IO流(字节流与字符流) 和 File对象 详解与使用

IO流 和 File对象 理论概念

为什么需要io流呢？
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如上图这些基本数据类型和对象以及列表都是内存中的数据，只要断电或者程序停止，这些数据将会永久消失。

那么如果我需要长久保存一些数据怎么办？(持久化)

那么就需要使用File对象 和 io流配合了。
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file对象是什么？

File对象是Java中用于表示文件或目录的抽象。它提供了一些方法来查询和操作文件系统中的文件和目录。

通过File对象，你可以获取文件或目录的相关信息，如文件名、路径、大小、修改时间等。你还可以创建新的文件或目录，重命名或删除现有的文件或目录，以及进行文件系统的导航和搜索。

需要注意的是，File对象只是一个路径名的抽象表示，并不一定对应着实际的文件或目录。它可以指向存在的文件或目录，也可以指向还没有创建的文件或目录。

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那么如何读写文件里面存储的数据呢？
那就是使用IO流进行读写了，io流可以读写文件中的数据或者是网络中的数据。

IO流是什么？

IO流指的是输入/输出流，是计算机程序中用于处理输入和输出的数据流。在程序中，输入流用于读取数据，输出流用于写入数据。IO流常用于文件操作、网络通信等场景。
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IO流的分类：IO流主要有两种分类。
1、按照流的方向分类
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2、按照流中数据的最小单位分类
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所以大致的io流体系是：
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file对象使用

创建file对象

Java的File类有三个构造器，分别如下：

1.File(String pathname)：使用给定的文件路径字符串创建一个File对象。
示例：

File file1 = new File("E:/path/to/file.txt");

2.File(String parent, String child)：将父路径和子路径字符串组合起来创建一个File对象。
示例：

File file2 = new File("E:/path/to", "file.txt");

3.File(File parent, String child)：将父File对象和子路径字符串组合起来创建一个File对象。
示例：

File parentDir = new File("E:/path/to");
File file3 = new File(parentDir, "file.txt");

其中构造file对象时路径中的/路径分割符，file对象也提供了一个写法，就是 File.separator 所以也可以写为：

        File file1 = new File("E:"+File.separator+"path"+File.separator+"to"+File.separator+"file.txt");

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一般实际编码中，使用的都是相对路径，便于代码转移。相对路径是从当前工程下寻找文件。
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file对象中一些常用的方法

File类提供了很多常用的方法来操作文件和目录。以下是一些获取文件信息常用的方法和用法：

1.exists()：检查文件或目录是否存在，返回值为boolean 。

File file = new File("/path/to/file.txt");
boolean exists = file.exists();

2.isFile()：检查File对象是否表示一个文件，返回值为boolean 。

File file = new File("/path/to/file.txt");
boolean isFile = file.isFile();

3.isDirectory()：检查File对象是否表示一个目录，返回值为boolean。

File directory = new File("/path/to/directory");
boolean isDirectory = directory.isDirectory();

4.getName()：获取文件或目录的名称，包含后缀。

File file = new File("/path/to/file.txt");
String name = file.getName();

5.length()：获取文件的长度(大小)（以字节为单位）。

File file = new File("/path/to/file.txt");
long length = file.length();

6.getParentFile()：获取文件或目录的父File对象。

File file = new File("/path/to/file.txt");
File parentDir = file.getParentFile();

7.getParent()：获取文件或目录的父路径。

File file = new File("/path/to/file.txt");
String parent = file.getParent();

8.listFiles()：获取目录中的所有文件和子目录作为File对象的数组。

File directory = new File("/path/to/directory");
File[] files = directory.listFiles();

9.getPath()：获取到创建文件对象时使用的路径

File file = new File("E:\\io\\src\\a.txt");
String path = file.getPath();

10..getAbsolutePath()获取到当前文件的绝对路径。

 File file = new File("E:\\io\\src\\a.txt");String absolutePath = file.getAbsolutePath();
File类提供了一些方法来创建和删除文件。下面是创建和删除文件的方法：

  1. 创建文件：

    • createNewFile()：创建一个新的空文件。如果文件已存在，则返回 false。

      File file = new File("/path/to/newFile.txt");
boolean created = file.createNewFile();

    • mkdir()：创建一个新的空目录(只能创建一级)。如果目录已存在或创建失败，则返回 false。

      File dir = new File("/path/to/newDir");
boolean created = dir.mkdir();

    • mkdirs()：创建一个新的目录，包括所有不存在的父目录(可以创建多级)。如果目录已存在或创建失败，则返回 false。

      File dir = new File("/path/to/newDir/subDir");
boolean created = dir.mkdirs();

  2. 删除文件或空目录：

    • delete()：删除文件或空目录。如果删除成功，则返回 true；否则，返回 false。

      File file = new File("/path/to/file.txt");
boolean deleted = file.delete();

      File dir = new File("/path/to/directory");
boolean deleted = dir.delete();

    请注意，上述方法只能删除空目录或文件。如果要删除非空目录，需要使用递归删除。

    public static void deleteDirectory(File directory) {if (!directory.exists()) {return;}File[] files = directory.listFiles();if (files != null) {for (File file : files) {if (file.isDirectory()) {deleteDirectory(file); // 递归删除子目录} else {file.delete(); // 删除文件}}}directory.delete(); // 删除当前目录
}

    调用 deleteDirectory() 方法以删除非空目录：

    File dir = new File("/path/to/directory");
deleteDirectory(dir);

记住，在进行文件和目录操作时，要小心处理异常情况，并确保在操作之前检查文件和目录的存在性。
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File类提供了一些方法来遍历文件。下面是遍历文件的方法：

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字符集的编码解码操作

主要的字符集编码有 ASCII ，UTF-8 ，GBK等
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IO流如何使用

FileInputStream（文件字节输入流）和 FileOutputStream（文件字节输出流）

FileInputStream（文件字节输入流）

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使用read()读取，每次返回一个字符，代码示范：
缺点：

  • 读取性能差
  • 中文乱码(中文占两个或者三个字节，一个一个读取把它强行拆分了，所以乱码)
package day0927;import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;public class demo3 {public static void main(String[] args) {InputStream in = null;try {in = new FileInputStream("src\\a.txt");int b;while ((b = in.read()) != -1){System.out.print((char) b);}} catch (Exception e) {throw new RuntimeException(e);}finally {try {//读取完之后关闭流if (in!= null)in.close();} catch (IOException e) {throw new RuntimeException(e);}}}
}

使用read(byte[] buffer)读取，每次读取字节数组的长度，代码示范：
优点：

  • 性能得到了提升。

缺点：

  • 中文还是可能会乱码。
package day0927;import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;public class demo3 {public static void main(String[] args) {InputStream in = null;try {in = new FileInputStream("src\\a.txt");//设置每次读取多少字节，一般是写 1024*nbyte[] buffer = new byte[3];int b;while ((b = in.read( buffer )) != -1){//注意：读取多少就倒多少String str = new String(buffer,0,b);System.out.print(str);}} catch (Exception e) {throw new RuntimeException(e);}finally {try {if (in!= null)in.close();} catch (IOException e) {throw new RuntimeException(e);}}}
}

以上两种方式都是读取中文会乱码，可以使用直接读取整个文件字符，则不会乱码。
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第一种方法（获取文件大小，定义一个和文件一样大小的字节数组一次性读取）：

package day0927;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
public class demo3 {public static void main(String[] args) {InputStream in = null;try {//获取文件的file对象File file = new File("src\\a.txt");//获取文件的字节长度long length = file.length();in = new FileInputStream(file);//字节数组的长度改为文件长度byte[] buffer = new byte[(int) length];//一次性读取in.read(buffer);System.out.println(new String(buffer));} catch (Exception e) {throw new RuntimeException(e);}finally {try {if (in!= null)in.close();} catch (IOException e) {throw new RuntimeException(e);}}}
}

第二种方法 JDK11新增的特性readAllBytes()：
一顶是JDK11以上才可以使用否则报错。

	FileInputStream in = new FileInputStream("src\\a.txt");byte[] buffer = in.readAllBytes();System.out.println(new String(buffer));
FileOutputStream（文件字节输出流）

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使用write()输出字符。

package day0927;import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;public class demo4 {public static void main(String[] args) {FileOutputStream out = null;try {//参数1文件的位置，参数2是否是追加，默认falseout = new FileOutputStream("src\\b.txt",true);out.write("你好,JAVA".getBytes());//out.write('97'); 写入字符a} catch (Exception e) {throw new RuntimeException(e);}finally {try {if (out != null)out.close();} catch (IOException e) {throw new RuntimeException(e);}}}
}
FileInputStream和FileOutputStream案列(文件复制)

当学会了文件输出输入流之后,就可以完成文件的拷贝案例了。
使用文件输出输入流是所有的文件都可以进行复制的，下面是代码示范：

package day0927;
import java.io.*;
public class demo5 {public static void main(String[] args) {InputStream in = null;OutputStream out = null;try {in = new FileInputStream("D:\\asdf.jpg");out = new FileOutputStream("E:\\asdf.jpg");byte[] buffer = new byte[1024];int b;while ((b = in.read(buffer))!= -1){out.write(buffer,0,b);}} catch (Exception e) {throw new RuntimeException(e);}finally {try {if (out != null)out.close();if (in != null)in.close();} catch (IOException e) {throw new RuntimeException(e);}}}
}

如上代码看起来写得特别的臃肿，因为各种释放资源，所以这里就要使用到 JDK7提出得新特性：
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如图在try中写资源，当执行完之后会自动调用其close()方法。示范代码：

package day0927;import java.io.*;public class demo5 {public static void main(String[] args) {try (InputStream  in = new FileInputStream("D:\\asdf.jpg");OutputStream out = new FileOutputStream("E:\\asdf.jpg");){byte[] buffer = new byte[1024];int b;while ((b = in.read(buffer))!= -1){out.write(buffer,0,b);}} catch (Exception e) {throw new RuntimeException(e);}}
}

FileReader（字符输入流）和 FileWriter（文件字节输出流）

FileReader（字符输入流）

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以下代码示范就是字符流读取文件，分别有一次读取一个字符和读取多个字符。

package day0927;import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;public class demo6 {public static void main(String[] args) {try (FileReader reader = new FileReader("src\\a.txt");){//一次读一个字符，性能消耗较高
//            int d;
//            while ((d = reader.read())!=-1){
//                System.out.print((char)d);
//            }//一次读多个字符，性能消耗低char[] buffer = new char[3];int d;while ((d = reader.read(buffer))!=-1){//读多少就倒多少System.out.print(new String(buffer,0,d));}} catch (Exception e) {throw new RuntimeException(e);}}
}
FileWriter（文件字节输出流）

在这里插入图片描述
下面是FileWriter文件字符输出流的代码演示：

package day0927;import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;public class demo7 {public static void main(String[] args) {try (//覆盖的写法
//            FileWriter writer = new FileWriter("src\\c.txt");//追加的写法FileWriter fileWriter = new FileWriter("src\\c.txt",true);){//写一个字符fileWriter.write(97);fileWriter.write("流");fileWriter.write('a');//写一个字符串fileWriter.write("我爱你中国asdf");//写一个字符串得一部分fileWriter.write("我爱你中国asdf",0,5);//写一个字符数组char[] chars = {98,'s','牛','马'};fileWriter.write(chars);//写一个字符数组得一部分出去fileWriter.write(chars,1,2);} catch (IOException e) {throw new RuntimeException(e);}}
}
字符输入输出流复制文本案例：
package day0927;import java.io.FileReader;
import java.io.FileWriter;public class demo8 {public static void main(String[] args) {try (FileReader fileReader = new FileReader("src\\a.txt");FileWriter fileWriter = new FileWriter("src\\d.txt");){char[] buffer = new char[3];int b;while ((b = fileReader.read(buffer)) != -1){fileWriter.write(buffer,0,b);}} catch (Exception e) {throw new RuntimeException(e);}}
}
重点注意：

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因为使用字符流输出数据是先建立了一个缓冲区，把所有要写的字符先存到了这，而不是直接存到目标文件，所以需要flush()刷新或者close()关闭流进行保存，如果不使用flush()刷新或者不使用close()关闭流那么就不会保存，但是当缓冲区数据堆满时，它会自动进行一次flush()刷新也就是自动保存一次。

小结：

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