【Java EE】文件IO

Author：MTingle
major:人工智能

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一、文件是什么？

二、针对文件系统操作的API

1.文件路径，文件名，文件是否存在

2. 创建文件

3.删除文件（*在线程结束时）

4. 创建File对象代表的⽬录

5. 文件改名及文件移动

三. 针对文件内容的操作（写文件 / 读文件）

1. 字节流（inputStream / outputStream）

1). 打开关闭文件及 .read()

2). read一次读若干个字节

3). 读取汉字

4).写文件

2. 字符流（Reader / Writer）

3. 查找硬盘上文件的位置

4. 实现文件复制

3. 在目录中搜索,按照文件内容的方式搜索

一、文件是什么？

针对硬盘这种持久化存储的I/O设备，当我们想要进⾏数据保存时，往往不是保存成⼀个整体，⽽是独⽴成⼀个个的单位进⾏保存，这个独⽴的单位就被抽象成⽂件的概念，就类似办公桌上的⼀份份真实的⽂件⼀般。

二、针对文件系统操作的API

1.文件路径，文件名，文件是否存在

public class IODemo1 {public static void main(String[] args) throws IOException {File f=new File("./test.txt");System.out.println(f.exists());System.out.println(f.isFile());System.out.println(f.getName());System.out.println(f.getPath());System.out.println(f.getAbsolutePath());System.out.println(f.getCanonicalPath());}
}

2. 创建文件

public class IODemo2 {public static void main(String[] args) throws IOException {File f=new File("./test.txt");boolean ret=f.createNewFile();System.out.println("ret: "+ret);System.out.println(f.exists());}
}

3.删除文件（*在线程结束时）

public class IODemo3 {public static void main(String[] args) throws InterruptedException, IOException {
//        File file=new File("./test.txt");
//        boolean ret=file.delete();
//        System.out.println(ret);File file=new File("./test.txt");boolean ret=file.createNewFile();System.out.println("ret: "+ret);file.deleteOnExit();Thread.sleep(5000);}
}

4. 创建File对象代表的⽬录

public class IODemo4 {public static void main(String[] args) {File file=new File("./aaa/bbb/ccc");boolean ret=file.mkdirs();System.out.println(ret);}
}

5. 文件改名及文件移动

public class IODemo5 {public static void main(String[] args) {// 改名//        File src=new File("./test.txt");
//        File dest=new File("./test2.txt");
//        src.renameTo(dest);// 移动文件File src=new File("./test2.txt");File dest=new File("./aaa/test2.txt");src.renameTo(dest);}
}

三. 针对文件内容的操作（写文件 / 读文件）

在进行文件操作的时候,我们在结束操作的时候一定要调用 .close() 方法关闭文件,否则就会造成 文件资源泄露 / 内存泄漏 问题.

文件描述符表记录了当前进程都打开了哪些文件,每打开一个文件,都需要在文件描述符表中占据一个位置,如果不关闭的话,一直打开会造成文件描述符表被耗尽(文件描述符表有长度上限),当文件描述符表被耗尽,就会造成一系列的逻辑问题

1. 字节流（inputStream / outputStream）

以字节为单位，一次最少读写一个字节

1). 打开关闭文件及 .read()

public class IODemo6 {public static void main(String[] args) throws IOException {// 打开文件
//            InputStream inputStream=null;
//        try {
//           inputStream=new FileInputStream("./test.txt");
//        }finally { // 防止文件结束时未执行到关闭位置,使用finally确保文件被关闭//关闭文件
//            inputStream.close();
//        }try (InputStream inputStream=new FileInputStream("./test.txt")){while (true) {int b=inputStream.read(); // 读到文件末尾,read会返回 -1 if (b==-1) {break;}System.out.printf("%x ",b);}}}
}

在此处我们更推荐使用第二种方法进行打开关闭文件,一旦出了 try 代码块,此时 try 自动帮我们调用inputStream的close方法.

此处的read方法,看起来是 int 类型,实际上是 byte ,实际的取值是 0- 255 ,此处有一个特殊情况,若读到文件末尾,则返回 -1 ,所以使用 int .

使用无参数版本,每次调用读取一个字节,返回值就表示读到的这个字节的值.

有参数版本中, offset 在此处表示偏移量

2). read一次读若干个字节

public class IODemo7 {public static void main(String[] args) throws IOException {// 一次读若干个字节try (InputStream inputStream=new FileInputStream("./test.txt")){while (true) {byte[] buffer=new byte[1024];int n=inputStream.read(buffer);if (n==-1) {break;}for (int i = 0; i < n; i++) {System.out.printf ("%x ",buffer[i]);}}}}}

read 的第二三个版本,返回的 int 表示实际读取的字节个数, buffer 是一个常见的术语,表示 "缓冲区",往往是一个内存空间,读文件就是把硬盘数据读取到内存中,上面这种写法,一次读取若干个字节,会比一次读取一个高效,类似的,一次写若干个字节,也比一次写一个字节更高效,操作硬盘本身就是一个比较低效的操作,期望低效的操作出现的次数越少越好,这样效率就会更高

3). 读取汉字

public class IODemo8 {public static void main(String[] args) throws IOException {// 一次读若干个字节(汉字)try (InputStream inputStream=new FileInputStream("./test.txt")){while (true) {byte[] buffer=new byte[1024];int n=inputStream.read(buffer);if (n==-1) {break;}String s=new String(buffer,0,n);System.out.println(s);}}}
}

此处的 String 是通过前 n 个字节构造,而不是整个数组,实际读取的文件内容可能不足1024

4).写文件

写文件与读文件类似,三个版本的含义也相似

public class IODemo9 {public static void main(String[] args) throws IOException {
//        try (OutputStream outputStream=new FileOutputStream("./test.txt")){
//            byte[] buffer=new byte[]{97,98,99,100,101,102};
//            outputStream.write(buffer);
//
//        }try (OutputStream outputStream=new FileOutputStream("./test.txt",true)){byte[] buffer=new byte[]{97,98,99,100,101};outputStream.write(buffer);}}
}

注释部分与未注释的部分的区别为少了一个 true ,当我们实施写操作打开文件的时候,注释版本中没有填 true ,系统默认为 false ,此时当我们打开文件时,会清空文件之前的所有内容,若我们不想把文件原来的内容清空,而是继续往下写文件,将内容写到文件的末尾,我们需要在末尾加上一个 true ,此时我们打开文件时就不会将原有的内容清空.

此处的参数 append 的含义为追加.

2. 字符流（Reader / Writer）

以字符为单位进行读写,一次最少读写一个字符,在utf8中,一个汉字需要三个字节来表示,所以读写汉字的时候,每次读写都需要以3个字节为单位进行,不能一次读写半个汉字. Reader 和 Writer 的使用和 inputStream outputStream 类似.只不过此时是按照 char 为单位操作了

public class IODemo10 {public static void main(String[] args) throws IOException {// 字符流读
//        try (Reader reader=new FileReader("./test.txt")) {
//            while (true) {
//                char[] buffer = new char[1024];
//                int n = reader.read(buffer);
//                if (n==-1) {
//                    break;
//                }
//                String s = new String(buffer, 0, n);
//                System.out.println(s);
//            }
//        }// 字符流写try (Writer writer=new FileWriter("./test.txt")){String s="你好啊";writer.write(s);}}
}

此处的代码里,有一个关键问题, char 占两个字节,但是我们的汉字是占3个字节(utf8),但是此处读取来的每个字节咋就成2个字节了呢?

此处这个代码,相当于把当前文件的 utf8 在按照字符读取的时候,先转换成 unicode ,每个 char 中存储的是对应的 unicode 的值,如果是基于 unicode 最终还可以构造回 utf8 的 String.

文件utf8 => char[] unicode => String utf8

上述的替换过程我们无法直接感知到, java 里面已经封装好了.

public class IODemo11 {public static void main(String[] args) {try (Writer writer=new FileWriter("./test.txt")){String s="你好啊";writer.write(s);} catch (IOException e) {throw new RuntimeException(e);}}
}

Scanner 也可以辅助我们进行读文件, Scanner(System.in) ,括号内部本质上就是一个 inputStream.

public class IODemo12 {public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {try (InputStream inputStream=new FileInputStream("./test.txt")){Scanner scanner=new Scanner(inputStream);while (scanner.hasNextLine()) {String s=scanner.next();System.out.println(s);}} catch (IOException e) {throw new RuntimeException(e);}}
}

3. 查找硬盘上文件的位置

public class IODemo13 {// 查找硬盘上的文件位置public static void main(String[] args) {Scanner scanner=new Scanner(System.in);System.out.println("请输入文件名: ");String fileName=scanner.next();System.out.println("请输入文件目录: ");String rootPath=scanner.next();File rootFile=new File(rootPath);if (!rootFile.isDirectory()) {System.out.println("输入文件目录有误!");return;}scanDir(fileName,rootFile);}private static void scanDir(String fileName, File rootPath) {File[] files=rootPath.listFiles();if (files==null) {return;}for (File f:files) {//      System.out.println("查找中,当前路径为: "+f.getAbsolutePath());if (f.isDirectory()) {scanDir(fileName,f);}else if (f.isFile()) {if (fileName.equals(f.getName())) {System.out.println("找到了,绝对路径为: "+f.getAbsolutePath());}}else {;}}}
}

此处我们使用递归,就是要进行树的遍历,把目录中,以及其中的子目录,所有的文件都遍历一遍,看是否有符合要求的

4. 实现文件复制

public class IODemo14 {// 复制文件public static void main(String[] args) throws IOException {Scanner scanner=new Scanner(System.in);System.out.println("请输入要复制的源文件: ");String srcPath=scanner.next();System.out.println("请输入要复制的目标文件: ");String destPath=scanner.next();// 检查文件合理性// 1.复制的源文件File srcFile=new File(srcPath);if (!srcFile.isFile()) {System.out.println("源文件路径有误!");return;}// 2.目标文件File destFile=new File(destPath);if (!destFile.getParentFile().isDirectory()) {System.out.println("目标文件路径有误!");return;}try (InputStream inputStream=new FileInputStream(srcPath);OutputStream outputStream=new FileOutputStream(destPath)){while (true) {// 把内容读到inputStreambyte[] buffer=new byte[1024];int n=inputStream.read(buffer);if (n==-1) {break;}// 把内容写到outputStreamoutputStream.write(buffer,0,n);}}}
}

把一个文件复制一下,成为另一个文件,就是把第一个文件读方式打开,一次读取出这里的每个字节,再把读到的内容写入另一个文件里.

3. 在目录中搜索,按照文件内容的方式搜索

public class IODemo15 {public static void main(String[] args) throws IOException {Scanner scanner=new Scanner(System.in);System.out.println("请输入要查找的路径: ");String rootPath=scanner.next();System.out.println("请输入要查找的词: ");String word=scanner.next();// 检查路径合理性File rootFile=new File(rootPath);if (!rootFile.isDirectory()) {System.out.println("查询路径有误!!!");return;}// 开始查找scanDir(word,rootFile);}private static void scanDir(String word, File rootFile) throws IOException {File[] files=rootFile.listFiles();if (files==null) {return;}for (File f:files) {System.out.println("当前遍历到: "+f.getAbsolutePath());// 1.找到对应目录if (f.isFile()) {searchInFile(word,f);}else if (f.isDirectory()) {scanDir(word,f);}else {;}}}private static void searchInFile(String word, File f) throws IOException {try (InputStream inputStream=new FileInputStream(f);){// 拼接字符StringBuilder stringBuilder=new StringBuilder();while (true) {byte[] buffer=new byte[1024];int n=inputStream.read(buffer);if (n==-1) {break;}String string=new String(buffer,0,n);stringBuilder.append(string);}// 字符匹配if (stringBuilder.indexOf(word)!=-1) {System.out.println("找到了"+word+"路径为: "+f.getAbsolutePath());return;}}}
}

用户输入一个目录,一个要搜索的词,遍历文件的过程中没如果文件包含了要搜索的词,此时就把文件的路径打印出来.