Java 流（Stream）、文件（File）和IO

1. File

1.1 File类概述和构造方法

File：它是文件和目录路径名的抽象表示

文件和目录是可以通过File封装成对象的。
对于File而言，其封装的并不是一个真正存在的文件，仅仅是一个路径名而已。

方法名	说明
File(String pathname)	通过将给定的路径名字符串转换为抽象路径名来创建新的File实例
File(String parent, String child)	从父路径名字符串和子路径名字符串创建新的File实例
File(File parent, String child)	从父抽象路径名和子路径名字符串创建新的File实例

1.2 File类创建功能

方法名	说明
boolean createNewFile()	当且仅当具有该名称的文件尚不存在时，原子地创建一个由该抽象路径名命名的新的空文件。
boolean mkdir()	创建由此抽象路径名命名的目录。
boolean mkdirs()	创建由此抽象路径名命名的目录，包括任何必需但不存在的父目录。

1.3 File类判断和获取功能

方法名	说明
boolean isDirectory()	测试此抽象路径名表示的文件是否为目录。
boolean isFile()	测试此抽象路径名表示的文件是否为普通文件。
boolean exists()	测试此抽象路径名表示的文件或目录是否存在。
String getAbsolutePath()	返回此抽象路径名的绝对路径名字符串。
String getPath()	将此抽象路径名转换为路径名字符串。
String getName()	返回由此抽象路径名表示的文件或目录的名称。
String[] list()	返回一个字符串数组，命名由此抽象路径名表示的目录中的文件和目录。
File[] listFiles()	返回一个抽象路径名数组，表示由该抽象路径名表示的目录中的文件。

1.4 File类删除功能

方法名	说明
boolean delete()	删除由此抽象路径名表示的文件或目录。

绝对路径和相对路径的区别：

绝对路径：完整的路径名，不需要任何其他信息就可以定位它所表示的文件。例如：E:\\test\\1.txt
相对路径：必须使用取自其他路径名的信息进行解释。例如：test\\2.txt

删除目录时的注意事项：

如果一个目录中有内容，不能直接删除。应该先删除目录中的内容，最后才能删除目录。

2. 字节流

2.1 IO流概述和分类

IO流概述：

IO：输入/输出（input/output）
流：是一种抽象概念，是对数据传输的总称。也就是说数据在设备间的传输称为流，流的本质是数据传输。
IO流就是哟弄个来处理设备间数据传输问题的
- 常见的应用：文件复制、文件上传、文件下载

IO流分类：

按照数据的流向：
- 输入流：读数据
- 输出流：写数据
按照数据类型：
- 字节流（字节流可以复制任意文件数据，有4种方式，一般采用字节缓冲流一次写一个字节数组的方式）
  - 字节输入流
    - FileInputStream
    - BufferedInputStream
  - 字节输出流
    - FileOutputStream
    - BufferedOutputStream
- 字符流
  - 字符输入流
    - InputStreamReader -> FileReader
    - BufferedReader
  - 字符输出流
    - OutputStreamWriter -> FileWriter
    - BufferedWriter

使用场景：

如果数据通过Windows自带的记事本打开，里面的内容不是乱码，就使用字符流，否则使用字节流。
不知道该用什么类型的流，就使用字节流，因为字节流是万能的。

2.2 字节流写数据

字节流抽象基类

InputStream：这个抽象类是表示字节输入流的所有类的超类。
OutputStream：这个抽象类是表示字节输出流的所有类的超类。
子类名特点：子类名称都是以其父类名作为子类名的后缀。

FileOutputStream：文件输出流用于将数据写入File

FileOutputStream(String name)：创建文件输出流以指定的名称写入文件。

使用字节输出流写数据的步骤：

创建字节输出流对象（调用系统功能创建了文件，创建字节输出流对象，让字节输出流对象指向文件）
调用字节输出流对象的写数据方法
释放资源（关闭此文件输出流并释放与此相关联的任何系统资源）

2.3 字节流写数据的三种方式

方法名	说明
void write(int b)	将指定的字节写入此文件输出流。一次写一个字节数据。
void write(byte[] b)	将 `b.length`字节从指定的字节数组写入此文件输出流。一次写一个字节数组数据。
void write(byte[] b, int off, int len)	从位于偏移量 `off`的指定字节数组写入 `len`字节到该文件输出流。一次写一个字节数组的部分数据。

2.4 字节流写数据的两个小问题

字节流写数据如何实现换行？
- 写完数据后加换行符
- Windows下换行：\r\n
- Linux下换行：\n
- mac下换行：\r
字节流写数据如何实现追加写入？
- public FileOutputStream(String name, boolean append)
- 创建文件输出流以指定的名称写入文件。
- 如果第二个参数为true，则字节将写入文件的末尾，而不会覆盖原来的内容。

2.5 字节流读数据

FileInputStream：从文件系统中的文件获取输入字节

FileInputStream(String name)：通过打开与实际文件的连接来创建一个FileInputStream，该文件由文件系统中的路径名name命名。

方法名	说明
int read()	从该输入流读取一个字节的数据。
int read(byte[] b)	从该输入流读取最多b.length字节的数据到字节数组。
int read(byte[] b,int off, int len)	从该输入流读取最多len字节的数据为字节数组。

使用字节输入流读数据的步骤：

创建字节输入流对象
调用字节输入流对象的读数据方法
释放资源

2.6 字节缓冲流

字节缓冲流：

BufferOutputStream：该类实现缓冲输出流。通过设置这样的输出流，应用程序可以向底层输出流写入字节，而不必为写入的每个字节导致底层系统的调用。
BufferInputStream：创建BufferInputStream将创建一个内部缓冲区数组。当从流中读取或跳过字节时，内部缓冲区将根据需要从包含的输入流中重新填充，一次很多字节。

构造方法：

字节缓冲输出流：BufferOutputStream(OutputStream out)
字节缓冲输入流：BufferInputStream(InputStream in)

为什么构造方法需要的是字节流，而不是具体的文件或路径?

字节缓冲流仅仅提供缓冲区，而真正的读写数据还得依靠基本的字节流对象进行操作。

3. 字符流

3.1 为什么出现字符流

由于字节流操作中文不方便，所以Java就提供字符流。

字符流 = 字节流 + 编码表

用字节流复制文本文件的中文时，底层操作会自动进行字节拼接成中文，而能够识别成中文的原因是：汉字在存储的时候，无论用哪种编码存储，第一个字节都是负数。

3.2 编码表

基础知识：

计算机中储存的信息都是用二进制数表示的。
按照某种规则，将字符存储到计算机中，称为编码。反之，将存储在计算机中的二进制数按照某种规则解析显示出来，称为解码。必须按照同一种规则进行编码和解码，否则会出现乱码。
- 字符编码：一套自然语言的字符与二进制数之间的对应规则。

字符集：

是一个系统支持的所有字符的集合。
计算机要准确的存储和识别各种字符集符号，就需要进行字符编码，一套字符集必然至少有一套字符编码。
- 常见的字符集有ASCII字符集、GBXXX字符集、Unicode字符集等。

3.3 字符流中的编码解码问题

InputStreamReader是从字节流到字符流的桥：它读取字节，并使用指定的charset将其解码为字符。它使用的字符集可以由名称指定，也可以被明确指定，或者可以接受平台的默认字符集。
OutputStreamWriter是字符的桥梁流以字节流：向其写入的字符编码成使用指定的字节charset 。它使用的字符集可以由名称指定，也可以被明确指定，或者可以接受平台的默认字符集。

3.4 字符流写数据的5种方式

方法名	说明
void write(int c)	写入一个字符。
void write(char[] cbuf)	写入一个字符数组。
void write(char[] cbuf, int off, int len)	写入字符数组的一部分。
void write(String str)	写入一个字符串。
void write(String str, int off, int len)	写入一个字符串的一部分。

方法名	说明
void flush()	刷新流，还可以继续写数据。
void close()	关闭流，释放资源，但是在关闭之前会先刷新流。一旦关闭，就不能再写数据。

3.5 字符流读数据的2种方式

方法名	说明
int read()	一次读一个字符数据。
int read(char[] cbuf)	一次读一个字符数组数据。

3.6 字符缓冲流

字符缓冲流：

BufferedWriter：将文本写入字符输出流，缓冲字符，以提供单个字符，数组和字符串的高效写入。
可以指定缓冲区大小，或者可以接受默认大小。默认值足够大，可用于大多数用途。
BufferedReader：从字符输入流读取文本，缓冲字符，以提供字符，数组和行的高效读取。
可以指定缓冲区大小，或者可以使用默认大小。默认值足够大，可用于大多数用途。