I/O,文件操作,File类

我不是女神ヾ 2023-09-27 17:04 106阅读 0赞

> ## 前言 ##
> 
> 小亭子正在努力的学习编程，接下来将开启javaEE的学习~~
> 
> 分享的文章都是学习的笔记和感悟，如有不妥之处希望大佬们批评指正~~
> 
> 同时如果本文对你有帮助的话，烦请点赞关注支持一波, 感激不尽~~

**目录**

前言

前驱知识

文件：

文件路径（Path）：

文件类型

Java 中操作文件

1.文件系统操作

File类的属性

File类的构造方法

File类的常用方法

2.文件内容操作

字符流 和字节流

输入输出流：

InputStream 概述

FileInputStream 概述

InputStream的方法：

OutputStream 概述

小案例:

遍历目录,查找包含某个关键词的文件

--------------------

## 前驱知识 ##

### 文件： ###

我们先来认识狭义上的文件(file)。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。

### 目录： ###

随着文件越来越多，对文件的系统管理也被提上了日程，如何进行文件的组织呢，一种合乎自然  
的想法出现了，就是按照层级结构进行组织 —— 也就是我们数据结构中学习过的树形结构。这样，一种专门用来存放管理信息的特殊文件诞生了，也就是我们平时所谓文件夹(folder)或者目录(directory)的概念。

**【一般在计算机中我们将文件夹叫做 目录】**

![e21d35a3b99e47a2867d81d538bf6410.png][]

![d2f32be0e4b54355a15cfc3b96d0b06a.png][]  
![56dfb39568ea44a19b4688df40ca8d61.png][]

![93913889314e49a9a9ace42480fc9529.png][]

### 文件路径（Path）： ###

![ca446111627b46d8ae1b25585acb4e3e.png][]

咱们电脑的文件存储的形式就像一颗树一样，从根节点出发，向下分叉衍生

![213afa1693604e94b1ea934a55fce7ff.png][]

*  **文件路径：**就是从树根结点出发，沿着树杈，一路向下走，达到目标寄文件，这个过程中经过的文件就是路径。
 *  **绝对路径：**从盘符开始，一层一层往下找，这个过程得到的路径。
 *  **相对路径：**从给定的某个目录出发，一层一层往下找，，这个过程得到的路径。

**【注意：区分的重点在于找准基准目录（工作目录）是哪个】**

**特殊标识符：**

*  . 相对路径中，表示当前目录
 *  .. 相对路径中，表示当前目录的上级目录
 *  路径中的每级目录之间用一个路径分隔符隔开，/ or \\\\ or \\

【路径分隔符和系统有关：  
●windows和DOS系统默认使用“\\”来表示  
●UNIX和URL使用“/”来表示】

【注意：

*  在Windows 中，路径和文件是一一对应的，任何一个文件，对应的路径是惟一的。但是在Linux中不一定。
 *  word，Excel，是二进制文件.csv 是文档文本】

### 文件类型 ###

文件类型分为：

**文本文件：存储的是文本，内容是由ASCII码构成的。  
二进制文件：存储的是二进制数据。（内容不受限制）**  
【一个简单粗暴的区分方法：打开文件，你能看懂的就是文本文件，乱七八糟的你看不懂的就是二进制文件。注意，word写的docx，Excel的文件是二进制。】

## Java 中操作文件 ##

### 1.文件系统操作 ###

创建文件，删除文件，重命名文件，创建目录

> **Java 中通过 java.io.File 类来对一个文件（包括目录）进行抽象的描述。注意，有 File 对象，并不代表真实存在该文件**
> 
> File 能新建、删除、重命名文件和目录，但 File 不能访问文件内容本身。如果需要访问文件内容本身，则需要使用输入/输出流，下面会说到  
> File对象可以作为参数传递给流的构造器

#### File类的属性 ####

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>修饰符及类型</td> 
   <td>属性</td> 
   <td>说明</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>static String</td> 
   <td>pathSeparator</td> 
   <td>依赖于系统的路径分隔符，String 类型的表示</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>static char</td> 
   <td>pathSeparator</td> 
   <td>依赖于系统的路径分隔符，char 类型的表示</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

#### File类的构造方法 ####

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>签名</td> 
   <td>说明</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>File(File parent, String<br> child)</td> 
   <td>根据父目录 + 孩子文件路径，创建一个新的 File 实例</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>File(String pathname)</td> 
   <td>根据文件路径创建一个新的 File 实例，路径可以是绝对路径或者<br> 相对路径</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>File(String parent, String<br> child)</td> 
   <td>根据父目录 + 孩子文件路径，创建一个新的 File 实例，父目录用<br> 路径表示</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

#### File类的常用方法 ####

### ![9f7c58ba8c7a4f48b2722d90902a90e9.png][]   2.文件内容操作 ###

针对文件内容进行读和写

> **补充知识**：
> 
> 流  
> 流的分类：  
> 操作数据单位：字节流(8 bit)、字符流(16 bit)  
> 数据的流向：输入流、输出流  
> 流的角色：字节流、处理流  
> 体系结构：抽象基类、节点流、处理流  
> 节点流：直接从数据源或目的地读写数据  
> 处理流：不直接连接到数据源或目的地，而是“连接”在已存在的流（节点流或处理流）之上，通过对数据的处理为程序提供更为强大的读写功能  
> **【本文我们主要讨论字节流，字符流，输入流和输出流】**

#### 字符流 和字节流 ####

*  针对 文本文件，提供了一组类，统称为 “字符流”,（典型代表：Reader（读），Writer（写）），读写基本单是：字符
 *  针对 二进制文件，提供了一组类，统称为“字节流”,（典型代表：InputStream（读），OutputStream（写））读写基本单位是：字节

#### 输入输出流： ####

输入：Reader，InputStream  
输出：Writer，OutputStream】

**输入输出的方向注意要以cpu为基准去判断**

![34b9742e87224802a504df6c8ce0a72a.png][]

#### InputStream 概述 ####

InputStream 只是一个抽象类，不仅可以读写文件，还可以读写背的，比如网卡。要使用还需要具体的实现类。关于 InputStream 的实现类有很多，基本  
可以认为不同的输入设备都可以对应一个 InputStream 类，我们现在只关心从文件中读取，所以使用它的子类FileInputStream

#### FileInputStream 概述 ####

**构造方法**

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>签名</td> 
   <td>说明</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>FileInputStream(File file)</td> 
   <td>利用 File 构造文件输入流</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>FileInputStream(String name)</td> 
   <td>利用文件路径构造文件输入流</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

代码实现一下（注意：这种方式不建议用，因为return，异常之类的情况可能会导致close（）执行不到，推荐写法在下面）

![e1db8cdc93cb4535a9b9860eb38ab737.png][]

**推荐写法：**

![308ce1cfe4de44fd968270d39f609ec8.png][]

> 注意：
> 
> 1.可能会因为权限问题和中文文件名报错，大家实现代码的时候注意一下  
> 2.close（）方法千万不能忘记写。因为在java中，文件这里的资源（主要是文件描述符表）需要手动释放。  
> 文件描述符：  
> 记载当前进程都打开了那些文件。  
> 每次打开一个文件，就会在这个表里，这个表记载了当前进程打开了哪些文件，每次打开一个文件就会在这个表里申请空间。这个表的空间是有限的，不停地申请空间，又不释放，空间会满，一旦满了，继续打开文件就会打开失败，严重的还会文件资源泄露。

#### InputStream的方法： ####

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>返回值类<br> 型</td> 
   <td>方法签名</td> 
   <td>说明</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>int</td> 
   <td>read()</td> 
   <td>读取一个字节的数据，返回 -1 代表已经完全读完了</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>int</td> 
   <td>read(byte[] b)</td> 
   <td>最多读取 b.length 字节的数据到 b 中，返回实际读到的数<br> 量；-1 代表以及读完了</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>int</td> 
   <td>read(byte[] b,<br> int off, int len)</td> 
   <td>最多读取 len - off 字节的数据到 b 中，放在从 off 开始，返<br> 回实际读到的数量；-1 代表以及读完了</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>void</td> 
   <td>close()</td> 
   <td>关闭字节流</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

代码示例：

读操作，字节流

public class IODemo1 {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
    //        //文件打开                      //此处需要抛异常
    //        InputStream inputStream = new FileInputStream("D:/yunna/Desktop/笔记草稿/IO测试文件");
    //        inputStream.close();//关闭文档,千万不能忘了
    //推荐使用下面这种写法, 因为InputStream实现了Closeable这一特定的接口,这样写try会自动帮忙调用.
           try( InputStream inputStream = new FileInputStream("D:\\code\\text.txt")){
           //读文件
               while(true){
                   int b = inputStream.read();
                   if (b==-1){
                       //读到末尾了,结束循环
                       break;
                   }
                   System.out.println(b);
               }
    
    
           }
        }
    }

![9429775643f54c6ea2564cc5f6b8d678.png][]

读操作，字符流

public class IODemo3 {
        public static void main(String[] args) {
            try(Reader reader = new FileReader("D:\\code\\text.txt")){
                while(true){
                    int c = reader.read();
                    if(c==-1){
                        break;
                    }
                    char ch = (char) c;
                    System.out.println(ch);
                }
            } catch (FileNotFoundException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

![6c7a3a7a10c147fa965c36d48fb05c82.png][]

#### OutputStream 概述 ####

OutputStream 同样只是一个抽象类，要使用还需要具体的实现类。我们现在还是只关心写入文件中，所以使用 FileOutputStream

方法

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>修饰<br> 符及<br> 返回<br> 值类<br> 型</td> 
   <td>方法签名</td> 
   <td>说明</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>void</td> 
   <td>write(int b)</td> 
   <td>写入要给字节的数据</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>void</td> 
   <td>write(byte[]<br> b)</td> 
   <td>将 b 这个字符数组中的数据全部写入 os 中</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>int</td> 
   <td>write(byte[]<br> b, int off,<br> int len)</td> 
   <td>将 b 这个字符数组中从 off 开始的数据写入 os 中，一共写 len 个</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>void</td> 
   <td>close()</td> 
   <td>关闭字节流</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>void</td> 
   <td>flush()</td> 
   <td>重要：我们知道 I/O 的速度是很慢的，所以，大多的 OutputStream 为<br> 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<br> 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<br> 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<br> 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，<br> 调用 flush（刷新）操作，将数据刷到设备中。</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

代码示例：写操作，字节流

public class IODemo2 {
        //写操作
        public static void main(String[] args) {
            try(OutputStream outputStream = new FileOutputStream("D:\\code\\text.txt")){
                outputStream.write(97);//注意这个写入的是ascii码值
                outputStream.write(98);
                outputStream.write(99);
    
            } catch (FileNotFoundException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

![5fe6e29d356c4e9fb9c932d4b0a069c9.png][]

**写操作,字符流**

public class IODemo4 {
        public static void main(String[] args) {
            try(Writer writer  = new FileWriter("D:\\code\\text.txt")) {
                writer.write(65);
                writer.write(66);
                writer.write(67);
                writer.write(68);
    
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

![9ec3ab8897e34cfba7e7104036f0884e.png][]

## 小案例: ##

### 遍历目录,查找包含某个关键词的文件 ###

> ![d5b9c1b29cc24b05af0f6982a2fb4ad8.png][]
> 
> 步骤:
> 
> //让用户先指定一个要搜索的根目录  
> //让用户输入一个要查询的词
> 
> //递归进行目录/文件的遍历（目录结构是一颗N叉树）  
> 注意:这种方法不高效，但是小规模搜索还是可以的

import java.io.*;
    import java.util.Scanner;
    
    public class IODemo5 {
        public static void main(String[] args) {
            Scanner scanner = new Scanner(System.in);
            //先让用户指定一个要搜索的根目录
            System.out.println("请输入需要搜索的目录:");
            File rootDir = new File(scanner.next());
            if (!rootDir.isDirectory()){
                System.out.println("输入有误,您输入的目录不存在!");
                return;
            }
            //让用户输入一个要查询的词
            System.out.println("请输入要查询的词");
            String word = scanner.next();
    
            //递归的进行目录文件的遍历
            scanDir(rootDir,word);
        }
        private static void scanDir(File rootDir,String word){
            //列出当前的rootDir 中的内容,没有内容,直接递归结束
            File[] files = rootDir.listFiles();
            if (files == null){
                //当前rootDir 是一个空目录,直接结束不用递归
                return;
            }
            //目录里有东西,就遍历每个元素
            for (File f: files){
                System.out.println("当前搜索到:"+ f.getAbsoluteFile());
                if (f.isFile()){
                    //是普通文件,就打开文件,比较看是否包含关键词
                    String content = readFile(f);
                    if (content.contains((word))){
                        System.out.println(f.getAbsoluteFile()+"包含要查找的关键字");
                    }
                }else if(f.isDirectory()){
                    //是目录,就进行递归操作
                    scanDir(f,word);
    
                }else{
                    //不是普通文件也不是目录文件,直接跳过
                    continue;
                }
            }
        }
    
        private static String readFile(File f) {
            //读取文件的整个内容,返回出来,匹配的是字符串,所以用字符流
         StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
         try (Reader reader = new FileReader(f)){
             //一次读取一个字符,把读到的结果拼装到StringBuilder中,统一转成String
             while (true){
                 int c = reader.read();
                 if(c== -1){
                     break;
                 }
                 stringBuilder.append((char)c);
             }
    
         } catch (FileNotFoundException e) {
             e.printStackTrace();
         } catch (IOException e) {
             e.printStackTrace();
         }
         return stringBuilder.toString();
        }
    }

![a6d99cf218954d089d7a90f58c57527c.png][]

> **注意：**
> 
> 上述代码没有考虑文件特别大，内存存不下的情况，如果真遇到这种情况，可以考虑把文件分块读取
> 
> ![0f7f5ccb38a54452afcfc9433d95de11.png][]
> 
> **说明:**
> 
> ![323ac2897efc4f519b532c69da26ebc5.png][]

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[323ac2897efc4f519b532c69da26ebc5.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/323ac2897efc4f519b532c69da26ebc5.png