初学Java之IO

最后更新时间：2022年08月28日

1、文件对象

文件和文件夹都是用File代表
创建一个文件对象
使用绝对路径或者相对路径创建File对象

package file;
  
import java.io.File;
  
public class TestFile {
  
    public static void main(String[] args) {
        // 绝对路径
        File f1 = new File("d:/LOLFolder");
        System.out.println("f1的绝对路径：" + f1.getAbsolutePath());
        // 相对路径,相对于工作目录
        File f2 = new File("LOL.exe");
        System.out.println("f2的绝对路径：" + f2.getAbsolutePath());
  
        // 把f1作为父目录创建文件对象
        File f3 = new File(f1, "LOL.exe");
  
        System.out.println("f3的绝对路径：" + f3.getAbsolutePath());
    }
}

文件常用方法：

package file;
  
import java.io.File;
import java.util.Date;
  
public class TestFile {
  
    public static void main(String[] args) {
  
        File f = new File("d:/LOLFolder/LOL.exe");
        System.out.println("当前文件是：" +f);
        //文件是否存在
        System.out.println("判断是否存在："+f.exists());
         
        //是否是文件夹
        System.out.println("判断是否是文件夹："+f.isDirectory());
          
        //是否是文件（非文件夹）
        System.out.println("判断是否是文件："+f.isFile());
          
        //文件长度
        System.out.println("获取文件的长度："+f.length());
          
        //文件最后修改时间
        long time = f.lastModified();
        Date d = new Date(time);
        System.out.println("获取文件的最后修改时间："+d);
        //设置文件修改时间为1970.1.1 08:00:00
        f.setLastModified(0);
          
        //文件重命名
        File f2 =new File("d:/LOLFolder/DOTA.exe");
        f.renameTo(f2);
        System.out.println("把LOL.exe改名成了DOTA.exe");
         
        System.out.println("注意： 需要在D:\\LOLFolder确实存在一个LOL.exe,\r\n才可以看到对应的文件长度、修改时间等信息");
    }
}
package file;
  
import java.io.File;
import java.io.IOException;
  
public class TestFile {
  
    public static void main(String[] args) throws IOException {
  
        File f = new File("d:/LOLFolder/skin/garen.ski");
  
        // 以字符串数组的形式，返回当前文件夹下的所有文件（不包含子文件及子文件夹）
        f.list();
  
        // 以文件数组的形式，返回当前文件夹下的所有文件（不包含子文件及子文件夹）
        File[]fs= f.listFiles();
  
        // 以字符串形式返回获取所在文件夹
        f.getParent();
  
        // 以文件形式返回获取所在文件夹
        f.getParentFile();
        // 创建文件夹，如果父文件夹skin不存在，创建就无效
        f.mkdir();
  
        // 创建文件夹，如果父文件夹skin不存在，就会创建父文件夹
        f.mkdirs();
  
        // 创建一个空文件,如果父文件夹skin不存在，就会抛出异常
        f.createNewFile();
        // 所以创建一个空文件之前，通常都会创建父目录
        f.getParentFile().mkdirs();
  
        // 列出所有的盘符c: d: e: 等等
        f.listRoots();
  
        // 刪除文件
        f.delete();
  
        // JVM结束的时候，刪除文件，常用于临时文件的删除
        f.deleteOnExit();
  
    }
}

2、什么是流

什么是流(Stream)，流就是一系列的数据。哈哈，够精简吧。其实官方语言在下面：

当不同的介质之间有数据交互的时候，JAVA就使用流来实现。
数据源可以是文件，还可以是数据库，网络甚至是其他的程序

比如读取文件的数据到程序中，站在程序的角度来看，就叫做输入流
输入流： InputStream
输出流：OutputStream

来看一个实例：

package stream;
 
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
 
public class TestStream {
 
    public static void main(String[] args) {
        try {
            File f = new File("d:/lol.txt");
            // 创建基于文件的输入流
            FileInputStream fis = new FileInputStream(f);
            // 通过这个输入流，就可以把数据从硬盘，读取到Java的虚拟机中来，也就是读取到内存中
 
        } catch (IOException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
 
    }
}

3、关闭流的方式

标准的关闭流的方式：

package stream;
 
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
 
public class TestStream {
 
    public static void main(String[] args) {
        File f = new File("d:/lol.txt");
        FileInputStream fis = null;
        try {
            fis = new FileInputStream(f);
            byte[] all = new byte[(int) f.length()];
            fis.read(all);
            for (byte b : all) {
                System.out.println(b);
            }
 
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            // 在finally 里关闭流
            if (null != fis)
                try {
 
                    fis.close();
                } catch (IOException e) {
                    // TODO Auto-generated catch block
                    e.printStackTrace();
                }
        }
 
    }
}

还有一种编写代码的方式叫做 try-with-resources， 这是从JDK7开始支持的技术

把流定义在try()里,try,catch或者finally结束的时候，会自动关闭
这种编写代码的方式叫做 try-with-resources， 这是从JDK7开始支持的技术

所有的流，都实现了一个接口叫做 AutoCloseable，任何类实现了这个接口，都可以在try()中进行实例化。 并且在try, catch, finally结束的时候自动关闭，回收相关资源。

package stream;
  
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
  
public class TestStream {
  
    public static void main(String[] args) {
        File f = new File("d:/lol.txt");
  
        //把流定义在try()里,try,catch或者finally结束的时候，会自动关闭
        try (FileInputStream fis = new FileInputStream(f)) {
            byte[] all = new byte[(int) f.length()];
            fis.read(all);
            for (byte b : all) {
                System.out.println(b);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
  
    }
}

4、几种常见流

4.1字节流

以字节流的形式读取文件内容

InputStream是字节输入流，同时也是抽象类，只提供方法声明，不提供方法的具体实现。
FileInputStream 是InputStream子类，以FileInputStream 为例进行文件读取

package stream;
  
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
  
public class TestStream {
  
    public static void main(String[] args) {
        try {
            //准备文件lol.txt其中的内容是AB，对应的ASCII分别是65 66
            File f =new File("d:/lol.txt");
            //创建基于文件的输入流
            FileInputStream fis =new FileInputStream(f);
            //创建字节数组，其长度就是文件的长度
            byte[] all =new byte[(int) f.length()];
            //以字节流的形式读取文件所有内容
            fis.read(all);
            for (byte b : all) {
                //打印出来是65 66
                System.out.println(b);
            }
             
            //每次使用完流，都应该进行关闭
            fis.close();
              
        } catch (IOException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
          
    }
}

以字节流的形式向文件写入数据

OutputStream是字节输出流，同时也是抽象类，只提供方法声明，不提供方法的具体实现。
FileOutputStream 是OutputStream子类，以FileOutputStream 为例向文件写出数据

注: 如果文件d:/lol2.txt不存在，写出操作会自动创建该文件。
但是如果是文件 d:/xyz/lol2.txt，而目录xyz又不存在，会抛出异常

package stream;
 
import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
 
public class TestStream {
 
    public static void main(String[] args) {
        try {
            // 准备文件lol2.txt其中的内容是空的
            File f = new File("d:/lol2.txt");
            // 准备长度是2的字节数组，用88,89初始化，其对应的字符分别是X,Y
            byte data[] = { 88, 89 };
 
            // 创建基于文件的输出流
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream(f);
            // 把数据写入到输出流
            fos.write(data);
            // 关闭输出流
            fos.close();
             
        } catch (IOException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
 
    }
}

4.2、字符流

Reader字符输入流
Writer字符输出流
专门用于字符的形式读取和写入数据

使用字符流读取文件

FileReader 是Reader子类，以FileReader 为例进行文件读取

package stream;
 
import java.io.File;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;
 
public class TestStream {
 
    public static void main(String[] args) {
        // 准备文件lol.txt其中的内容是AB
        File f = new File("d:/lol.txt");
        // 创建基于文件的Reader
        try (FileReader fr = new FileReader(f)) {
            // 创建字符数组，其长度就是文件的长度
            char[] all = new char[(int) f.length()];
            // 以字符流的形式读取文件所有内容
            fr.read(all);
            for (char b : all) {
                // 打印出来是A B
                System.out.println(b);
            }
        } catch (IOException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
 
    }
}

使用字符流把字符串写入到文件

FileWriter 是Writer的子类，以FileWriter 为例把字符串写入到文件

package stream;
  
import java.io.File;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
  
public class TestStream {
  
    public static void main(String[] args) {
        // 准备文件lol2.txt
        File f = new File("d:/lol2.txt");
        // 创建基于文件的Writer
        try (FileWriter fr = new FileWriter(f)) {
            // 以字符流的形式把数据写入到文件中
            String data="abcdefg1234567890";
            char[] cs = data.toCharArray();
            fr.write(cs);
  
        } catch (IOException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
  
    }
}

4.3、缓存流

以介质是硬盘为例，字节流和字符流的弊端：
在每一次读写的时候，都会访问硬盘。 如果读写的频率比较高的时候，其性能表现不佳。

为了解决以上弊端，采用缓存流。
缓存流在读取的时候，会一次性读较多的数据到缓存中，以后每一次的读取，都是在缓存中访问，直到缓存中的数据读取完毕，再到硬盘中读取。

就好比吃饭，不用缓存就是每吃一口都到锅里去铲。用缓存就是先把饭盛到碗里，碗里的吃完了，再到锅里去铲

缓存流在写入数据的时候，会先把数据写入到缓存区，直到缓存区达到一定的量，才把这些数据，一起写入到硬盘中去。按照这种操作模式，就不会像字节流，字符流那样每写一个字节都访问硬盘，从而减少了IO操作

==缓存流必须建立在一个存在的流的基础上==
使用缓存流读取数据

缓存字符输入流 BufferedReader 可以一次读取一行数据

package stream;
  
import java.io.BufferedReader;
import java.io.File;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;
  
public class TestStream {
  
    public static void main(String[] args) {
        // 准备文件lol.txt其中的内容是
        // garen kill teemo
        // teemo revive after 1 minutes
        // teemo try to garen, but killed again
        File f = new File("d:/lol.txt");
        // 创建文件字符流
        // 缓存流必须建立在一个存在的流的基础上
        try (
                FileReader fr = new FileReader(f);
                BufferedReader br = new BufferedReader(fr);
            )
        {
            while (true) {
                // 一次读一行
                String line = br.readLine();
                if (null == line)
                    break;
                System.out.println(line);
            }
        } catch (IOException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
  
    }
}

使用缓存流写出数据

PrintWriter 缓存字符输出流， 可以一次写出一行数据

package stream;
   
import java.io.File;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;
   
public class TestStream {
   
    public static void main(String[] args) {
        // 向文件lol2.txt中写入三行语句
        File f = new File("d:/lol2.txt");
          
        try (
                // 创建文件字符流
                FileWriter fw = new FileWriter(f);
                // 缓存流必须建立在一个存在的流的基础上              
                PrintWriter pw = new PrintWriter(fw);              
        ) {
            pw.println("garen kill teemo");
            pw.println("teemo revive after 1 minutes");
            pw.println("teemo try to garen, but killed again");
        } catch (IOException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
   
    }
}

flush
有的时候，需要立即把数据写入到硬盘，而不是等缓存满了才写出去。 这时候就需要用到flush

package stream;
    
import java.io.File;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;
public class TestStream {
    public static void main(String[] args) {
        //向文件lol2.txt中写入三行语句
        File f =new File("d:/lol2.txt");
        //创建文件字符流
        //缓存流必须建立在一个存在的流的基础上
        try(FileWriter fr = new FileWriter(f);PrintWriter pw = new PrintWriter(fr);) {
            pw.println("garen kill teemo");
            //强制把缓存中的数据写入硬盘，无论缓存是否已满
                pw.flush();           
            pw.println("teemo revive after 1 minutes");
                pw.flush();
            pw.println("teemo try to garen, but killed again");
                pw.flush();
        } catch (IOException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

4.4、数据流

DataInputStream 数据输入流
DataOutputStream 数据输出流
直接进行字符串的读写

使用数据流的writeUTF()和readUTF() 可以进行数据的格式化顺序读写
如本例，通过DataOutputStream 向文件顺序写出 布尔值，整数和字符串。 然后再通过DataInputStream 顺序读入这些数据。

注： 要用DataInputStream 读取一个文件，这个文件必须是由DataOutputStream 写出的，否则会出现EOFException，因为DataOutputStream 在写出的时候会做一些特殊标记，只有DataInputStream 才能成功的读取

package stream;
      
import java.io.DataInputStream;
import java.io.DataOutputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
      
public class TestStream {
      
    public static void main(String[] args) {
        write();
        read();
    }
 
    private static void read() {
        File f =new File("d:/lol.txt");
        try (
                FileInputStream fis  = new FileInputStream(f);
                DataInputStream dis =new DataInputStream(fis);
        ){
            boolean b= dis.readBoolean();
            int i = dis.readInt();
            String str = dis.readUTF();
             
            System.out.println("读取到布尔值:"+b);
            System.out.println("读取到整数:"+i);
            System.out.println("读取到字符串:"+str);
 
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
         
    }
 
    private static void write() {
        File f =new File("d:/lol.txt");
        try (
                FileOutputStream fos  = new FileOutputStream(f);
                DataOutputStream dos =new DataOutputStream(fos);
        ){
            dos.writeBoolean(true);
            dos.writeInt(300);
            dos.writeUTF("123 this is gareen");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
         
    }
}

4.5、对象流

对象流指的是可以直接把一个对象以流的形式传输给其他的介质，比如硬盘

一个对象以流的形式进行传输，叫做序列化。 该对象所对应的类，必须是实现Serializable接口

序列化一个对象
创建一个Hero对象，设置其名称为garen。
把该对象序列化到一个文件garen.lol。
然后再通过序列化把该文件转换为一个Hero对象

注：把一个对象序列化有一个前提是：这个对象的类，必须实现了Serializable接口

TestStream.java

package stream;
    
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
  
import charactor.Hero;
    
public class TestStream {
    
    public static void main(String[] args) {
        //创建一个Hero garen
        //要把Hero对象直接保存在文件上，务必让Hero类实现Serializable接口
        Hero h = new Hero();
        h.name = "garen";
        h.hp = 616;
          
        //准备一个文件用于保存该对象
        File f =new File("d:/garen.lol");
 
        try(
            //创建对象输出流
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream(f);
            ObjectOutputStream oos =new ObjectOutputStream(fos);
            //创建对象输入流              
            FileInputStream fis = new FileInputStream(f);
            ObjectInputStream ois =new ObjectInputStream(fis);
        ) {
            oos.writeObject(h);
            Hero h2 = (Hero) ois.readObject();
            System.out.println(h2.name);
            System.out.println(h2.hp);
               
        } catch (IOException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
            
    }
}

Hero.java

package charactor;
 
import java.io.Serializable;
 
public class Hero implements Serializable {
    //表示这个类当前的版本，如果有了变化，比如新设计了属性，就应该修改这个版本号
    private static final long serialVersionUID = 1L;
    public String name;
    public float hp;
 
}

5、中文问题

用FileInputStream 字节流正确读取中文
为了能够正确的读取中文内容
1.必须了解文本是以哪种编码方式保存字符的
2.使用字节流读取了文本后，再使用对应的编码方式去识别这些数字，得到正确的字符

package stream;
   
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
   
public class TestStream {
   
    public static void main(String[] args) {
        File f = new File("E:\\project\\j2se\\src\\test.txt");
        try (FileInputStream fis = new FileInputStream(f);) {
            byte[] all = new byte[(int) f.length()];
            fis.read(all);
   
            //文件中读出来的数据是
            System.out.println("文件中读出来的数据是：");
            for (byte b : all)
            {
                int i = b&0x000000ff;  //只取16进制的后两位
                System.out.println(Integer.toHexString(i));
            }
            System.out.println("把这个数字，放在GBK的棋盘上去：");
            String str = new String(all,"GBK");
            System.out.println(str);
        } catch (IOException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
   
    }
}

用FileReader 字符流正确读取中文
FileReader得到的是字符，所以一定是已经把字节根据某种编码识别成了字符了
而FileReader使用的编码方式是Charset.defaultCharset()的返回值，如果是中文的操作系统，就是GBK
FileReader是不能手动设置编码方式的，为了使用其他的编码方式，只能使用InputStreamReader来代替，像这样：

new InputStreamReader(new FileInputStream(f),Charset.forName("UTF-8"));

6、System.in

System.out 是常用的在控制台输出数据的
System.in 可以从控制台输入数据v
System.in

package stream;
 
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
 
public class TestStream {
 
    public static void main(String[] args) {
        // 控制台输入
        try (InputStream is = System.in;) {
            while (true) {
                // 敲入a,然后敲回车可以看到
                // 97 13 10
                // 97是a的ASCII码
                // 13 10分别对应回车换行
                int i = is.read();
                System.out.println(i);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

Scanner读取字符串
使用System.in.read虽然可以读取数据，但是很不方便
使用Scanner就可以逐行读取了

package stream;
    
import java.util.Scanner;
    
public class TestStream {
    
    public static void main(String[] args) {
         
            Scanner s = new Scanner(System.in);
             
            while(true){
                String line = s.nextLine();
                System.out.println(line);
            }
         
    }
}

Scanner从控制台读取整数

package stream;
 
import java.util.Scanner;
 
public class TestStream {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner s = new Scanner(System.in);
        int a = s.nextInt();
        System.out.println("第一个整数："+a);
        int b = s.nextInt();
        System.out.println("第二个整数："+b);
    }
}

For you, a thousand times over!