文件操作和IO流（Java版）

前言

我们无时无刻不在操作文件。可以说，我们在电脑上能看到的图片、视频、音频、文档都是一个又一个的文件，我们需要从文件中读取我们需要的数据，将数据运算后也需要将结果写入文件中长期保存。可见文件的重要性，今天我们就来简单介绍一下Java中关于文件的操作和读写。

什么是文件

我们日常生活中也有关于文件的概念，它们一般是这样的：

计算机中文件的概念完全可以从日常生活中的文件类比出来。我们知道计算机可以存储多种多样的数据类型，可以是图片，可以是音频……但不同形式的数据如何更加高效的管理呢，我们就抽象出文件的概念，上面提及到的类型都可以从属于文件这个大的体系下，我们不在关注我们操作的具体是什么，因为我们操作的都是文件。这大大降低了学习和使用的成本。当然文件存储的除了数据以外也存储了维护文件的信息，被称为文件源信息。

随着文件的越积越多，文件的管理和组织方式成为一个让人头疼的东西。最终我们从日常的文件管理中获得灵感，选取文件夹/目录的形式管理文件，其中的数据结构使用的是多叉树的树形结构

路径（Path）

如何定位到唯一的文件，这就是路径的概念。路径可以分为绝对路径和相对路径。

绝对路径指的是从系统根目录出发到达目标文件的完整路径，它是唯一的

相对路径指的是从源位置到目标文件的路径，选取不同的源位置路径也是不同的

就好比学校的位置，如果是绝地路径指的是它的经纬度，相对路径指的是从家到学校的路径，所有人的家在不一样的位置这个相对路径也不同，但这个经纬度对于任何位置都是唯一的

文件的分类

文件可以分为二进制文件和文本文件。常见的二进制文件有图片，视频……文本文件有txt文件。两者的本质区别就在于，文本文件中存储的字符，二进制文件存储的是01。但文本文件在硬盘上本质上存储的依然是二进制01，只不过在逻辑上文本文件会将字符转换成对应的二进制进行存储。

快速区分这两者的办法就是用记事本打开，看得懂的是文本文件，看不懂的是二进制文件。

其他

Windows系统用文件的后缀标识文件的类型和默认的打开方式。Windows系统可以为文件设置权限。Windows还有一类特殊的文件，就是快捷方式，本质上就是文件引用。为了操作方便，很多操作系统将所有I/O设备都抽象成文件

文件操作（File类）

文件操作我们只需要介绍一个类——File

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不涉及文件的读写

属性

pathSeparatorChar（char）和 pathSeparator（String） 代表文件的路径分隔符，自动获取

构造方法

其中，如果需要使用相对路径，一般用 . 表示本目录用 .. 表示上级目录。

方法

package www.Zheng;

import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.util.Arrays;

/**
 * @Title: Demo1
 * @Author zyh
 * @Package www.Zheng
 * @Date 2024/7/7 16:41
 * @description: 文件操作方法
 */
public class Demo1 {
    public static void main7(String[] args) {
        File file = new File("./test.txt");
        System.out.println(file.canRead());//boolean canRead()判断是否有读取权限
        System.out.println(file.canWrite());//boolean canWrite()判断是否有写入权限
    }
    public static void main(String[] args) {
        File file = new File("./test.txt");
        File file2 = new File("./test/ttt.txt");
        System.out.println(file.renameTo(file2));//  boolean renameTo文件改名，逻辑是将源文件剪切，在目标位置粘贴在重命名
    }
    public static void main5(String[] args) {
        File f = new File("./test");
        System.out.println(f.mkdir());// boolean mkdir() 创建一级目录
        File file = new File("./test/test1");
        System.out.println(file.mkdirs());//boolean mkdirs() 创建多级目录
    }
    public static void main4(String[] args) throws IOException {
        File parent = new File("./");
        for (String s: parent.list()) {// String[] list()得到本目录下所有的文件名
            System.out.println(s);
        }
        System.out.println(Arrays.toString(parent.list()));
        for (File file : parent.listFiles()) {//File[] listFiles()得到本目录下所有的文件
            System.out.println(file.getCanonicalPath());
        }


    }
    public static void main3(String[] args) throws InterruptedException {
        File parent = new File("./");
        File file = new File(parent,"/test.txt");
        file.delete();// boolean delete()将文件立即删除
        file.deleteOnExit();// void deleteOnExit()将文件标记未删除，JVM运行结束后删除
        Thread.sleep(2000);
        System.out.println("程序结束");
    }
    public static void main2(String[] args) throws IOException {
        File parent = new File("./");
        File file = new File(parent,"/test.txt");
        System.out.println(file.exists());
        System.out.println(file.isDirectory());//boolean isDirectory() 判断文件是否未文件夹/目录
        System.out.println(file.isFile());//  boolean isFile()判断文件是否未普通文件

        file.createNewFile();//boolean createNewFile()新建file指定路径的文件

        System.out.println(file.exists());
        System.out.println(file.isDirectory());
        System.out.println(file.isFile());
    }
    public static void main1(String[] args) throws IOException {
        File parent = new File("./");
        File file = new File(parent,"/test.txt");
        System.out.println(file.exists());//  boolean exists() 判断File文件是否真是存在
        System.out.println(file.getParent()); //String getParent() 返回 File 对象的父目录文件路径
        System.out.println(file.getName());  //String getName()返回 File 对象的文件名称
        System.out.println(file.getPath()); //  String getPath() 获得文件的路径，如果初始化使用的是相对路径得到的是相对路径，如果初始化使用的是绝对路径得到的是绝对路径
        System.out.println(file.getAbsolutePath());//String getAbsolutePath() 获得绝对路径，未修饰
        System.out.println(file.getCanonicalPath());//  String getCanonicalPath()获得绝对路径，修饰
        //修饰和未修饰在初始化传入绝对路径时没有区别，在传入相对路径时修饰会将 ./ 删除
    }
}

什么是流

流是什么？流其实就是对IO设备的封装。我们可能会向不同的IO设备上读写数据，这显然是件很麻烦的事情，意味着我们需要为不同的IO设备都设计一种代码。这时候我们就引入了流的概念，将所有的IO设备都封装在流里面，这时候我们只需要向流内读写数据即可

文件的读写操作（流操作）

我们根据操作文件的类型可以分为字节流和字符流，再根据读写可分为字节输入流，字节输出流，字符输入流，字符输出流。主要对应的是四个抽象类，分别是

InputStream//字节输入流
OutputStream//字节输出流
Reader//字符输入流
Writer//字符输出流

上面四个都是抽象类，使用我们需要使用它们的实现类。这里我们只关心文件，用的都是File相关的实现类，理论上不同的IO设备都会有具体的实现类。

        InputStream inputStream = new FileInputStream();
        OutputStream outputStream = new FileOutputStream();
        Reader reader = new FileReader();
        Writer writer = new FileWriter();

上面四个实现类均需要传入File或者文件路径以定位到操作文件

下面我们来简单的认识一下这四个实现类

FileInputStream

读取

public int read() throws IOException 读取一个字节，返回值-1则代表读完否则代表读到的内容

public int read(byte b[]) throws IOException 将读取的内容尽量填满数组，返回值代表读到的有效数，-1则代表读完

public int read(byte b[], int off, int len) throws IOException 将读取的内容尽量填满数组从off后len个元素，返回值代表读到的有效数，-1则代表读完

关闭

public void close() throws IOException 资源回收

FileOutputStream()

写入

public void write(int b) throws IOException 写入一个字节的数据

public void write(byte b[]) throws IOException 将数组内的数据写入

public void write(byte b[], int off, int len) throws IOException 将数组从off往后len个元素的数据写入

public void close() throws IOException 资源回收

public void flush() throws IOException 刷新缓存区。因为IO操作的速度很慢，为了提高效率，一般将数据填满一块区域或者触发其他机制会将数据刷新到硬盘上。这块区域就叫缓冲区，机制之一就是flash

FileReader 和 FileWriter

这两个字符流的使用和字节流的使用极为类似，只不过就是字节流的操作单位是字节和字节数组，字符流的操作单位是字符和字符串，甚至方法名和使用都是相同的不过传入的参数类型不同。这里就不在展开

字节流转字符流

我们在这里再介绍两个方法，分别是字节输入流转字符输入流，字节输出流转字符输出流

package www.Zheng;

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.util.Scanner;

/**
 * @Title: Demo6
 * @Author zyh
 * @Package www.Zheng
 * @Date 2024/7/7 23:29
 * @description: 字节输入转换为字符输入的简单实现
 */
public class Demo6 {
    public static void main(String[] args) {
        try (InputStream stream = new FileInputStream()){
            Scanner scanner = new Scanner(stream);
            System.out.println(scanner.nextLine());
        } catch (FileNotFoundException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

package www.Zheng;

import java.io.*;
import java.util.Scanner;

/**
 * @Title: Demo7
 * @Author zyh
 * @Package www.Zheng
 * @Date 2024/7/7 23:39
 * @description: 字节输出流转字符输出流
 */
public class Demo7 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        try (OutputStream stream = new FileOutputStream()){
            PrintWriter writer = new PrintWriter(stream);
            writer.printf("哈哈");
            writer.flush();
        }
    }
}
//PrintWriter 类中提供了我们熟悉的 print/println/printf 方法
//同样也有flash方法