Java文件操作与流处理

news2024/11/15 21:50:07

文章目录

  • 一、文件
    • 1.1 文件的概念
    • 1.2 文件的组织结构
    • 1.3 绝对路径和相对路径
  • 二、文件操作File类
    • 2.1 属性和常用方法
    • 2.2 使用案例
  • 三、字节流和字符流
    • 3.1 InputStream 和 FileInputStream
    • 3.2 使用 Scanner 读取字符
    • 3.2 OutputStream 和 FileOutputStream
    • 3.3 Reader 和 FileReader
    • 3.4 Writer 和 FileWriter
  • 四、文件操作案例
    • 4.1 删除文件
    • 4.2 复制文件

一、文件

1.1 文件的概念

在计算机中，文件是用于存储数据的基本单位。它可以包含文本、图像、音频、视频或其他类型的数据。文件可以用于保存程序代码、用户数据、操作系统配置等内容。每个文件都有一个唯一的名称，通过这个名称可以在计算机系统中找到和访问文件。

文件除了有数据内容之外，还有一部分信息，例如文件名、文件类型、文件大小等并不作为文件的数据而存在，我们把这部分信息可以视为文件的元信息。

1.2 文件的组织结构

文件系统是计算机中用于组织和管理文件的一种结构。文件系统将文件组织成层次化的目录（或文件夹）结构，类似于树状结构。在大多数现代操作系统中，文件系统的顶层是根目录，下面可以有多个子目录，而每个子目录下又可以包含更多的文件或子目录。

文件系统的组织结构可以让用户更方便地管理和访问文件，通过目录结构可以更快速地定位到目标文件。

1.3 绝对路径和相对路径

1. 绝对路径
绝对路径是文件或目录在文件系统中的完整路径。它从根目录开始描述文件的路径，一直延伸到目标文件所在的目录。绝对路径的写法因操作系统而异。

  • 例如在Windows系统中，一个文件的绝对路径可能是类似这样的："C:\Users\Username\Documents\file.txt"；
  • 而在类Unix系统中，绝对路径可能是类似这样的："/home/username/documents/file.txt"。

2. 相对路径
相对路径是相当于当前工作目录的路径，当前工作目录是指用户当前所在的目录位置。相对路径不需要从根目录开始，它只需要描述从当前目录到目标文件的相对位置。相对路径的写法也因操作系统而异，但是相对路径在不同操作系统中通常更加简洁。例如，在当前目录下的一个文件，其相对路径可以是："file.txt"。
另外值得注意的是：

  • ./表示当前目录；
  • ../表示上级目录。

二、文件操作File类

File类是在 Java 中用于处理文件和目录的标准类。它提供了许多的属性和方法，用于管理文件以及目录的创建、文件的读取、写入等操作。

2.1 属性和常用方法

1. 属性

File 类提供了以下几个基本属性：

  1. 路径名（Path）：文件或目录在文件系统中的路径。可以通过 getPath() 方法获取路径名。

  2. 绝对路径（Absolute Path）：文件或目录在文件系统中的完整路径。可以通过 getAbsolutePath() 方法获取绝对路径。

  3. 父目录（Parent）：文件或目录所在的上级目录。可以通过 getParent() 方法获取父目录的路径。

  4. 文件名（Name）：文件或目录的名称，不包含路径信息。可以通过 getName() 方法获取文件名。

  5. 是否存在（Exists）：判断文件或目录是否存在。可以通过 exists() 方法来检查文件或目录是否存在。

这些属性可以帮助我们更好地了解文件或目录的位置和状态。例如，可以使用绝对路径来明确指定文件的位置，使用文件名来对文件进行标识，使用 exists() 方法来判断文件是否存在等等。

2. 构造方法
File 类构造方法以及对应的描述如下：

构造方法描述
File(String pathName)使用给定的路径名创建一个新的 File 实例。
File(String parent, String child)使用给定的父目录和子文件/目录名创建一个新的 File 实例。
File(File parent, String child)使用给定的父目录抽象路径和子文件/目录名创建一个新的 File 实例。

3. 基本方法
File 类的一些基本操作方法如下：

方法描述
boolean createNewFile()在文件系统中创建新文件。
boolean mkdir()创建此抽象路径名指定的目录。
boolean mkdirs()创建此抽象路径名指定的目录，包括所有必需但不存在的父目录。
boolean delete()删除文件或目录。
boolean isFile()测试此抽象路径名表示的是否为文件。
boolean isDirectory()测试此抽象路径名表示的是否为目录。
String[] list()返回目录中的文件和子目录的名称数组。
File[] listFiles()返回目录中的文件和子目录的 File 对象数组。
long length()返回文件的长度（字节数）。
long lastModified()返回文件最后修改的时间戳。

这些方法可以用于创建、删除、判断文件/目录类型、获取文件信息等基本的文件操作。

2.2 使用案例

1. 案例一：观察 get 系列方法的特点和差异

public static void main(String[] args) throws IOException {
    File file = new File("test.txt"); // 此次并不要求文件一定存在
    System.out.println(file.getParent());
    System.out.println(file.getName());
    System.out.println(file.getPath());
    System.out.println(file.getAbsolutePath());
    System.out.println(file.getCanonicalPath());
}

运行结果：

null
test.txt
test.txt
D:\JavaCode\learn-code\code20230729\test.txt
D:\JavaCode\learn-code\code20230729\test.txt

2. 案例二：目录的创建

public static void main(String[] args) {
    File file = new File("test");
    System.out.println(file.exists());
    System.out.println(file.mkdirs());
    System.out.println(file.exists());
}

运行结果：

false
true
true

此时发现在当前工作目录下就多了一个test目录：

三、字节流和字符流

Java 中的 I/O 操作可以分为字节流和字符流。字节流主要用于处理二进制数据，而字符流用于处理文本数据。下面介绍四种常用的流类：

3.1 InputStream 和 FileInputStream

1. InputStream 类
InputStream 是 Java 中用于读取字节数据的抽象类，它是所有字节输入流的基类。下面是一些常用的 InputStream 方法及其操作：

方法描述
int read()从输入流中读取下一个字节的数据，返回读取的字节（0 到 255），如果已达到文件末尾，则返回 -1。
int read(byte[] b)从输入流中读取最多 b.length 个字节的数据到字节数组 b，返回实际读取的字节数，如果已达到文件末尾，则返回 -1。
int read(byte[] b, int off, int len)从输入流中读取最多 len 个字节的数据到字节数组 b 的指定偏移量 off 处，返回实际读取的字节数，如果已达到文件末尾，则返回 -1。
long skip(long n)跳过输入流中的 n 个字节的数据，返回实际跳过的字节数。
int available()返回可以从输入流中读取的字节数。
void close()关闭输入流并释放与其关联的所有资源。

2. FileInputStream 类

InputStream 只是一个抽象类，要使用还需要具体的实现类。关于 InputStream 的实现类有很多，基本可以认为不同的输入设备都可以对应一个 InputStream 类，此次需要从文件中读取，所以使用就会FileInputStream类。

构造方法：

构造方法描述
FileInputStream(File file)利用 File 构造文件输入流
FileInputStream(String name)利用文件路径构造文件输入流

读取文件案例：

首先在工作目录下创建一个test.txt的文本文件，其中的内容有hello world，然后使用read方法进行读取：

public static void main(String[] args) throws IOException {
    InputStream inputStream = new FileInputStream("test.txt");
    /*
    while (true){
        int b = inputStream.read();
        if(b==-1){
            break;
        }

        System.out.printf("%x \n", (int)b);
    }*/

    while (true){
        byte[] buffer = new byte[1024];
        int len = inputStream.read(buffer);
        System.out.println("len: " + len);
        if(-1 == len){
            break;
        }
        for (int i = 0; i < len; i++) {
            System.out.printf("%x ", buffer[i]);
        }
        System.out.println();
    }

    inputStream.close();
}

执行结果：

len: 11
68 65 6c 6c 6f 20 77 6f 72 6c 64 
len: -1

将读取到的结果，对照ASCII表就可以发现，其内容就是hello world。

3.2 使用 Scanner 读取字符

上述例子中，我们看到了对字符类型直接使用 InputStream 进行读取是非常麻烦且困难的，所以，我们使用一种我们之前比较熟悉的类来完成该工作，就是 Scanner 类。
Scanner的构造方法有一个就是使用InputStream对象来构造的：

构造方法说明
Scanner(InputStream is, String charset)使用 charset 字符集进行 is 的扫描读取

例如：使用InputStream对象来构造Scanner对象：

public static void main(String[] args) throws IOException {
    try (InputStream inputStream = new FileInputStream("test.txt");
         Scanner scanner = new Scanner(inputStream, "utf8")) {
        while (scanner.hasNext()) {
            String s = scanner.next();
            System.out.println(s);
        }
    }
}

3.2 OutputStream 和 FileOutputStream

1. OutputStream类

OutputStream 是 Java 中所有字节输出流的抽象基类。它用于向目标写入字节数据，是处理二进制数据的常用流类。OutputStream 提供了一系列方法来写入不同类型的数据到输出流中，并且可以通过其子类来实现具体的输出目标，如文件、网络连接等。

下面是 OutputStream 的几个基本方法以及对应的描述：

方法描述
void write(int b)将指定的字节写入输出流。
void write(byte[] b)将字节数组中的所有字节写入输出流。
void write(byte[] b, int off, int len)将字节数组中的一部分字节写入输出流。
void flush()刷新输出流，将缓冲区的内容强制写入目标设备。
void close()关闭输出流并释放相关的资源。

在使用 OutputStream 时，通常会使用其子类 FileOutputStream，并可能结合使用 BufferedOutputStream 进行缓冲输出，以提高写入性能。

2. FileOutputStream类

OutputStream 同样只是一个抽象类，要使用还需要具体的实现类。在文件操作中，需要使用 FileOutputStream类，其构造方法如下：

构造方法描述
FileOutputStream(File file)创建一个向指定 File 对象表示的文件中写入数据的输出流。
FileOutputStream(File file, boolean append)创建一个向指定 File 对象表示的文件中写入数据的输出流，并指定是否以追加方式写入数据。
FileOutputStream(String name)创建一个向指定文件名表示的文件中写入数据的输出流。
FileOutputStream(String name, boolean append)创建一个向指定文件名表示的文件中写入数据的输出流，并指定是否以追加方式写入数据。
  • 这些构造方法用于创建 FileOutputStream 的实例，可以用于向指定的文件中写入数据。构造方法中的参数可以是一个 File 对象或一个表示文件名的字符串。
  • 其中，如果指定的文件不存在，将会创建新的文件；
  • 如果指定的文件已经存在，可以通过 append 参数来控制是否以追加方式写入数据。
  • 若 append 参数为 true，则数据会追加到文件的末尾；若为 false，则会覆盖原有文件的内容。

示例：使用OutputStream将Hello, OutputStream!写入文件test.txt中：

import java.io.*;

public class OutputStreamExample {
    public static void main(String[] args) {
        String data = "Hello, OutputStream!";
        try (OutputStream outputStream = new FileOutputStream("test.txt")) {
            byte[] bytes = data.getBytes();
            outputStream.write(bytes);
            System.out.println("数据已经写入文件.");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

3.3 Reader 和 FileReader

1. Reader类

Reader 是 Java 中所有字符输入流的抽象基类，它用于从输入源（如文件、网络连接等）读取字符数据，适合处理文本数据。Reader 类提供了用于读取字符数据的方法，并可以通过其子类实现具体的输入源，如文件、字符串等。

基本方法如下：

方法签名描述
int read()读取单个字符并返回字符的 Unicode 值。
int read(char[] cbuf)将字符读入数组 cbuf，并返回读取的字符数。
int read(char[] cbuf, int off, int len)将字符读入数组 cbuf 的指定位置，并返回读取的字符数。
int read(CharBuffer target)将字符读入 CharBuffer，并返回读取的字符数。
void close()关闭输入流并释放相关的资源。

需要注意的是，在使用 Reader 读取字符数据时，要考虑字符编码的设置，以免出现乱码问题。同时，为了提高读取性能，通常会结合使用缓冲流（如 BufferedReader）对 Reader 进行包装，从而减少实际的读取操作。

Reader 的子类：

Java 中提供了多个 Reader 的子类，其中常用的包括：

  • FileReader：用于从文件中读取字符数据。
  • StringReader：用于从字符串中读取字符数据。
  • BufferedReader：用于缓冲读取字符数据，提高读取性能。

2. FileReader类

构造方法：

构造方法描述
FileReader(File file)创建一个从指定 File 对象表示的文件中读取数据的 FileReader。
FileReader(String fileName)创建一个从指定文件名表示的文件中读取数据的 FileReader。

示例代码：使用 FileReader 读取文件：

import java.io.*;

public class ReaderExample {
    public static void main(String[] args) {
        try (Reader reader = new FileReader("test.txt")) {
            char[] buffer = new char[1024];
            int length;
            while ((length = reader.read(buffer)) != -1) {
                System.out.print(new String(buffer, 0, length));
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

3.4 Writer 和 FileWriter

1. Writer类
Writer 是 Java 中所有字符输出流的抽象基类，它用于向目标写入字符数据，适合处理文本数据。Writer 类提供了用于写入字符数据的方法，并可以通过其子类实现具体的输出目标，如文件、字符串等。

基本方法如下：

方法签名描述
void write(int c)写入单个字符。
void write(char[] cbuf)将字符数组中的所有字符写入输出流。
void write(char[] cbuf, int off, int len)将字符数组中的一部分字符写入输出流。
void write(String str)写入字符串。
void write(String str, int off, int len)写入字符串的一部分。
void flush()刷新输出流，将缓冲区的内容强制写入目标设备。
void close()关闭输出流并释放相关的资源。

Writer 的子类：

Java 中提供了多个 Writer 的子类，其中常用的包括：

  • FileWriter：用于向文件中写入字符数据。
  • StringWriter：用于向字符串中写入字符数据。
  • BufferedWriter：用于缓冲写入字符数据，提高写入性能。

2. FileWriter类
构造方法：

构造方法描述
FileWriter(File file)创建一个向指定 File 对象表示的文件中写入数据的字符输出流。
FileWriter(File file, boolean append)创建一个向指定 File 对象表示的文件中写入数据的字符输出流，并指定是否以追加方式写入数据。
FileWriter(String fileName)创建一个向指定文件名表示的文件中写入数据的字符输出流。
FileWriter(String fileName, boolean append)创建一个向指定文件名表示的文件中写入数据的字符输出流，并指定是否以追加方式写入数据。
  • 这些构造方法用于创建 FileWriter 的实例，可以用于向指定的文件中写入字符数据。构造方法中的参数可以是一个 File 对象或一个表示文件名的字符串。
  • 其中，如果指定的文件不存在，将会创建新的文件；
  • 如果指定的文件已经存在，可以通过 append 参数来控制是否以追加方式写入数据。
  • 若 append 参数为 true，则数据会追加到文件的末尾；若为 false，则会覆盖原有文件的内容。

示例代码：使用 FileWriter 写入文件：

import java.io.*;

public class WriterExample {
    public static void main(String[] args) {
        try (Writer writer = new FileWriter("test.txt")) {
            String data = "Hello, Writer!";
            writer.write(data);
            System.out.println("数据写入文件成功.");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

四、文件操作案例

4.1 删除文件

扫描指定目录，并找到名称中包含指定字符的所有普通文件（不包含目录），并且后续询问用户是否要删除该文件。

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

public class IODemo {

    private static final Scanner scanner = new Scanner(System.in);

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 让用户指定一个搜索的目录
        System.out.println("请输入要搜索的路径：");
        String basePath = scanner.next();

        // 针对用户输入的目录进行简单的判断
        File root = new File(basePath);
        if (!root.isDirectory()) {
            // 输入的不是目录
            System.out.println("输入的目录有误！");
            return;
        }

        // 再让用户输入一个要删除的文件名
        System.out.println("请输入要删除的文件名：");
        String nameToDelete = scanner.next();

        // 针对指定的路径进行扫描，递归
        // 先从根目录出发（root）
        // 先判断一下在当前这个目录中是否有要删除的文件，如果有则删除，没有就找下一个
        // 如果当前包含一些目录，就针对子目录进行递归查找
        scanDir(root, nameToDelete);
    }

    private static void scanDir(File root, String nameToDelete) throws IOException {

        System.out.println("[scanDir]：" + root.getCanonicalPath());

        // 列出当前目录下的文件
        File[] files = root.listFiles();
        if (files == null) {
            return;
        }

        for (File file : files) {
            if (file.isDirectory()) {
                // 如果是目录就继续递归
                scanDir(file, nameToDelete);
            } else {
                // 如果是普通文件, 判断是否是要删除的文件
                if (file.getName().equals(nameToDelete)) {
                    System.out.println("确认是否要删除文件(true/false)：" + file.getCanonicalPath());
                    boolean flag = Boolean.parseBoolean(scanner.next());
                    if (flag) {
                        boolean delete = file.delete();
                        System.out.println("删除成功！");
                    } else {
                        System.out.println("取消删除！");
                    }
                }
            }
        }
    }
}

上述代码实现了一个简单的文件搜索和删除功能，以下是代码的功能描述和简要解释：

  1. 首先，程序会要求用户输入一个要搜索的目录路径。

  2. 接着，程序会验证用户输入的路径是否为一个目录，如果不是目录，则提示输入错误并结束程序。

  3. 然后，程序会要求用户输入一个要删除的文件名。

  4. 接下来，程序会递归地扫描指定路径下的所有文件和子目录，查找指定要删除的文件名。

  5. 如果找到了与要删除的文件名匹配的文件，程序会询问用户是否确认删除该文件。用户可以输入 “true” 确认删除，或输入 “false” 取消删除。

  6. 如果用户确认删除，程序将执行文件删除操作，并输出 “删除成功！”，否则输出 “取消删除！”。

  7. 程序使用递归的方式对目录进行扫描，以找到指定的文件并进行删除。

4.2 复制文件


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

// 文件的复制
public class IODemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 输入两个路径：源和目标
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入要拷贝的文件：");
        String srcPath = scanner.next();
        System.out.println("请输入要拷贝到的目的地：");
        String destPath = scanner.next();

        File srcFile = new File(srcPath);
        if(!srcFile.isFile()){
            System.out.println("当前输入的源路径有误！");
            return;
        }

        File destFile = new File(destPath);
        if(destFile.isFile()){
            System.out.println("当前输入的目标路径有误！");
            return;
        }
        destFile.createNewFile();

        // 进行拷贝操作
        try(InputStream inputStream = new FileInputStream(srcFile);
            OutputStream outputStream = new FileOutputStream(destFile)){

            while (true){
                int read = inputStream.read();
                if(read == -1){
                    System.out.println("复制完成");
                    break;
                }
                outputStream.write(read);
            }
        }
    }
}

上述代码实现了一个简单的文件复制功能。以下是代码的功能描述和简要解释：

  1. 程序要求用户输入两个路径：源文件路径和目标文件路径。

  2. 然后，程序会验证用户输入的源文件路径是否为一个已存在的文件，如果不是文件，则提示输入错误并结束程序。

  3. 接着，程序会验证用户输入的目标文件路径是否为一个不存在的文件，如果是文件，则提示输入错误并结束程序。如果目标文件不存在，会创建一个新的目标文件。

  4. 然后，程序使用 FileInputStream 和 FileOutputStream 分别创建输入流和输出流，用于读取源文件内容和写入目标文件内容。

  5. 程序通过一个循环逐字节地读取源文件内容，并将读取到的字节写入目标文件。循环终止条件是读取到源文件的结尾（即 read() 方法返回 -1）。

  6. 当循环结束后，表示文件复制完成，程序输出 “复制完成”。

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文章目录 手写new手写Mapget和post区别发起post请求的时候&#xff0c;服务端是怎么解析你的body的&#xff08;content-type&#xff09;&#xff0c;常见的content-type都有哪些&#xff0c;发文件是怎么解析的&#xff08;FormData&#xff09;&#xff0c;如果多个文件&…
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微信小程序｜进度条

微信小程序｜进度条

进度条是一个常见的用户界面元素，用于显示任务或操作的完成进度，可以在任何需要指示任务进度的情况下使用，以提供更好的用户体验和反馈。 一、前言1.1 进度条使用场景1.2 进度条属性介绍1.3 示例代码及效果二、自定义进度条2.1 进度条形状2.2 进度条尺寸2.3 进度条条纹2.4 进…
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【计算机网络】10、ethtool

【计算机网络】10、ethtool

文章目录 一、ethtool1.1 常见操作1.1.1 展示设备属性1.1.2 改变网卡属性1.1.2.1 Auto-negotiation1.1.2.2 Speed 1.1.3 展示网卡驱动设置1.1.4 只展示 Auto-negotiation, RX and TX1.1.5 展示统计1.1.7 排除网络故障1.1.8 通过网口的 LED 区分网卡1.1.9 持久化配置&#xff08…
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GitHub仓库如何使用

GitHub仓库如何使用

核心&#xff1a;GitHub仓库如何使用 目录 1.创建仓库&#xff1a; 2.克隆仓库到本地&#xff1a; 3.添加、提交和推送更改&#xff1a; 4.分支管理&#xff1a; 5.拉取请求&#xff08;Pull Requests&#xff09;&#xff1a; 6.合并代码&#xff1a; 7.其他功能&…
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windows 10/11 修改右键新建菜单

windows 10/11 修改右键新建菜单

问题&#xff1a;修改右键新建菜单内容 解决方法&#xff1a;使用软件ShellNew Settings 1.打开软件 2.根据需要取消勾选项 3.最终效果
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Linux 系列 常见 快捷键总结

Linux 系列 常见 快捷键总结

强制停止 Ctrl C 退出程序、退出登录 Ctrl D 等价 exit 查看历史命令 history !命令前缀&#xff0c;自动匹配上一个命令 &#xff08;历史命令中&#xff1a;从最新——》最老 搜索&#xff09; ctrl r 输入内去历史命令中检索 # 回车键可以直接执行 ctrl a 跳到命令开头 …
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zoho邮箱全收邮件catchall的设置

zoho邮箱全收邮件catchall的设置

登录 Zoho Mail 管理控制台。(https://mailadmin.zoho.com/cpanel/home.do#)转到域菜单&#xff0c;然后选择要为其配置“全收邮箱”地址的域。转到设置选项卡&#xff0c;然后找到全收邮箱地址部分。从下拉列表中选择您要配置为“全收邮箱”的电子邮件地址&#xff0c;然后单击…
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vmware踩坑

vmware踩坑

连不上网, 调试几个地方 这里禁用, 启用一下 这个网络设置 虚拟机设置里还有一个 虚拟机设置里还有一个
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Rust中对可变引用的迭代遇到的生命周期冲突问题解决

Rust中对可变引用的迭代遇到的生命周期冲突问题解决

Rust中自定义一个迭代器来迭代集合的可变引用&#xff08;mut reference&#xff09;的时候&#xff0c;经常会碰到报错&#xff1a; error[E0495]: cannot infer an appropriate lifetime for lifetime parameter in function call due to conflicting requirements今天我们就…
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