Java文件IO操作基础

简介: Java文件IO操作基础


前言

       本次内容主要针对java当中的文件读写操作, 文件读写的基本操作包括File对象, InputString, OutputString.及其构造方法, 用法, 使用场景等讲解

java.io.File

        对于一个文件, 我们如要使用Java语言对其进行操作,  那么java标准库里面提供了一个File类, 用来描述一个文件,  此处的File类的实例对象就是对应的硬盘上一个文件的抽象, 这个抽象具体指的就是, 文件是存储来硬盘上的, 如果直接用代码操作硬盘是不方便的, 于是就在内存中创建一个与此文件与之对应的文件对象, 便于清楚这个对象的位置, 然后修改这个文件.

       1. 构造方法

File类构造方法

方法定义  说明
File(File parent, String child) parent为父目录(一个File实例), 然后加上一个孩子路径, 构成一个新的File实例
File(String pathName) 根绝文件路径创建出一个新的File实例, 这个路径可以是绝对路径或者是相对路径
File(String parent, String child) 使用父目录加子目录的形式,创建一个新的File实例.

我们创建一个文件夹, 在c盘下的文件夹, 然后在文件夹里面创建这个test.txt文本文件, 如图:

  • File(String pathName)
import java.io.File;
 
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        File file1 = new File("c:/test/test.txt");
        boolean ret = file1.exists();
        System.out.println(ret);
    }
}

输出: true( 此处的exists()方法是检查这个文件是否存在, 如果不存在返回false)

  • File(String parent, String child)

import java.io.File;
 
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        File file2 = new File("C:\\c\\code_c","cProject");
        boolean ret = file2.exists();
        System.out.println(ret);
    }
}

输出:true;

  • File(File parent, String child)

import java.io.File;
 
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        File file1 = new File("C:\\c\\code_c");
        File file2 = new File(file1,"cProject");
        boolean ret = file2.exists();
        System.out.println(ret);
    }
}

输出:true;

       2. 方法

File类中的方法概览

返回类型 方法定义 说明

String

getParent() 返回 File 对象的父目录文件路径
String getName() 返回 FIle 对象的纯文件名称
String getPath()

返回 File 对象的文件路径

String getAbsolutePath() 返回 File 对象的绝对路径
String getCanonicalPath() 返回 File 对象的修饰过的绝对路径
boolean exists() 判断 File 对象描述的文件/ 目录是否真实存在
boolean isDirectory() 判断 File 对象代表的文件是否是一个目录
boolean isFile() 判断 File 对象代表的文件是否是一个普通文件
boolean createNewFile() 根据 File 对象,自动创建一个空文件。成功创建后返回 true
boolean delete() 根据 File 对象,删除该文件。成功删除后返回 true
void deleteOnExit() 根据 File 对象,标注文件将被删除,删除动作会到JVM 运行结束时才会进行
String[ ] list() 返回 File 对象代表的目录下的所有文件名
File[ ] listFiles() 返回 File 对象代表的目录下的所有文件,以 File 对象表示
boolean mkdir()

创建 File 对象代表的目录

boolean mkdirs() 创建 File 对象代表的目录,如果必要,会创建中间目录

boolean

renameTo(File dest)

进行文件改名,也可以视为我们平时的剪切、粘贴操 作

boolean canRead() 判断用户是否对文件有可读权限
boolean canWrite() 判断用户是否对文件有可写权限

对于一个文件:

以下方法的实例都是用上面这个文件(cProject.sln)来表示, 其基准目录为C:/c/code_c/cProject

               get类方法

import java.io.File;
import java.io.IOException;
 
public class Main {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        File file = new File("C:/c/code_c/cProject/cProject.sln");
        String retGetParent = file.getParent();
        String retGetName = file.getName();
        String retGetPath = file.getPath();
        String retGetAbsolutePath = file.getAbsolutePath();
        String retGetCanonicalPath = file.getCanonicalPath();
        System.out.println("文件:C:/c/code_c/cProject/cProject.sln");
        System.out.println("父目录文件路径:"+retGetParent);
        System.out.println("文件名称:"+retGetName);
        System.out.println("文件路径:"+retGetPath);
        System.out.println("文件绝对路径:"+retGetAbsolutePath);
        System.out.println("修饰过的绝对路径"+retGetCanonicalPath);
    }
}

               文件的创建和删除

基于目录C:/test

(1)判断这个文件test.txt是否存在

import java.io.File;
import java.io.IOException;
 
public class Main {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        File file = new File("C:/test/test.txt");
        System.out.println(file.exists());
    }
}

输出true;

(2) 判断test.txt是否为一个目录 / 判断test是否为一个目录

import java.io.File;
import java.io.IOException;
 
public class Main {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        File file1 = new File("C:/test");
        File file2 = new File("C:/test/test.txt");
        System.out.println(file1.isDirectory());
        System.out.println(file2.isDirectory());
 
    }
}

输出:

说明C:/test/test.txt是一个文件C:/test是一个目录

(3) 在C:/test目录下没有cc空文件, 随后创建一个空目录cc

import java.io.File;
import java.io.IOException;
 
public class Main {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        File file1 = new File("C:/test/cc");
        boolean ret = file1.createNewFile();
        System.out.println(ret);
    }
}

输出true, 然后查看test目录:

cc正确的被创建, 并返回true.

(3) 创建了cc空文件之后, 删除这个cc空文件

import java.io.File;
import java.io.IOException;
 
public class Main {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        File file1 = new File("C:/test/cc");
        boolean ret = file1.delete();
        System.out.println(ret);
    }
}

输出true, 查看test目录, 发现cc空文件已经被删除

               目录的创建与删除

(1)在C:/test目录下创建目录cam

import java.io.File;
import java.io.IOException;
 
public class Main {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        File file1 = new File("C:/test/cam");
        boolean ret = file1.mkdir();
        System.out.println(ret);
    }
}

输出:true,

成功在Test目录下创建cam子目录

(2)在test目录中的cam目录中创建多级子目录./a/b/c

import java.io.File;
import java.io.IOException;
 
public class Main {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        File file1 = new File("C:/test/cam/a/b/c");
        boolean ret = file1.mkdirs();
        System.out.println(ret);
    }
}

输出true:

(3) 返回Test目录下所有的文件名(除了test外, 额外添加几个文件a,b,c)

import java.io.File;
import java.io.IOException;
 
public class Main {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        File file1 = new File("C:/Test");
        String[] retArr = file1.list();
        for(String x :retArr) {
            System.out.println(x);
        }
    }
}

输出:

通过这个我们可以发现, cam是目录, 而其他的abc和test的文本都是文件, 目录cam也被输出

(4) 将C;/Test/test.txt文件进行改名

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        File file1 = new File("C:/Test/test.txt");
        File file2 = new File("C:/Test/cam/test.txt");
       boolean ret = file1.renameTo(file2);
        System.out.println(ret);
    }
}

输出true;

Test目录中的test.txt文件被改名(绝对路径)到了Test目录中的cam目录中去了.

输入输出流

       输入输出流是针对文件的内容的一种操作, 针对文本文件, 提供了一组类, 统称为字符流, 针对二进制文本文件, 提供了一组类, 统称为字节流, 字符流的基本单位为字符, 字节流的基本单位为字节.

       每一个流对象, 都具有两个方向, 一个是读, 一个是写, 分别对应的Reader和InputString , Writer, outputString.

       我们所说的输入输出都是针对CPU来操作的, 为了方便大家理解. 对于一组数据, 由外存或者硬盘等io设备进入CPU, 成为input, 反之, 从CPU中输出数据到主存或者是其他io设备就称为output.

       下面使用的代码案例中. 其中的try with resource操作是自动执行close关闭操作的. 例如:

 

       InputStream

方法和说明

InputStream方法概述

返回类型 方法签名 说明
int read() 返回一个字节的数据, 如果返回值为-1, 则代表读到文件末尾
int read(byte[] bytes) 最多读取bytes.length字节的数据到bytes中,返回值为读到的字节数, -1 代表读取到文件莫问
int read(byte[] bytes, int offset, int len) 最多读取到len - offset字节的数据到bytes中, 放在从offset开始, 返回值为实际读取到的字节数, -1 代表读取完了
void close() 关闭字节流

InputStream只是一个抽象类, 不能创建出InputStream实例来对文件进行操作, 还需要使用具体的实现类,  关于InputStream的实现类有很多, 接下来我们重点介绍他的一个实现类 FileInputStream.

       FileInputStream 概述

        FileInputStream有两个构造方法, 一个是FileInputStream(File file), 另一个是FileInputStream(String name), 第一个是传入一个File类实例, 第二个是直接传入一个文件路径, 构成一个字节输入流

               代码实例1

存在文件C:/Test/cam/test.txt

public class IOStream {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        try(InputStream inputStream = new FileInputStream("C:/Test/cam/test.txt")) {
            while (true) {
                int readb = inputStream.read();
                if (readb == -1) {
                    // 代表文件已经读取完成
                    break;
                }
                System.out.printf("%c",readb);
            }
        }
    }
}

 

               代码实例2

此处的文件案例:C:/Test/cam/test.txt

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        try(InputStream inputStream = new FileInputStream("C:/Test/cam/test.txt")) {
            byte[] bytes = new byte[2];
            int len;
            while (true) {
                len = inputStream.read(bytes);
                if (len == -1) {
                    break;
                }
                for (int i = 0; i < len; i++) {
                    System.out.printf("%c", bytes[i]);
                }
            }
        }
    }

                字符集问题?

       如果我们把下面的字符, 改成中文字符,  然后再使用InputStream的FileInputStream实现类来读取.

此处就会抛出异常, 显示IllegalFormatCodePointException

此处需要使用utf8编码来解决.

 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);
               }
           }
       }
   }

此处的String有一个构造方法

 

       Scanner 读取

从FileInputStream实现类的实例中可以看到, 我们直接对这种字符读取的话是有很多限制的, 比如字符集就是多种限制的其中之一, 他直接影响到了我们数据的读取.

       为么避免这种比较麻烦的读取, 我们可以直接使用Scanner的读取方式, 我们常见的Scanner(System.in)的读取方法之外, 还有一个Scanner(InputStream is, String characterSet)

InputStream is 为输入流, characterSet为指定搞得字符集.

       使用实例

还是使用上面的C:/Test/cam/test.txt文件模块, test.txt中写有你好中国:

public static void main(String[] args) throws IOException{
        try(InputStream inputStream = new FileInputStream("C:/Test/cam/test.txt")) {
            try(Scanner scanner = new Scanner(inputStream, "UTF-8")) {
                while (scanner.hasNext()) {
                    String s = scanner.next();
                    System.out.println(s);
                }
            }
        }
    }

       OutputStream

OutputStream同样是一个抽象类, 是对比输入流InputStream的, 相对应的, OutputStream也有其对应方法, 其类型为写入, 如下:

返回类型 方法 说明
void write(int b) b为要写入的字节数据
void write(byte[] bArr) 写入字符数组bArr
int write(byte[] b, int offset, int len) 从b中写入字符数组, 从offset开始, 长度为len
void close() 关闭字节流
void  flush()

重要:我们知道 I/O 的速度是很慢的,所以,大多的 OutputStream 为 了减少设备操作的次数,在写数据的时候都会将数据先暂时写入内存的 一个指定区域里,直到该区域满了或者其他指定条件时才真正将数据写 入设备中,这个区域一般称为缓冲区。但造成一个结果,就是我们写的 数据,很可能会遗留一部分在缓冲区中。需要在最后或者合适的位置,调用 flush (刷新)操作,将数据刷到设备中。

OutputStream只是一个抽象类, 想要真正的对文件进行输出操作, 就需要一个实现类, 也就是FileOutputStream, 接下来看实例

还是以上面C:/Test/a.txt

使用实例1

    public static void main(String[] args) throws IOException{
        try(OutputStream outputStream = new FileOutputStream("C:/Test/a.txt")) {
            outputStream.write('h');
            outputStream.write('e');
            outputStream.write('l');
            outputStream.write('l');
            outputStream.write('o');
            outputStream.close();
        }
    }

在这个a.txt的空的文本文件中写入hello, 我们打开这个文件如下:

使用完之后记得使用close来关闭输入输出流

使用实例2

    public static void main(String[] args) throws IOException{
        try(OutputStream outputStream = new FileOutputStream("C:/Test/a.txt")) {
            byte[] barr = new byte[] {(byte)'h', (byte)'e',(byte)'l',(byte)'l',(byte)'o'};
            outputStream.write(barr);
        }
    }

我们往已经存在数据"hello" 的文件a.txt中, 写入了单词"world", 最后的结果为world, 所以这个write为覆盖写模式.

使用实例3

往文件a.txt中写入iLoveYou中的iLve

public static void main(String[] args) throws IOException{
        try(OutputStream outputStream = new FileOutputStream("C:/Test/a.txt")) {
            byte[] bytes = new byte[] {(byte)'i', (byte)'L',(byte)'o',(byte)'v',(byte)'e',(byte)'Y',(byte)'o',(byte)'u',};
            outputStream.write(bytes,0,5);
        }
    }

使用实例4

       如果我们输入的是字符串, 而不是byte[] 数组, 或者是单个字符, 那么就需要将字符串转化为byte数组, 使用String类的getBytes()方法, 如下:

    public static void main(String[] args) throws IOException{
        try(OutputStream outputStream = new FileOutputStream("C:/Test/a.txt")) {
            String a = "hello world";
            byte[] bytes = a.getBytes();
            outputStream.write(bytes);
        }
    }

如果这里输入的是中文字符, 需要在getBytes()方法中传入字符串"UTF-8", 但是如果编译器默认的字符集为UTF-8,则可以忽略不计:

 

Java输入输出流的使用案例

       我们可以设计一个, 遍历目录, 来查找文件, 找出文件中包含内容为"hello"的文件绝对路径

import java.io.*;
import java.util.Scanner;
 
public class IODemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner in = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入您想要扫描的目录");
 
        File file = new File(in.next());
 
        // 如果file不是目录, 则表示输入的目录有误
        if (!file.isDirectory()) {
            System.out.println("您输入的为非法目录");
        }
        System.out.println("请输入您要查找的内容");
 
        String search = in.next();
 
        searchDir(file, search);
    }
 
    public static void searchDir(File file, String word) {
        // 1. 列出当前目录下的目录集合
        File[] files = file.listFiles();
        if (files == null) {
            // 空目录, 里面啥也没有
            return;
        }
        // 遍历里面的每一个元素, 如果是文件, 就读取, 如果是目录就继续递归
        for(File x : files) {
            System.out.println("当前搜索到" + x.getAbsolutePath());
            if (x.isDirectory()) {
                searchDir(file,word);
            } else if (x.isFile()) {
                String content = readFile(x);
                if (content.contains(word)) {
                    System.out.println(x.getAbsolutePath() + " 包含您想要的内容");
                }
            }
        }
    }
 
    public static String readFile(File x) throws IOException {
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
 
        try (InputStream inputStream = new FileInputStream(x)) {
            while (true) {
                int b = inputStream.read();
                if (b == -1) {
                    break;
                }
                stringBuilder.append((char)b);
            }
        }
        return stringBuilder.toString();
    }
}


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