Java 流(Stream)、文件(File)和IO

简介: 4月更文挑战第20天

Java.io 包几乎包含了所有操作输入、输出需要的类。所有这些流类代表了输入源和输出目标。

Java.io 包中的流支持很多种格式,比如:基本类型、对象、本地化字符集等等。

一个流可以理解为一个数据的序列。输入流表示从一个源读取数据,输出流表示向一个目标写数据。

Java 为 I/O 提供了强大的而灵活的支持,使其更广泛地应用到文件传输和网络编程中。

但本节讲述最基本的和流与 I/O 相关的功能。我们将通过一个个例子来学习这些功能。

读取控制台输入

Java 的控制台输入由 System.in 完成。

为了获得一个绑定到控制台的字符流,你可以把 System.in 包装在一个 BufferedReader 对象中来创建一个字符流。

下面是创建 BufferedReader 的基本语法:

BufferedReader br = new BufferedReader(new
InputStreamReader(System.in));
BufferedReader 对象创建后,我们便可以使用 read() 方法从控制台读取一个字符,或者用 readLine() 方法读取一个字符串。

从控制台读取多字符输入

从 BufferedReader 对象读取一个字符要使用 read() 方法,它的语法如下:

int read( ) throws IOException
每次调用 read() 方法,它从输入流读取一个字符并把该字符作为整数值返回。 当流结束的时候返回 -1。该方法抛出 IOException。

下面的程序示范了用 read() 方法从控制台不断读取字符直到用户输入 q。

//使用 BufferedReader 在控制台读取字符

import java.io.*;

public class BRRead {
public static void main(String[] args) throws IOException {
char c;
// 使用 System.in 创建 BufferedReader
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
System.out.println("输入字符, 按下 'q' 键退出。");
// 读取字符
do {
c = (char) br.read();
System.out.println(c);
} while (c != 'q');
}
}

以上实例编译运行结果如下:

输入字符, 按下 'q' 键退出。
runoob
r
u
n
o
o
b

q
q

从控制台读取字符串
从标准输入读取一个字符串需要使用 BufferedReader 的 readLine() 方法。

它的一般格式是:

String readLine( ) throws IOException

下面的程序读取和显示字符行直到你输入了单词"end"。

//使用 BufferedReader 在控制台读取字符
import java.io.*;

public class BRReadLines {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 使用 System.in 创建 BufferedReader
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
String str;
System.out.println("Enter lines of text.");
System.out.println("Enter 'end' to quit.");
do {
str = br.readLine();
System.out.println(str);
} while (!str.equals("end"));
}
}
以上实例编译运行结果如下:

Enter lines of text.
Enter 'end' to quit.
This is line one
This is line one
This is line two
This is line two
end
end

控制台输出

在此前已经介绍过,控制台的输出由 print( ) 和 println() 完成。这些方法都由类 PrintStream 定义,System.out 是该类对象的一个引用。

PrintStream 继承了 OutputStream类,并且实现了方法 write()。这样,write() 也可以用来往控制台写操作。

PrintStream 定义 write() 的最简单格式如下所示:

void write(int byteval)
该方法将 byteval 的低八位字节写到流中。

实例

下面的例子用 write() 把字符 "A" 和紧跟着的换行符输出到屏幕:

import java.io.*;

//演示 System.out.write().
public class WriteDemo {
public static void main(String[] args) {
int b;
b = 'A';
System.out.write(b);
System.out.write('\n');
}
}

运行以上实例在输出窗口输出 "A" 字符

A

注意:write() 方法不经常使用,因为 print() 和 println() 方法用起来更为方便。

读写文件

如前所述,一个流被定义为一个数据序列。输入流用于从源读取数据,输出流用于向目标写数据。

下图是一个描述输入流和输出流的类层次图。

image.png

下面将要讨论的两个重要的流是 FileInputStream 和 FileOutputStream。

FileInputStream

该流用于从文件读取数据,它的对象可以用关键字 new 来创建。

有多种构造方法可用来创建对象。

可以使用字符串类型的文件名来创建一个输入流对象来读取文件:

InputStream f = new FileInputStream("C:/java/hello");
也可以使用一个文件对象来创建一个输入流对象来读取文件。我们首先得使用 File() 方法来创建一个文件对象:

File f = new File("C:/java/hello");
InputStream in = new FileInputStream(f);

创建了InputStream对象,就可以使用下面的方法来读取流或者进行其他的流操作。

image.png

除了 InputStream 外,还有一些其他的输入流,更多的细节参考下面链接:

FileOutputStream

该类用来创建一个文件并向文件中写数据。

如果该流在打开文件进行输出前,目标文件不存在,那么该流会创建该文件。

有两个构造方法可以用来创建 FileOutputStream 对象。

使用字符串类型的文件名来创建一个输出流对象:

OutputStream f = new FileOutputStream("C:/java/hello")
也可以使用一个文件对象来创建一个输出流来写文件。我们首先得使用File()方法来创建一个文件对象:

File f = new File("C:/java/hello");
OutputStream fOut = new FileOutputStream(f);

创建OutputStream 对象完成后,就可以使用下面的方法来写入流或者进行其他的流操作。

image.png

除了OutputStream外,还有一些其他的输出流,更多的细节参考下面链接:

实例

下面是一个演示 InputStream 和 OutputStream 用法的例子:

import java.io.*;

public class fileStreamTest {
public static void main(String[] args) {
try {
byte bWrite[] = { 11, 21, 3, 40, 5 };
OutputStream os = new FileOutputStream("test.txt");
for (int x = 0; x < bWrite.length; x++) {
os.write(bWrite[x]); // writes the bytes
}
os.close();

        InputStream is = new FileInputStream("test.txt");
        int size = is.available();

        for (int i = 0; i < size; i++) {
            System.out.print((char) is.read() + "  ");
        }
        is.close();
    } catch (IOException e) {
        System.out.print("Exception");
    }
}

}

上面的程序首先创建文件test.txt,并把给定的数字以二进制形式写进该文件,同时输出到控制台上。

以上代码由于是二进制写入,可能存在乱码,你可以使用以下代码实例来解决乱码问题:

//文件名 :fileStreamTest2.java
import java.io.*;

public class fileStreamTest2 {
public static void main(String[] args) throws IOException {

    File f = new File("a.txt");
    FileOutputStream fop = new FileOutputStream(f);
    // 构建FileOutputStream对象,文件不存在会自动新建

    OutputStreamWriter writer = new OutputStreamWriter(fop, "UTF-8");
    // 构建OutputStreamWriter对象,参数可以指定编码,默认为操作系统默认编码,windows上是gbk

    writer.append("中文输入");
    // 写入到缓冲区

    writer.append("\r\n");
    // 换行

    writer.append("English");
    // 刷新缓存冲,写入到文件,如果下面已经没有写入的内容了,直接close也会写入

    writer.close();
    // 关闭写入流,同时会把缓冲区内容写入文件,所以上面的注释掉

    fop.close();
    // 关闭输出流,释放系统资源

    FileInputStream fip = new FileInputStream(f);
    // 构建FileInputStream对象

    InputStreamReader reader = new InputStreamReader(fip, "UTF-8");
    // 构建InputStreamReader对象,编码与写入相同

    StringBuffer sb = new StringBuffer();
    while (reader.ready()) {
        sb.append((char) reader.read());
        // 转成char加到StringBuffer对象中
    }
    System.out.println(sb.toString());
    reader.close();
    // 关闭读取流

    fip.close();
    // 关闭输入流,释放系统资源

}

}

Java中的目录

创建目录:

File类中有两个方法可以用来创建文件夹:

  • mkdir( )方法创建一个文件夹,成功则返回true,失败则返回false。失败表明File对象指定的路径已经存在,或者由于整个路径还不存在,该文件夹不能被创建。
  • mkdirs()方法创建一个文件夹和它的所有父文件夹。

下面的例子创建 "/tmp/user/java/bin"文件夹:

import java.io.File;

public class CreateDir {
public static void main(String[] args) {
String dirname = "/tmp/user/java/bin";
File d = new File(dirname);
// 现在创建目录
d.mkdirs();
}
}

编译并执行上面代码来创建目录 "/tmp/user/java/bin"。

注意: Java 在 UNIX 和 Windows 自动按约定分辨文件路径分隔符。如果你在 Windows 版本的 Java 中使用分隔符 (/) ,路径依然能够被正确解析。

读取目录

一个目录其实就是一个 File 对象,它包含其他文件和文件夹。

如果创建一个 File 对象并且它是一个目录,那么调用 isDirectory() 方法会返回 true。

可以通过调用该对象上的 list() 方法,来提取它包含的文件和文件夹的列表。

下面展示的例子说明如何使用 list() 方法来检查一个文件夹中包含的内容:

import java.io.File;

public class DirList {
public static void main(String args[]) {
String dirname = "/tmp";
File f1 = new File(dirname);
if (f1.isDirectory()) {
System.out.println("目录 " + dirname);
String s[] = f1.list();
for (int i = 0; i < s.length; i++) {
File f = new File(dirname + "/" + s[i]);
if (f.isDirectory()) {
System.out.println(s[i] + " 是一个目录");
} else {
System.out.println(s[i] + " 是一个文件");
}
}
} else {
System.out.println(dirname + " 不是一个目录");
}
}
}

以上实例编译运行结果如下:

目录 /tmp
bin 是一个目录
lib 是一个目录
demo 是一个目录
test.txt 是一个文件
README 是一个文件
index.html 是一个文件
include 是一个目录

删除目录或文件

删除文件可以使用 java.io.File.delete() 方法。

以下代码会删除目录 /tmp/java/,需要注意的是当删除某一目录时,必须保证该目录下没有其他文件才能正确删除,否则将删除失败。

测试目录结构:

/tmp/java/
|-- 1.log
|-- test
DeleteFileDemo.java 文件代码:
import java.io.File;

public class DeleteFileDemo {
public static void main(String[] args) {
// 这里修改为自己的测试目录
File folder = new File("/tmp/java/");
deleteFolder(folder);
}

// 删除文件及目录
public static void deleteFolder(File folder) {
    File[] files = folder.listFiles();
    if (files != null) {
        for (File f : files) {
            if (f.isDirectory()) {
                deleteFolder(f);
            } else {
                f.delete();
            }
        }
    }
    folder.delete();
}

}

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