Java之文件操作与IO

目录

一.认识文件

1.1文件是什么？ 

1.2文件的组织

 1.3文件路径

1.4文件的分类

二.文件操作

2.1File概述

 三.文件内容操作--IO

3.1JavaIO的认识 

3.2Reader和Writer

⭐Reader类 

⭐Writer类

3.2FileInputStream和FileOutputStream

⭐FileInputStream类

⭐FileOutputStream类

四.总结

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🎄 本章讲解内容：文件和IO的讲解

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在学习文件操作前，我们需要了解文件的基本信息，才能懂得如何操作文件，使用文件。

一.认识文件

1.1文件是什么？ 

        问：文件，是图片、文档、视频、压缩包又或者是那种文件夹呢？

        答：某种意义上，都是文件。

文件：拥有数据内容，以及一些元信息，例如：文件名、文件类型和文件大小等数据

         如果你拥有一台电脑，就会经常与文件打交道，例如：ppt、word等。而对于计算机，这些文件都是不一样的，主要区别是后缀名不一样。文件一般存放在硬盘当中。

1.2文件的组织

        在计算机上面拥有很多文件，因此我们不得不对文件进行管理、组织。但是如何组织呢？目前通过层序级结构进行组织，类似我们在数据结构里学的树形结构，也就是电脑上的文件夹或者目录的概念。

 1.3文件路径

         文件路径分2种，一种绝对路径，一种相对路径

绝对路径：指文件在硬盘上真正存在的路径。它从根目录开始，一直到目标文件所在的目录，包括所有的父级目录。

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例如，1.txt文件的绝对路径是“C:\Users\15063\Desktop\1.txt”，那么该文件在C盘下Users文件夹中15063文件中Desktop文件夹中。

相对路径：相对于当前文件所在目录的路径。它描述了从当前目录到目标文件的位置。相对路径可以是简短的，只需指示当前目录和目标文件之间的相对位置即可。

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例如：1.txt文件在C:\Users\15063\1.txt，2.txt在C:\Users\15064\Desktop\2.txt

因此对于2.txt文件而言，上一级目录是15064目录，再上一级目录是Users目录，而15063目录也在Users目录下的文件夹，在该文件夹中有1.txt文件。

./:当前目录       ../：上级目录      /下级目录

额外补充：在windows上，/ 和 \  没有区别，都可以使用，

例如：1.txt文件位置：C:\Users\15063\Desktop\1.txt，也可以是C:/Users/15063/Desktop/1.txt

但是在linux当中，必须使用 /

1.4文件的分类

        文件根据保存数据的不同，一般分为2种类型，文本文件和二进制文件，

文本文件                                                                二进制文件

存储的是字符(utf8字符集）                                存储二进制数据                

问：如何判断文件是字符还是二进制？

答：使用记事本打开，如果看的懂，就是文本文件，看不懂就是二进制文件。

二.文件操作

        文件操作是指在计算机中对文件进行读取、写入、修改等各种操作的过程。文件操作可以包括创建和删除文件，打开和关闭文件，读取和写入文件内容等

2.1File概述

        本章使用Java的方式进行文件操作。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只能对文件操作，不能操作文件的内容。

个人认为，这个File就是让编译器找到对应目录，不在乎是否会有这个文件。我们一般使用中间的构造函数：File(String pathname)。如果想确认文件是否存在，获取路径或者创建文件等等，需要使用Filed的方法

利用已学知识点，我们现在可以进行文档的创建，查询等操作

先创建一个word文档：文件.txt ：

 使用其他方法：

 以上就是File类的所有知识点了，可是你有没有发现一个问题？似乎只能创建文件，查询文件位置，删除文件，而不能对文件进行操作！！！对文件内容进行操作也有其对应的类。

 三.文件内容操作--IO

3.1JavaIO的认识 

        文件内容的操作缺少不了流，使用的类便是文件流(.stream).

文件流类似水流，例如:有一个1000ml的水桶，可以分为10次接(每次100ml)、也可以分为5次接(每次200ml)等等。而操作文件时，也是一样的，可以分多次读取。

---

Java IO可以分为输入流和输出流，分别对应于读取和写入数据。其中，输入流包括InputStream和Reader，输出流包括OutputStream和Writer。

                关于操作字节流的类有： InputStream、OutputStream ----二进制文件

                关于操作字符流的类：Reader、Writer-----文本文件

不同的编程语言对于文件操作都有不同的api，但是它们的核心步骤相同： 

1. 打开文件
2. 关闭文件
3. 读文件
4. 写文件

3.2Reader和Writer

       Java中Reader和Writer是用于字符流的输入和输出的抽象类(不可以直接创建的)。它们是用来处理字符数据的，而不是字节数据。Reader和Writer提供了一组方法来读取和写入字符数据，可以用于读取和写入文本文件以及其他字符流。 

⭐Reader类 

创建：Reader 对象名=new FileReader( 文件路径 或 File对象);

注：会产生异常，可能存在文件无法查找，因此需要抛出异常或者使用try{}catch{}

代码示例：

//构造方法传递文件路径
Reader read=new FileReader("D:\360安全浏览器");

//构造方法传递File对象
File t1=new File("D:\360安全浏览器");
FileReader raeder=new FileReader(t1);

 文件操作中，打开文件，也需要关闭文件。

关闭文件：对象名.close();

注：也会产生异常，也需要抛出异常IOException，而创建产生的异常是IOException的子类，因此只需要抛出IOException异常即刻。

未执行close()方法的后果：

1. 导致文件资源泄露。
2. 占用进程的PCB的文件描述表会被占满，后续就无法打开新的文件。

        对于close()方法，我们可能会发生特殊的情况，导致代码没有执行到close()。

public int add(){
     FileReader raeder=new FileReader(./src/文件.txt);
     return 10； //该方法调用时，打开了文件，但是还没有关闭文件，就已经使用return结束了。
     raeder.close();
}

而对于以上情况，有一种特殊的用法，使代码自动调用close()方法

try(Reader 对象名=new FileReader( 文件路径 或 File对象)){

        //待执行方法

}                   

注：try代码执行完毕之后，会自动调用close()方法。该方法也适用于其他内容操作类

代码示例：

                 //文件中的内容：1 2 3 4 5 6 7 8
  try(FileReader t1=new FileReader("./src/文件.txt"))
   {
        System.out.println( t1.read()); //读取1 对应的字符集数字
        System.out.println( t1.read()); //读取2 对应的字符集数字
        t1.skip(2);      //跳过2个字符
        System.out.println(t1.read()); //读取5 对应的字符集数字
     }

⭐Writer类

创建：Writer 对象名=new FileWriter( 文件路径 或 File对象);

注：会产生异常，因此需要抛出异常或者使用try{}catch{}。

代码示例：

//构造方法传递文件路径
Writer kk=new FileWriter("kk.txt");

//构造方法传递File对象
 File t1=new File("kk.txt");
 FileWriter kk=new FileWriter(t1);

• FileWriter构造方法：

FileWriter(File file)
//用一个打开的文件描述符作为构造参数，数据将输出到该文件描述符对应的节点

FileWriter(File file，FileDescriptor fd)
//append是否以追加的方式写，如果该fd为false，则文件会被覆盖，下边append同义

• Writer方法

代码示例：

  public static void main(String[] args) throws IOException {
        CharSequence csq = "Hello World!";
        //writer和append以追加的方式写入，而不是覆盖
       try(Writer kk=new FileWriter("kk.txt",true))
       {
           //write方法
            char[] array={'a','b','c','d'};
            kk.write(array);    //把数组传递到文件当中
            kk.write(100);//对应的Unicode表是d；
            kk.write("\nHello World! \n\n"); //将字符串传递到文件当中
            kk.flush(); //刷新保存数据；

           //append方法
           kk.append('c');
           kk.append(csq,0,5);  //将csq的字符序列的0到5的子序列，传递到文件当中
           kk.append(csq);     //将csq的字符序列传递到文件当中
           kk.flush(); //刷新保存数据；

           //不需要使用close();
       }

注:虽然append方法不可以传递字符串，但是可以借CharSequence，传递字符序列，达成相同的结果。

• append和write的区别：

1. append方法是Writer类中的一个重载方法，在Writer类中有多个append方法，用于向输出流中添加字符、字符串、字符数组等。write方法则只有一个，接受一个字符数组或字符串参数。

2. append方法返回值是调用该方法的Writer对象实例，可以链式调用多个append方法，实现连续的输出。而write方法没有返回值。

3. append方法可以在输出流中添加任何类型的数据，包括null，而write方法不能输出null，否则会抛出NullPointerException异常。

4. append方法可以在输出流中追加字符，而write方法只能一次性输出全部字符，不能追加。

综上所述，append方法更加灵活，可用于向输出流中添加不同类型的数据，而write方法则更加简单，只能输出字符串或字符数组，不能追加数据。

3.2FileInputStream和FileOutputStream

         在InputStream类和OutputStream类中，我们主要讲解他们的子类FileInputStream类和FileOutputStream类。

注：FileInputStream和FileOutputStream是以字节方式操作文件

⭐FileInputStream类

        FileInputStream类用于从文件中读取字节流。它继承自InputStream类，并提供了一些方法来读取文件中的数据。你可以使用它来打开一个文件，并从文件中逐个字节地读取数据。不仅可以读取文本内容，甚至可以读取图像文件。注：一个字节为8个bit

构造方法：

//利用 File 构造文件输出流
File t1=new File("kk.txt");
FileInputStream t2=new FileInputStream(t1) 

//利用文件路径构造文件输入流
InputStream t2=new FileInputStream(String name) 

注：文本文件也可以使用字节流打开。但由于是读取的是每一个字节，因此可能无法代表完整字符。

FileInputStream方法：

代码示例：

 public static void main(String[] args) throws IOException {
//使用try，可以不使用close()方法
        try(InputStream inputStream=new FileInputStream("kk.txt")) {
//查询kk文件当中，还有多少字节
    System.out.println(inputStream.available());   
//查询当前字节是什么？        
     System.out.println(inputStream.read());
//将文件内容传递到数组aa当中
     byte[] aa=new byte[10];
     int a=inputStream.read(aa,3,4);  //将数组下标为3开始，存储3个输入流的字节，
                                      //返回，存储的数目
      int b=inputStream.read(aa);   //返回数组存储输入流的数目个数         
    }
}

问：如何将读取到的字节转换为原本的内容？例如，文本里是文字等内容，可是读取出来为字节，无法知晓原本的内容。

答：2种方法

1. 借助一些额外的工具类完成字节转换为字符串的工具类
2. 直接使用String类，使用构造方法。

方法一： 

public static void main(String[] args) throws IOException {
                                        //文档中内容为：我爱你，Java
  try(InputStream inputStream=new FileInputStream("kk.txt")) { 
     byte[] aa=new byte[1024];
     int a=inputStream.read(aa);  将文本内容输入到数组byte当中。
      
      String t1=new String(aa,0,a,"utf8");
    System.out.println(aa);    //输出：我爱你，Java        
    }
}

方法二：工具类：Scanner，可将当前读取到的字节数据进行转换。数据可以是标准输入，也可以是其他来源。注：不可以读取二进制文件

 try(InputStream inputStream=new FileInputStream("kk.txt")) {
    //从键盘上读取数据
      Scanner scan=new Scanner(System.in);

    //此时就是从文件当中读取数据
      Scanner sc=new Scanner(inputStream);
         String s=sc.next();
         System.out.println(s);
}

额外补充：调整idea的字符集方法：File-->Settings

⭐FileOutputStream类

        FileOutputStream类用于将字节流写入文件。它继承自OutputStream类，并提供了一些方法来向文件中写入数据。你可以使用它来创建一个新文件或覆盖已有的文件，并将字节数据写入文件中。例如，你可以使用FileOutputStream将文本数据写入一个新文件，或者将图像数据写入一个图像文件中。

构造方法：

//利用 File 构造文件输入流
File t1=new File("kk.txt");
FileOutputStream t2=new FileOutputStream(t1) 

//利用文件路径构造文件输入流
OutputStream t2=new FileOutputStream(String name) 

OutputStream的方法：

如同InputStream的方法，可以搭配Scanner()方法，OutputStream可以搭配PrintWriter

import java.io.*;

public class PrintWriterExample {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            OutputStream outputStream = new FileOutputStream("kk.txt");
            PrintWriter printWriter = new PrintWriter(outputStream);

            printWriter.println("Hello, World!");
            printWriter.println("This is an example.");

            printWriter.close();
            outputStream.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

        在上面的示例中，我们创建了一个名为kk.txt的文件，并将其作为输出流的目标。然后，我们创建了PrintWriter对象，并将outputStream作为参数传递给它。最后，我们使用printWriter的println方法来写入文本内容，并在最后关闭printWriter和outputStream。这样，文本将被写入到output.txt文件中。你可以根据自己的需求修改输出的目标和写入的内容。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-695646.html

四.总结

1. 字节操作:InputStream、OutputStream    字符操作：Reader、Writer
2. 使用try的方法，可以避免忘记close()方法。
3. Scanner工具类，可以读取键盘输入的数据，也可以接收文本的数据，但不可以读取二进制文件
4. PrintWriter搭配OutputStream，可简化代码效果，提供了printf、println等方法直接写入到文件当中 
5. 输出流对象(无论是字节流还是字符流)会打开文件之后，清空文件内容。但可以使用追加的方法，此时不会清空内容。

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