Java基础之文件操作(IO流)

特意写一章关于IO流的知识，不为别的，是因为IO流实在太重要了

文件

文件对象

File 就是文件对象，我们电脑上的文件和文件夹都可以用这个File实例化

public class Test{
    public static void main(String[] args){
        // 获取绝对路径D盘的hello文件夹
        File f1 = new File("D:/hello");
        // 获取相对路径的hello.txt文件
        File f2 = new File("hello.txt");
        // 获取D盘的hello文件夹下hello.txt文件的实例
        File f3 = new File(f1,"hello.txt");
        
        // 输出三个文件或者文件夹的绝对路径
        System.out.println(f1.getAbsolutePath());
        System.out.println(f2.getAbsolutePath());
        System.out.println(f3.getAbsolutePath());
    }
}

上面代码注释讲的已经非常的详细了，用三种方式创建一个文件对象，怎么获取文件的绝对路径

文件常用方法

假设我们已经实例化了一个File对象f

判断是否存在 f.exists()
判断是否是文件夹 f.isDirectory()
判断是否是文件 f.isFile()
获取文件的长度 f.length()
文件最后修改的时间 f.lastModified()
设置文件最后修改时间 f.setLastModified(0) 这里的0代表的是时间戳也就是1970.1.1 08:00:00
文件重命名 f.renameTo(“newName”)
以字符串数组的形式，返回当前文件夹下面的所有文件 f.list()
以文件数组的形式，返回当前文件夹下面的所有文件 f.listFiles()
以字符串形式返回所在文件夹 f.getParent()
以字符串形式返回获取所在文件夹 f.getParentFile()
创建一个文件夹 f.mkdir() 如果说f所在的父文件夹不存在就会抛出异常
创建一个文件夹 f.mkdirs() 如果说f所在的父文件夹不存在就会自动给你创建一个父文件夹
删除文件 f.delete()
JVM结束的时候删除文件 f.deleteOnExit()

遍历C:\WINDOWS下面所有文件

public class Test{
    public static void main(StringP[] args){
        File f = new File("C:/WINDOWS");
        File[] files;
        int k=0;
        long max = 0;
        if(f.exists){
            // 把文件夹下面的所有文件都取出来
            files = f.listFiles();
            // 遍历所有的文件取出体积最大的文件
            for(int i=0;i<files.length();i++){
                if(files[i].length()>max){
                    //如果比最大的文件还大就把他的下标记下来
                    k = i;
                    max = files[i].length();
                }
            }
        }else{
            System.out.println("文件夹不存在");
        }
        
        // 输出找到的最大的文件路径和它体积
        System.out.println("最大文件路径： "+files[k]);
        System.out.println("最大文件体积： "+files[k].length()+" 字节");
    }
}

编码

编码是信息从一种形式或格式转换为另一种形式的过程

常见的编码

常见的编码方式有如下几种：

ISO-8859-1 ASCII 数字和西欧字母
GBK GB2312 BIG5 中文
UNICODE (统一码，万国码)

看样子，我们的中文就是属于这个GBK这种编码了，也就是说中文只能用GBK编码来存储嘛?

这个肯定是错的，UNICODE称为万国码，也就是全世界任何国家的字符都是可以储存的，只不过，他占用的空间是最大的，比入英文字母只需要1字节的空间，汉字需要3字节的空间，但是Unicode它不管你是英文字母还是汉字，都统一给你4个字节，这样的话是比较浪费空间的，所以就诞生了UTF-8这种基于Unicode减肥版本的编码方式。

UTF-8它可以对英文或者数字使用一个字节，对汉字使用三个字节，这样的话就避免了空间的浪费。

Java源代码中的汉字在执行之后，都会变成JVM中的字符，而这些中文字符采用的编码方式，都是Unicode

流

什么流？流就是一系列的数据。

当不同的介质之间有数据交互的时候，Java就是使用流来实现

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。

文件输入流

如何创建文件输入流，看以下代码：

public class Test{
    public static void main(String[] args){
        try{
            File f = new File("D:/hello.txt");
            // 通过这个文件输入流可以将硬盘上文件中的数据读取到java程序内存中来
            FileInputStream fis = new FileInputStream(f);
        }catch(IOException e){
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

字节流

字节输入流

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的子类，我们下面就用FileInputStream来实现读取文件的内容

public class Test{
    public static void main(String[] args){
        try{
            // 准备一个文本文件，里面内容是AB
            File f = new File("D:/test.txt");
            // 创建文件输入流
            FileInputStream fis = new FileInputStream(f);
            // 创建一个字节数组，它的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中的所有内容到字节数组
            fis.read(all);
            for(byte b : all){
                System.out.println(b);
           }
            fis.close();
            
        }catch(IOException e){
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

结果是65和66 也就是A和B对应的ASCII码

字节输出流

OutputStream 是字节输出流，更InputStream也是一样的，抽象类。

所以我们用FileOutputStream为例往文件中写入数据

public class Test{
    public static void main(String[] args){
        try{
            // 准备一个文本文件，里面内容是空的
            File f = new File("D:/test.txt");
            // 创建文件输出流
            FileOutputStream fis = new FileOutputStream(f);
            // 创建一个字节数组，里面写上A和B的ASCII码
            byte[] data = {65,66};
            // 以字节流的形式将data里的数据写入到输出流
            fis.write(all);
            fis.close(); 
        }catch(IOException e){
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

我们打开对应的文件，发现数据就已经写在里面了，但是输出流跟输入流有一个区别，就是输出流的时候不一定要求文件存在，当文件不存在的时候，会自动给我们创建一个新的文件，而输入流则会抛出异常

字符流

字符流：就是在字节流的基础上，加上编码，形成的数据流

字符流分为字符输入流Reader 和字符输出流 Writer

他们常用的子类就是FileReader 和 FileWriter

字符输入流

在之前我们使用了字节输入流读取文件中的内容，读取的AB打印出来是65和66

现在我们来看一下使用字符输入流读取文件是什么样的结果

public class Test {
 
    public static void main(String[] args) {
        // 准备文件hello.txt其中的内容是AB
        File f = new File("d:/hello.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();
        }
 
    }
}

字符输入流可以直接读取文件中的字符

字符输出流

我们可以直接将一串字符存储到文件中，代码如下：

public class Test{
    public static void main(String[] args){
        // 创建文件对象,文件内容是空的
        File f = new File("D:/hello.txt");
        // 要写入的字符串
        String str = "hello";
      	char[] cs = str.toCharArray();
        try(FileWrter fw = new FileWriter(f)){
            fw.write(cs)
        }catch(IOException e){
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

文件中的内容就会变称hello

中文读取

上面我们学习了字节流和字符流，那么我们分别用两种流来从文件中读取汉字内容。

用字节流读取中文内容

首先你得了解文本是以哪种编码方式进行保存的

使用字节流读取文本后，再使用对应的编码方式去识别这些文字

public class Test{
    File f = new File("D:/hello.txt");
    try(FileInputStream fis = new FileInputStream(f)){
        byte[] all = new byte[(int) f.length()];
        fis.read(all);
        //将读到的字节进行编码输出
        String str = new String(all,"GBK");
        System.out.println(str);
    }catch(IOException e){
        e.printStackTrace();
    }
}

用字符流读取中文内容

FileReader得到的字符，肯定是已经把字节根据某种编码方式识别成的字符。

FIleReader的编码方式可以用Charset.defaultCharset()获取，如果是中文的操作系统那么就是GBK

假设现在我们的文件是用UTF-8编码方式保存的，那么我们该如何使用字符流读取文字呢?

答案就是使用InputStreamReader,这个是字节流到字符流的桥接器，它可以按照指定的字符集读取字节并将它们转换为字符。

public class TestStream {
    public static void main(String[] args) throws UnsupportedEncodingException, FileNotFoundException {
        File f = new File("D:/hello.txt");
        System.out.println("默认编码方式:"+Charset.defaultCharset());
        //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
        try (FileReader fr = new FileReader(f)) {
            char[] cs = new char[(int) f.length()];
            fr.read(cs);
            System.out.printf("FileReader会使用默认的编码方式%s,识别出来的字符是：%n",Charset.defaultCharset());
            System.out.println(new String(cs));
        } catch (IOException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
        //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
        //并且使用new InputStreamReader(new FileInputStream(f),Charset.forName("UTF-8")); 这样的形式
        try (InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream(f),Charset.forName("UTF-8"))) {
            char[] cs = new char[(int) f.length()];
            isr.read(cs);
            System.out.printf("InputStreamReader 指定编码方式UTF-8,识别出来的字符是：%n");
            System.out.println(new String(cs));
        } catch (IOException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
         
    }
}

用FileReader 字符流正确读取中文

为什么中字的前面有一个?，如果你是用记事本另存为UTF-8的字符集编码的话，那么在第一个字节有一个标识，叫做BOM，用来标识这个文件是使用UTF-8编码的

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

缓存字符输入流

BufferedReader可以一次性读取一行数据

public class Test{
    public static void main(String[] args){
        /**
        准备一个文件，里面的内容是
        hello
        world
        你好
        */
        File f = new File("d:/hello.txt");
        // 缓存字符输入流必须在一个存在的流的基础上创建
        try(
        FileReader fr = new FileReader(f);
        BufferedReader br = new BufferedReader(fr);
            ){
            while(true){
                // 一次读取一行
                String line = br.readLine();
                if(line == null){
                    break;
                }
                System.out.println(line);
            }catch(IOException e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

缓存字符输出流

PrintWrite，可以一次写出一行数据

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:/hello.txt");
          
        try (          
                PrintWriter pw = new PrintWriter(f);              
        ) {
            pw.println("hello");
            pw.println("world");
            pw.println("你好");
        } catch (IOException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
   
    }
}

这里需要注意的是，缓存字符输入流的构造方法的参数是一个Reader，也就是一个字符流，而PrintWriter的构造参数可以是文件对象也可以是字节流或者字符流对象！

缓存字节输入流和输出流

分别是BufferedInputStream 和 BufferedOutputStream

下面代码演示的是通过缓存字节输入流和输出流实现文件的复制

public class Test{
    public static void main(String[] args){
        File file = new File("E:/我的文档/临时文件/视屏文件.ts");
        File file1 = new File("E:/我的文档/临时文件/视屏文件(副本).ts");
        try (
                FileInputStream fis = new FileInputStream(f);
                FileOutputStream fos = new FileOutputStream(f1);
                BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(fis);
                BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(fos);
        ){
            byte[] bytes = new byte[1024];
            int len;
            while(true){
                len = bis.read(bytes);
                if(len == -1){
                    break;
                }
                bos.write(bytes,0,len);
            }

        }catch (IOException e){
            e.printStackTrace();
        }
    }
    }
}