从文件读数据，和写数据，能不能一次多把文件中多个数据都读进内容中，然后在一次写出去，这样的速度一定会比前面代码速度快。
import java.io.File;import java.io.FileInputStream;import java.io.FileOutputStream;import java.io.IOException;public class CopyFileByBufferTest { public static void main(String[] args) throws IOException { File srcFile = new File("f:\\总结.zip"); File destFile = new File("f:\\copyTest.zip");// 明确字节流 输入流和源相关联，输出流和目的关联。 FileInputStream fis = new FileInputStream(srcFile); FileOutputStream fos = new FileOutputStream(destFile);//定义一个缓冲区。 byte[] buf = new byte[1024]; int len = 0; while ((len = fis.read(buf)) != -1) { fos.write(buf, 0, len);// 将数组中的指定长度的数据写入到输出流中。 }// 关闭资源。 fos.close(); fis.close(); }}
字符流
经过前面的学习，我们基本掌握的文件的读写操作，在操作过程中字节流可以操作所有数据，可是当我们操作的文件中有中文字符，并且需要对中文字符做出处理时怎么办呢？
字节流读取字符的问题
通过以下程序读取带有中文件的文件。
import java.io.FileInputStream;import java.io.FileOutputStream;import java.io.IOException;public class CharStreamDemo { public static void main(String[] args) throws IOException {//给文件中写中文 writeCNText();//读取文件中的中文 readCNText(); }//读取中文 public static void readCNText() throws IOException { FileInputStream fis = new FileInputStream("f:\\cn.txt"); int ch = 0; while((ch = fis.read())!=-1){ System.out.println(ch); } }//写中文 public static void writeCNText() throws IOException { FileOutputStream fos = new FileOutputStream("f:\\cn.txt"); fos.write(".NET Core（开放源代码，跨平台，x-copy可部署等）有许多令人兴奋的方面，其中最值得称赞的就是其性能".getBytes()); fos.close(); }}
上面程序在读取含有中文的文件时，我们并没有看到具体的中文，而是看到一些数字，这是什么原因呢？既然看不到中文，那么我们如何对其中的中文做处理呢？要解决这个问题，我们必须研究下字符的编码过程。
字符编码表
我们知道计算机底层数据存储的都是二进制数据，而我们生活中的各种各样的数据，如何才能和计算机中存储的二进制数据对应起来呢？这时老美他们就把每一个字符和一个整数对应起来，就形成了一张编码表，老美他们的编码表就是ASCII表。其中就是各种英文字符对应的编码。
编码表：其实就是生活中字符和计算机二进制的对应关系表。
1、ascii： 一个字节中的7位就可以表示。对应的字节都是正数。0-xxxxxxx
2、iso-8859-1:拉丁码表 latin，用了一个字节用的8位。1-xxxxxxx 负数。
3、GB2312:简体中文码表。包含6000-7000中文和符号。用两个字节表示。两个字节第一个字节是负数,第二个字节可能是正数
- GBK:目前最常用的中文码表，2万的中文和符号。用两个字节表示，其中的一部分文字，第一个字节开头是1，第二字节开头是0
- GB18030：最新的中文码表，目前还没有正式使用。
4、unicode：国际标准码表:无论是什么文字，都用两个字节存储。
- Java中的char类型用的就是这个码表。char c = ‘a‘;占两个字节。
- Java中的字符串是按照系统默认码表来解析的。简体中文版 字符串默认的码表是GBK。
5、UTF-8:基于unicode，一个字节就可以存储数据，不要用两个字节存储，而且这个码表更加的标准化，在每一个字节头加入了编码信息(后期到api中查找)。
能识别中文的码表：GBK、UTF-8；正因为识别中文码表不唯一，涉及到了编码解码问题。对于我们开发而言；常见的编码 GBK UTF-8 ISO-8859-1
文字--->(数字) ：编码。 “abc”.getBytes() byte[]
(数字)--->文字 : 解码。 byte[] b={97,98,99} ；new String(b)
字符输入流Reader
上述程序中我们读取拥有中文的文件时，使用的字节流在读取，那么我们读取到的都是一个一个字节。只要把这些字节去查阅对应的编码表，就能够得到与之对应的字符。API中是否给我们已经提供了读取相应字符的功能流对象，Reader，读取字符流的抽象超类。
- read():读取单个字符并返回
- read(char[]):将数据读取到数组中，并返回读取的个数。
FileReader类
查阅FileInputStream的API，发现FileInputStream 用于读取诸如图像数据之类的原始字节流。要读取字符流，请考虑使用 FileReader。
打开FileReader的API介绍。用来读取字符文件的便捷类。此类的构造方法假定默认字符编码和默认字节缓冲区大小都是适当的
构造方法
FileReader读取包含中文的文件
import java.io.FileOutputStream;import java.io.FileReader;import java.io.IOException;public class CharStreamDemo { public static void main(String[] args) throws IOException {//给文件中写中文 writeCNText();//读取文件中的中文 readCNText(); }//读取中文 public static void readCNText() throws IOException { FileReader fr = new FileReader("f:\\cn.txt"); int ch = 0; while((ch = fr.read())!=-1){//输出的字符对应的编码值 System.out.println(ch);//输出字符本身 System.out.println((char)ch); } }//写中文 public static void writeCNText() throws IOException { FileOutputStream fos = new FileOutputStream("\\cn.txt"); fos.write(".NET Core（开放源代码，跨平台，x-copy可部署等）有许多令人兴奋的方面，其中最值得称赞的就是其性能".getBytes()); fos.close(); }}
字符输出流Writer
既然有专门用于读取字符的流对象，那么肯定也有写的字符流对象，查阅API，发现有一个Writer类，Writer是写入字符流的抽象类。其中描述了相应的写的动作。
FileWriter类
查阅FileOutputStream的API，发现FileOutputStream 用于写入诸如图像数据之类的原始字节的流。要写入字符流，请考虑使用 FileWriter。
打开FileWriter的API介绍。用来写入字符文件的便捷类。此类的构造方法假定默认字符编码和默认字节缓冲区大小都是可接受的。
构造方法
FileWriter写入中文到文件中
写入字符到文件中，先进行流的刷新，再进行流的关闭。
public class FileWriterDemo { public static void main(String[] args) throws IOException {//演示FileWriter 用于操作文件的便捷类。 FileWriter fw = new FileWriter("d：\\text\\fw.txt"); fw.write("你好谢谢再见");//这些文字都要先编码。都写入到了流的缓冲区中。 fw.flush(); fw.close(); }}
flush()和close()的区别？
flush():将流中的缓冲区缓冲的数据刷新到目的地中，刷新后，流还可以继续使用。
close():关闭资源，但在关闭前会将缓冲区中的数据先刷新到目的地，否则丢失数据，然后在关闭流。流不可以使用。如果写入数据多，一定要一边写一边刷新，最后一次可以不刷新，由close完成刷新并关闭。
复制文本文件
思路：
- 1、既然是文本涉及编码表。需要用字符流。
- 2、操作的是文件。涉及硬盘。
- 3、有指定码表吗？没有，默认就行。
操作的是文件，使用的默认码表。使用哪个字符流对象。直接使用字符流操作文件的便捷类。FileReader FileWriter
import java.io.FileReader;import java.io.FileWriter;import java.io.IOException;public class CopyTextFileTest { public static void main(String[] args) throws IOException { copyTextFile(); } public static void copyTextFile() throws IOException {//1,明确源和目的。 FileReader fr = new FileReader("f:\\cn.txt"); FileWriter fw = new FileWriter("f:\\copy.txt");//2,为了提高效率。自定义缓冲区数组。字符数组。 char[] buf = new char[1024]; int len = 0; while((len=fr.read(buf))!=-1){ fw.write(buf,0,len); }/*2,循环读写操作。效率低。int ch = 0;while((ch=fr.read())!=-1){fw.write(ch);}*///3,关闭资源。 fw.close(); fr.close(); }}
总结
IO流的分类
|- 字节流
|- 字节输入流 InputStream 抽象类
|- FileInputStream 操作文件的字节输入流
|- 字节输出流 OuputStream抽象类
|- FileOutputStream 操作文件的字节输出流
|- 字符流
|- 字符输入流 Reader抽象类
|- InputStreamReader 输入操作的转换流
|- FileReader 用来操作文件的字符输入流（简便的流）
|- 字符输出流 Writer抽象类
|- OutputStreamWriter 输出操作的转换流
|- FileWriter 用来操作文件的字符输出流（简便的流）
Java基础学习笔记十九 IO