【JavaEE初阶】文件IO(下)

news2024/9/30 1:15:55

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 文件内容操作

打开 关闭文件

文件描述符表

字节流

读文件

写文件

字符流

读文件

写文件

Scanner 

示例一:通过scanner读取文件中的数字

示例二:扫描指定⽬录

示例三:实现文件复制

 文件内容操作

 文件内容操作:读文件 和 写文件,操作系统都提供了API,Java也进行了封装

Java实现IO流类 有很多,分为 字节流(二进制)和字符流(文本) 两大类

上面这四个类都是抽象类,Java中还提供了许多类 来实现这四个抽象类

  • 但凡类的名字以Reader Writer结尾的,就是实现了Reader和Writer的字符流对象
  • 但凡类的名字以InputStream OutputStream结尾的,就是实现了InputStream和OutputStream的字节流对象

在这里谈到的输入输出,都是以cpu视角来说的:

  • 数据远离cpu =>输出
  • 数据靠近cpu =>输入

打开 关闭文件

示例1

这种写法,虽然能够确保严谨,但是比较麻烦

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

public class Demo9_IO {
    public static void main(String[] args)  {
        InputStream inputStream=null;
        try {
            inputStream = new FileInputStream("./test.txt");//隐含了打开文件
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally{
            try {
                inputStream.close();//关闭文件
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

如果不使用close关不上,会发生什么?

打开文件 其实是在该进程的 文件描述符表 中,创建了一个新的表项

文件描述符表

文件描述符表 描述了该进程都需要哪些文件,可以认为是一个数组,数组的每个元素就是一个struct file 对象(Linux内核),每个结构体就描述了对应操作的文件信息,数组下标 就称为"文件描述符"

示例2:这种写法更简单可靠

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

public class Demo10 {
    public static <inputStream> void main(String[] args) {
        try(InputStream inputStream=new FileInputStream("./test.txt")) {

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

这里代码中,不用写close关闭,因为close之后,紧接着就是进程的结束(意味着pcb就整个销毁,pcb上的文件描述符表,整个就释放了)

字节流

读文件

读文件 :数据从硬盘上读取到 内存里

示例1:读取test.txt文件的内容,以16进制方式输出

import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;

public class Demo10 {
    public static void main(String[] args) {
        try (InputStream inputStream = new FileInputStream("./test.txt")) {
            while (true) {
                int b = inputStream.read();
                if (b == -1) {
                    // 读取完毕了
                    break;
                }
                // 表示字节, 更习惯使用 十六进制 打印显示.
                System.out.printf("0x%x\n", b);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

示例1代码 要频繁读取多次硬盘,当前硬盘的IO是消耗比较大

示例2:使用buffer(缓冲区,暂时存储某些数据),;将硬盘上的数据先填充到buffer内存的字节数组中,尽可能填满  ,虽然一次读的内容多了,但是仍然比一次读一个字节,分多次读效率要高不少

import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;

public class Demo11 {
    public static void main(String[] args) {
        try(InputStream inputStream = new FileInputStream("./test.txt")){
            while(true){
                byte[] buffer =new byte[1024];
                //n返回值表示read操作,实际读取到多少个字节
                int n=inputStream.read(buffer);
                if(n==-1){
                    break;
                }
                for (int i = 0; i < n; i++) {
                    System.out.printf("0x%x\n",buffer[i]);
                }
            }
        }catch(IOException e){
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

写文件

写文件和读文件非常类似

一个一个字节写入

        try(OutputStream outputStream=new FileOutputStream("./test.txt")){
            outputStream.write(0x61);
            outputStream.write(0x62);
            outputStream.write(0x62);
            outputStream.write(0x62);
        }catch (IOException e){
            e.printStackTrace();
        }

这里的写操作,会默认把之前的内容清空(只要使用outputStream打开文件,内容就没了),再进行写操作,可以使用"追加写"操作,保持原内容不变,在末尾继续写入内容

InputStream/OutputStream读写数据就是按照字节来操作的,如果要读写字符(中文)的话,就需要程序员手动来区分出哪几个字节是一个字符,在确保把这几个字符作为整体来写入

字符流

为了方便处理字符,引入了字符流

读文件

使用字符流读取数据的过程,Java标准库内部就自动对数据的编码进行了转码

示例1:一个一个字符读入

        try(Reader reader= new FileReader("./test.txt")){
            while(true){
                int c=reader.read();
                if(c==-1){
                    break;
                }
                char ch=(char)c;
                System.out.println(ch);
            }
        }catch(IOException e){
            e.printStackTrace();
        }

示例2:读取一串字符

try (Reader reader = new FileReader("./test.txt")) {
            char[] buffer = new char[1024];
            int n = reader.read(buffer);
            System.out.println(n);
            for (int i = 0; i < n; i++) {
                System.out.println(buffer[i]);
            }
        } catch (IOException e) {

        }

写文件

        try(Writer writer=new FileWriter("./test.txt",true)){
            writer.write("你好世界");
        }catch(IOException e){
            e.printStackTrace();
        }

Scanner 

读取文件还有一个好用的工具类:Scanner

示例一:通过scanner读取文件中的数字

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

public class Demo16_scanner {
    public static void main(String[] args) {
        try(InputStream inputStream=new FileInputStream("./test.txt")){
            Scanner scanner=new Scanner(inputStream);
            while(scanner.hasNextInt()){
                System.out.println(scanner.nextInt());
            }
        }catch(IOException e){
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

示例二:扫描指定⽬录

并找到名称或者内容中包含指定字符的所有普通⽂件（不包含⽬录)

import java.io.File;
import java.util.Scanner;

public class Demo17 {
    private static void scan(File currentFile, String key) {
        if (!currentFile.isDirectory()) {
            return;
        }
        File[] files = currentFile.listFiles();
        if (files == null || files.length == 0) {
            return;
        }

        for (File f : files) {
            if (f.isFile()) {
                // 针对普通文件进行处理.
                // 判定文件名是否符合要求并提示用户删除
                doDelete(f, key);
            } else {
                // 针对目录进行处理
                // 继续递归
                scan(f, key);
            }
        }
    }

    private static void doDelete(File f, String key) {
        if (!f.getName().contains(key)) {
            // 文件名中不包含指定的关键字.
            return;
        }
        // 提示用户, 是否确认要删除
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.println(f.getAbsolutePath() + " 是否确认要删除 Y/n");
        String choice = scanner.next();
        if (choice.equals("Y") || choice.equals("y")) {
            f.delete();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("请输入要搜索的路径: ");
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        String rootPath = scanner.next();
        File rootFile = new File(rootPath);
        if (!rootFile.isDirectory()) {
            System.out.println("输入的路径不存在");
            return;
        }
        System.out.println("请输入要删除的文件名字的关键字");
        String key = scanner.next();

        // 进行递归查找
        scan(rootFile, key);
    }
}

示例三:实现文件复制

将一个文件里的每个字节都读出来,写入到另一个文件里

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

public class Demo18 {
    public static void main(String[] args) {
        //1.输入路径,并做校验
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入源文件的路径: ");
        String srcPath=scanner.next();
        File srcFile= new File(srcPath);
        if(!srcFile.isFile()){
            System.out.println("源文件路径有误");
            return;
        }
        System.out.println("请输入目标文件的路径: ");
        String destPath = scanner.next();
        File destFile =new File(destPath);
        if(!destFile.getParentFile().isDirectory()){
            System.out.println("目标文件路径有误");
            return;
        }

        //2.执行复制操作
        try(InputStream inputStream = new FileInputStream(srcFile);
        OutputStream outputStream = new FileOutputStream(destFile)){
            while(true){
                byte[] buffer =new byte[1024];
                int n=inputStream.read(buffer);
                System.out.println("n="+n);
                if(n == -1){
                    break;
                }
                //需要把buffer写入到outputStream中
                outputStream.write(buffer,0,n);
            }
        }catch(IOException e){
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

示例四

实现递归遍历目录"查找文件",按照文件的内容查询

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

public class Demo19 {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入要搜索的路径: ");
        String rootPath = scanner.next();
        File rootFile = new File(rootPath);
        if (!rootFile.isDirectory()) {
            System.out.println("要搜索的路径有误!");
            return;
        }
        System.out.println("请输入要搜索的查询词: ");
        String key = scanner.next();

        // 进行递归
        scan(rootFile, key);
    }

    private static void scan(File rootFile, String key) {
        if (!rootFile.isDirectory()) {
            return;
        }
        File[] files = rootFile.listFiles();
        if (files == null || files.length == 0) {
            return;
        }
        for (File f : files) {
            if (f.isFile()) {
                // 进行后续的查询操作
                doSearch(f, key);
            } else {
                // 进行递归
                scan(f, key);
            }
        }
    }

    private static void doSearch(File f, String key) {
        // 打开文件, 读取文件内容, 判定文件内容是否包含 key
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();

        try (Reader reader = new FileReader(f)) {
            char[] buffer = new char[1024];
            while (true) {
                int n = reader.read(buffer);
                if (n == -1) {
                    break;
                }
                String s = new String(buffer, 0, n);
                stringBuilder.append(s);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        if (stringBuilder.indexOf(key) == -1) {
            // 未找到
            return;
        }
        // 找到了
        System.out.println("找到匹配的文件: " + f.getAbsolutePath());
    }
}

此处这里的代码逻辑 效率是非常低的,每次查询都会涉及大量的硬盘IO操作,尤其是硬盘上可能有一些大的文件

这种思路,不能适应频繁查询场景,也不能适应目录中文件数目特别多,特别大的场景(实现搜索引擎)

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