第十三章 IO流

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File类的使用

File类的理解

File类的一个对象，代表一个文件或一个文件目录(俗称：文件夹)

File类声明在java.io包下

File类中涉及到关于文件或文件目录的创建、删除、重命名、修改时间、文件大小等方法，并未涉及到写入或读取文件内容的操作。如果需要读取或写入文件内容，必须使用IO流来完成。

后续File类的对象常会作为参数传递到流的构造器中，指明读取或写入的”终点”.

File的实例化

File(String filePath)
File(String parentPath,String childPath)
File(File parentFile,String childPath)

路径的分类

相对路径：相较于某个路径下，指明的路径。
绝对路径：包含盘符在内的文件或文件目录的路径

说明：
IDEA中：
如果大家开发使用JUnit中的单元测试方法测试，相对路径即为当前Module下。
如果大家使用main()测试，相对路径即为当前的Project下。
Eclipse中：
不管使用单元测试方法还是使用main()测试，相对路径都是当前的Project下。

路径分隔符

windows和DOS系统默认使用“\”来表示
// D:\陈2\包子学系列\Java01_包子学Java基础

UNIX和URL使用“/”来表示
// home/cyb

File类的常用方法

File类的获取功能

public String getAbsolutePath()：获取绝对路径
public String getPath() ：获取路径
public String getName() ：获取名称
public String getParent()：获取上层文件目录路径。若无，返回null
public long length() ：获取文件长度（即：字节数）。不能获取目录的长度。
public long lastModified() ：获取最后一次的修改时间，毫秒值

public String[] list() ：获取指定目录下的所有文件或者文件目录的名称数组
public File[] listFiles() ：获取指定目录下的所有文件或者文件目录的File数组

File类的重命名功能

public boolean renameTo(File dest):把文件重命名为指定的文件路径

File类的判断功能

public boolean isDirectory()：判断是否是文件目录
public boolean isFile() ：判断是否是文件
public boolean exists() ：判断是否存在
public boolean canRead() ：判断是否可读
public boolean canWrite() ：判断是否可写
public boolean isHidden() ：判断是否隐藏

File类的创建功能

public boolean createNewFile() ：创建文件。若文件存在，则不创建，返回false
public boolean mkdir() ：创建文件目录。如果此文件目录存在，就不创建了。如果此文件目录的上层目录不存在，也不创建。
public boolean mkdirs() ：创建文件目录。如果上层文件目录不存在，一并创建

注意事项：如果你创建文件或者文件目录没有写盘符路径，那么，默认在项目 路径下。

File类的删除功能

public boolean delete()：删除文件或者文件夹

删除注意事项：

Java中的删除不走回收站。 要删除一个文件目录，请注意该文件目录内不能包含文件或者文件目录

练习

File dir1 = new File("D:/IOTest/dir1");
if (!dir1.exists()) { // 如果D:/IOTest/dir1不存在，就创建为目录
    dir1.mkdir();
}


// 创建以dir1为父目录,名为"dir2"的File对象
File dir2 = new File(dir1, "dir2");
if (!dir2.exists()) { // 如果还不存在，就创建为目录
    dir2.mkdirs();
}


File dir4 = new File(dir1, "dir3/dir4");
if (!dir4.exists()) {
    dir4.mkdirs();
}


// 创建以dir2为父目录,名为"test.txt"的File对象
File file = new File(dir2, "test.txt");
if (!file.exists()) { // 如果还不存在，就创建为文件
    file.createNewFile();
}

//2. 判断指定目录下是否有后缀名为.jpg的文件，如果有，就输出该文件名称

@Test
public void test1(){
    File srcFile = new File("d:\\code");

    String[] fileNames = srcFile.list();
    for(String fileName : fileNames){
        if(fileName.endsWith(".jpg")){
            System.out.println(fileName);
        }
    }
}


public void test2(){
    File srcFile = new File("d:\\code");

    File[] listFiles = srcFile.listFiles();
    for(File file : listFiles){
        if(file.getName().endsWith(".jpg")){
            System.out.println(file.getAbsolutePath());
        }
    }
}

//3. 遍历指定目录所有文件名称，包括子文件目录中的文件。
//   拓展1：并计算指定目录占用空间的大小
//   拓展2：删除指定文件目录及其下的所有文件

public static void printSubFile(File dir) {
    // 打印目录的子文件
    File[] subfiles = dir.listFiles();

    for (File f : subfiles) {
        if (f.isDirectory()) {// 文件目录
            printSubFile(f);
        } else {// 文件
            System.out.println(f.getAbsolutePath());
        }

    }
}



// 列出file目录的下级，如果它的下级还是目录，接着列出下级的下级，依次类推
// 建议使用File类的File[] listFiles()
public void listAllSubFiles(File file) {
    if (file.isFile()) {
        System.out.println(file);
    } else {
        File[] all = file.listFiles();
        // 如果all[i]是文件，直接打印
        // 如果all[i]是目录，接着再获取它的下一级
        for (File f : all) {
            listAllSubFiles(f);// 递归调用：自己调用自己就叫递归
        }
    }
}



//拓展1：求指定目录所在空间的大小
//求一个目录的总大小
public long getDirectorySize(File file) {
    // file是文件，那么直接返回file.length()
    // file是目录，把它的下一级的所有大小加起来就是它的总大小
    long size = 0;
    if (file.isFile()) {
        size += file.length();
    } else {
        File[] all = file.listFiles();// 获取file的下一级
        // 累加all[i]的大小
        for (File f : all) {
            size += getDirectorySize(f);// f的大小;
        }
    }
    return size;
}



// 拓展2：删除指定的目录
public void deleteDirectory(File file) {
    // 如果file是文件，直接delete
    // 如果file是目录，先把它的下一级干掉，然后删除自己
    if (file.isDirectory()) {
        File[] all = file.listFiles();
        // 循环删除的是file的下一级
        for (File f : all) {// f代表file的每一个下级
            deleteDirectory(f);
        }
    }
    // 删除自己
    file.delete();
}

IO流概述

输入input：读取外部数据（磁盘、光盘等存储设备的数据）到 程序（内存）中。

输出output：将程序（内存） 数据输出到磁盘、光盘等存储设 备中。

分界是以内存：进内存处理就是 输入流、 出内存就是输出流

最基本的流

流的分类

1. 操作数据单位：字节流、字符流
2. 数据的流向：输入流、输出流
3. 流的角色：节点流、处理流

流的体系结构

说明：红框对应的是IO流中的4个抽象基类。

蓝框的流需要大家重点关注。

• 基本的四个抽象基类
• 文件的四个
• 缓冲的四个
• 转换的两个流
• BufferedReader br= new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
• BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutStreamWriter(System.out));

重点说明的几个流结构

输入、输出的标准化过程

输入过程

① 创建File类的对象，指明读取的数据的来源。（要求此文件一定要存在）
② 创建相应的输入流，将File类的对象作为参数，传入流的构造器中
③ 具体的读入过程：
    创建相应的byte[] 或 char[]。
④ 关闭流资源
说明：程序中出现的异常需要使用try-catch-finally处理。

InputStream & Reader

InputStream 和 Reader 是所有输入流的基类
InputStream
    int read()
    int read(byte[] b)
    int read(byte[] b, int off, int len)
Reader
    int read()
    int read(char [] c)
    int read(char [] c, int off, int len)

// 程序中打开的文件 IO 资源不属于内存里的资源，垃圾回收机制无法回收该资
源，所以应该显式关闭文件 IO 资源

// FileInputStream 从文件系统中的某个文件中获得输入字节。FileInputStream
用于读取非文本数据之类的原始字节流。要读取字符流，需要使用 FileReader

输出过程

① 创建File类的对象，指明写出的数据的位置。（不要求此文件一定要存在）
② 创建相应的输出流，将File类的对象作为参数，传入流的构造器中
③ 具体的写出过程：
    write(char[]/byte[] buffer,0,len)
④ 关闭流资源

说明：程序中出现的异常需要使用try-catch-finally处理。

OutputStream & Writer

void write(int b/int c);
void write(byte[] b/char[] cbuf);
void write(byte[] b/char[] buff, int off, int len);
void flush();
void close(); 需要先刷新，再关闭此流


// 因为字符流直接以字符作为操作单位，所以 Writer 可以用字符串来替换字符数组，
即以 String 对象作为参数

void write(String str);
void write(String str, int off, int len);

// FileOutputStream 从文件系统中的某个文件中获得输出字节。FileOutputStream
用于写出非文本数据之类的原始字节流。要写出字符流，需要使用 FileWriter

节点流（或文件流）

FileReader使用

1.建立一个流对象，将已存在的一个文件加载进流。
FileReader fr = new FileReader(new File(“Test.txt”));

2.创建一个临时存放数据的数组。
char[] ch = new char[1024];

3.调用流对象的读取方法将流中的数据读入到数组中。
fr.read(ch);

4. 关闭资源。
fr.close();

@Test
    public void testFileReader1()  {
        FileReader fr = null;
        try {
            //1.File类的实例化
            File file = new File("hello.txt");

            //2.FileReader流的实例化
            fr = new FileReader(file);

            //3.读入的操作
            //read(char[] cbuf):返回每次读入cbuf数组中的字符的个数。如果达到文件末尾，返回-1
            char[] cbuf = new char[5];
            int len;
            while((len = fr.read(cbuf)) != -1){
                //方式一：
                //错误的写法
//                for(int i = 0;i < cbuf.length;i++){
//                    System.out.print(cbuf[i]);
//                }
                //正确的写法
//                for(int i = 0;i < len;i++){
//                    System.out.print(cbuf[i]);
//                }
                //方式二：
                //错误的写法,对应着方式一的错误的写法
//                String str = new String(cbuf);
//                System.out.print(str);
                //正确的写法
                String str = new String(cbuf,0,len);
                System.out.print(str);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if(fr != null){
                //4.资源的关闭
                try {
                    fr.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
        }

    }

说明：

1. read()的理解：返回读入的一个字符。如果达到文件末尾，返回-1
2. 异常的处理：为了保证流资源一定可以执行关闭操作。需要使用try-catch-finally处理
3. 读入的文件一定要存在，否则就会报FileNotFoundException

FileWriter的使用

1.创建流对象，建立数据存放文件
FileWriter fw = new FileWriter(new File(“Test.txt”));

2.调用流对象的写入方法，将数据写入流
fw.write(“atguigu-songhongkang”);

3.关闭流资源，并将流中的数据清空到文件中。
fw.close();

@Test
public void testFileWriter() {
    FileWriter fw = null;
    try {
        //1.提供File类的对象，指明写出到的文件
        File file = new File("hello1.txt");

        //2.提供FileWriter的对象，用于数据的写出
        fw = new FileWriter(file,false);

        //3.写出的操作
        fw.write("I have a dream!\n");
        fw.write("you need to have a dream!");
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        //4.流资源的关闭
        if(fw != null){

            try {
                fw.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

说明：

1. 输出操作，对应的File可以不存在的。并不会报异常
2. File对应的硬盘中的文件如果不存在，在输出的过程中，会自动创建此文件。
3. File对应的硬盘中的文件如果存在：
4. 如果流使用的构造器是：FileWriter(file,false) / FileWriter(file):对原文件的覆盖
5. 如果流使用的构造器是：FileWriter(file,true):不会对原文件覆盖，而是在原文件基础上追加内容

文本文件的复制

@Test
    public void testFileReaderFileWriter() {
        FileReader fr = null; //用的是字符流
        FileWriter fw = null;
        try {
            //1.创建File类的对象，指明读入和写出的文件
            File srcFile = new File("hello.txt");
            File destFile = new File("hello2.txt");

            //不能使用字符流来处理图片等字节数据
//            File srcFile = new File("爱情与友情.jpg");
//            File destFile = new File("爱情与友情1.jpg");


            //2.创建输入流和输出流的对象
            fr = new FileReader(srcFile);
            fw = new FileWriter(destFile);


            //3.数据的读入和写出操作
            char[] cbuf = new char[5];
            int len;//记录每次读入到cbuf数组中的字符的个数
            while((len = fr.read(cbuf)) != -1){
                //每次写出len个字符
                fw.write(cbuf,0,len);

            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //4.关闭流资源
            //方式一：
//            try {
//                if(fw != null)
//                    fw.close();
//            } catch (IOException e) {
//                e.printStackTrace();
//            }finally{
//                try {
//                    if(fr != null)
//                        fr.close();
//                } catch (IOException e) {
//                    e.printStackTrace();
//                }
//            }
            //方式二：
            try {
                if(fw != null)
                    fw.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            try {
                if(fr != null)
                    fr.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }

        }

    }

FileInputStream / FileOutputStream的使用

对于文本文件(.txt,.java,.c,.cpp)，使用字符流处理

对于非文本文件(.jpg,.mp3,.mp4,.avi,.doc,.ppt,…)，使用字节流处理

// 图片复制
@Test
public void testFileInputOutputStream()  {
    FileInputStream fis = null;   //字节流
    FileOutputStream fos = null;
    try {
        //1.造文件
        File srcFile = new File("爱情与友情.jpg");
        File destFile = new File("爱情与友情2.jpg");

        //2.造流
        fis = new FileInputStream(srcFile);
        fos = new FileOutputStream(destFile);

        //3.复制的过程
        byte[] buffer = new byte[5];
        int len;
        while((len = fis.read(buffer)) != -1){
            fos.write(buffer,0,len);
        }

    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        if(fos != null){
            //4.关闭流
            try {
                fos.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        if(fis != null){
            try {
                fis.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }

        }
    }

}

相对路径在IDEA和Eclipse中使用的区别？

IDEA:

1. 如果使用单元测试方法，相对路径基于当前的Module的。
2. 如果使用main()测试，相对路径基于当前Project的。

Eclipse:

1. 单元测试方法还是main(),相对路径都是基于当前Project的。

缓冲流

缓冲流涉及到的类

• BufferedInputStream
• BufferedOutputStream
• BufferedReader
• BufferedWriter

缓冲流要“套接”在相应的节点流之上，根据数据操作单位可以把缓冲流分为：

作用

作用：提供流的读取、写入的速度
提高读写速度的原因：内部提供了一个缓冲区。默认情况下是8kb

使用BufferedInputStream和BufferedOutputStream:处理非文本文件

//实现文件复制的方法
    public void copyFileWithBuffered(String srcPath,String destPath){
        BufferedInputStream bis = null;
        BufferedOutputStream bos = null;

        try {
            //1.造文件
            File srcFile = new File(srcPath);
            File destFile = new File(destPath);
            //2.造流
            //2.1 造节点流
            FileInputStream fis = new FileInputStream((srcFile));
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream(destFile);
            //2.2 造缓冲流
            bis = new BufferedInputStream(fis);
            bos = new BufferedOutputStream(fos);

            //3.复制的细节：读取、写入
            byte[] buffer = new byte[1024];
            int len;
            while((len = bis.read(buffer)) != -1){
                bos.write(buffer,0,len);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //4.资源关闭
            //要求：先关闭外层的流，再关闭内层的流
            if(bos != null){
                try {
                    bos.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
            if(bis != null){
                try {
                    bis.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
            //说明：关闭外层流的同时，内层流也会自动的进行关闭。关于内层流的关闭，我们可以省略.
//        fos.close();
//        fis.close();
        }
    }

使用BufferedReader和BufferedWriter：处理文本文件

@Test
    public void testBufferedReaderBufferedWriter(){
        BufferedReader br = null;
        BufferedWriter bw = null;
        try {
            //创建文件和相应的流
            br = new BufferedReader(new FileReader(new File("dbcp.txt")));
            bw = new BufferedWriter(new FileWriter(new File("dbcp1.txt")));

            //读写操作
            //方式一：使用char[]数组
//            char[] cbuf = new char[1024];
//            int len;
//            while((len = br.read(cbuf)) != -1){
//                bw.write(cbuf,0,len);
//    //            bw.flush();
//            }

            //方式二：使用String
            String data;
            while((data = br.readLine()) != null){
                //方法一：
//                bw.write(data + "\n");//data中不包含换行符
                //方法二：
                bw.write(data);//data中不包含换行符
                bw.newLine();//提供换行的操作

            }


        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //关闭资源
            if(bw != null){

                try {
                    bw.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if(br != null){
                try {
                    br.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
        }

    }

转换流

转换流涉及到的类：属于字符流

InputStreamReader：将一个字节的输入流转换为字符的输入流

解码：字节、字节数组 —>字符数组、字符串

OutputStreamWriter：将一个字符的输出流转换为字节的输出流

编码：字符数组、字符串 —> 字节、字节数组

说白了。看下图，就是为了使用字符流处理字节流

提供字节流与字符流之间的转换

典型实现

@Test
    public void test1() throws IOException {

        FileInputStream fis = new FileInputStream("dbcp.txt");
//        InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis);//使用系统默认的字符集
        //参数2指明了字符集，具体使用哪个字符集，取决于文件dbcp.txt保存时使用的字符集
        InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis,"UTF-8");//使用系统默认的字符集

        char[] cbuf = new char[20];
        int len;
        while((len = isr.read(cbuf)) != -1){
            String str = new String(cbuf,0,len);
            System.out.print(str);
        }

        isr.close();

    }

@Test
public void test2() throws Exception {
    //1.造文件、造流
    File file1 = new File("dbcp.txt");
    File file2 = new File("dbcp_gbk.txt");

    FileInputStream fis = new FileInputStream(file1);
    FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file2);

    InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis,"utf-8");
    OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(fos,"gbk");

    //2.读写过程
    char[] cbuf = new char[20];
    int len;
    while((len = isr.read(cbuf)) != -1){
        osw.write(cbuf,0,len);
    }

    //3.关闭资源
    isr.close();
    osw.close();
}

// 文件编码的方式（比如：GBK），决定了解析时使用的字符集（也只能是GBK）。

常见的编码表

ASCII：美国标准信息交换码。
用一个字节的7位可以表示。

ISO8859-1：拉丁码表。欧洲码表
用一个字节的8位表示。

GB2312：中国的中文编码表。最多两个字节编码所有字符

GBK：中国的中文编码表升级，融合了更多的中文文字符号。最多两个字节编码

Unicode：国际标准码，融合了目前人类使用的所字符。为每个字符分配唯一的字符码。所有的文字都用两个字节来表示。

UTF-8：变长的编码方式，可用1-4个字节来表示一个字符。

其他流的使用

标准的输入输出流

System.in:标准的输入流，默认从键盘输入
System.out:标准的输出流，默认从控制台输出

修改默认的输入和输出行为

System类的setIn(InputStream is) / setOut(PrintStream ps)方式重新指定输入和输出的流。

打印流

PrintStream 和PrintWriter

提供了一系列重载的print()和println()方法，用于多种数据类型的输出

System.out返回的是PrintStream的实例

数据流

DataInputStream 和 DataOutputStream

作用

用于读取或写出基本数据类型的变量或字符串

例子

1. 将内存中的字符串、基本数据类型的变量写出到文件中。

java @Test public void test3() throws IOException { //1. DataOutputStream dos = new DataOutputStream(new FileOutputStream("data.txt")); //2. dos.writeUTF("刘建辰"); dos.flush();//刷新操作，将内存中的数据写入文件 dos.writeInt(23); dos.flush(); dos.writeBoolean(true); dos.flush(); //3. dos.close(); }

1. 将文件中存储的基本数据类型变量和字符串读取到内存中，保存在变量中。

```java
@Test
public void test4() throws IOException {
//1.
DataInputStream dis = new DataInputStream(new FileInputStream(“data.txt”));
//2.
String name = dis.readUTF();
int age = dis.readInt();
boolean isMale = dis.readBoolean();

   System.out.println("name = " + name);
   System.out.println("age = " + age);
   System.out.println("isMale = " + isMale);

   //3.
   dis.close();

}
```

对象流的使用

对象流

ObjectInputStream 和 ObjectOutputStream

作用

ObjectOutputStream:内存中的对象—>存储中的文件、通过网络传输出去：序列化过程
ObjectInputStream:存储中的文件、通过网络接收过来 —>内存中的对象：反序列化过程

对象序列化机制允许把内存中的Java对象转换成平台无关的二进制流，从而允许把这种二进制流持久地保存在磁盘上，或通过网络将这种二进制流传输到另一个网络节点。//当其它程序获取了这种二进制流，就可以恢复成原来的Java对象

序列化和反序列化

序列化

@Test
public void testObjectOutputStream(){
    ObjectOutputStream oos = null;

    try {
        //1.
        oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("object.dat"));
        //2.
        oos.writeObject(new String("我爱北京天安门"));
        oos.flush();//刷新操作

         oos.writeObject(new Person("王铭",23));
        oos.flush();

        oos.writeObject(new Person("张学良",23,1001,new Account(5000)));
        oos.flush();

    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        if(oos != null){
            //3.
            try {
                oos.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }

        }
    }
}

反序列化

@Test
public void testObjectInputStream(){
    ObjectInputStream ois = null;
    try {
        ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("object.dat"));

        Object obj = ois.readObject();
        String str = (String) obj;

        Person p = (Person) ois.readObject();
        Person p1 = (Person) ois.readObject();

        System.out.println(str);
        System.out.println(p);
        System.out.println(p1);

    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (ClassNotFoundException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        if(ois != null){
            try {
                ois.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }

        }
    }
}

ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(“data.txt"));
Person p = new Person("韩梅梅", 18, "中华大街", new Pet());
oos.writeObject(p);
oos.flush();
oos.close();


ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(“data.txt"));
Person p1 = (Person)ois.readObject();
System.out.println(p1.toString());
ois.close();                                                                     

实现序列化的对象所属的类需要满足

1. 需要实现接口：Serializable
2. 当前类提供一个全局常量：serialVersionUID
3. 除了当前Person类需要实现Serializable接口之外，还必须保证其内部所属性也必须是可序列化的。（默认情况下，基本数据类型可序列化）

补充：ObjectOutputStream和ObjectInputStream不能序列化static和transient修饰的成员变量

Path、 Paths、Files类的使用

NIO的使用说明

• Java NIO (New IO，Non-Blocking IO)是从Java 1.4版本开始引入的一套新的IO API，可以替代标准的Java
  IO AP。
• NIO与原来的IO同样的作用和目的，但是使用的方式完全不同，NIO支持面向缓冲区的(IO是面向流的)、基于通道的IO操作。
• NIO将以更加高效的方式进行文件的读写操作。
• 随着 JDK 7 的发布，Java对NIO进行了极大的扩展，增强了对文件处理和文件系统特性的支持，以至于我们称他们为 NIO.2。

Path的使用 —jdk7提供

import java.io.File;
File file = new File("index.html");

import java.nio.file.Path;
import java.nio.file.Paths;
Path path = Paths.get("index.html");

Path可以看成是File类的升级版本，实际引用的资 源也可以不存在