File&字节流& 字符流&IO特殊操作流

一、File类

1.1File类概述和构造方法【应用】

• File类介绍

  • 它是文件和目录路径名的抽象表示
  • 文件和目录是可以通过File封装成对象的
  • 对于File而言，其封装的并不是一个真正存在的文件，仅仅是一个路径名而已。它可以是存在的，也可以是不存在的。将来是要通过具体的操作把这个路径的内容转换为具体存在的

File类的构造方法

方法名	说明
File(String pathname)	通过将给定的路径名字符串转换为抽象路径名来创建新的 File实例
File(String parent, String child)	从父路径名字符串和子路径名字符串创建新的 File实例
File(File parent, String child)	从父抽象路径名和子路径名字符串创建新的 File实例

        //File(String pathname)：通过将给定的路径名字符串转换为抽象路径名来创建新的 File实例。
        File f1 = new File("E:\\Test1\\java.txt");//完整路劲
        System.out.println(f1);

        //File(String parent, String child)：从父路径名字符串和子路径名字符串创建新的 File实例。
        File f2 = new File("E:\\Test1","java.txt");//路劲加文件名
        System.out.println(f2);

        //File(File parent, String child)：从父抽象路径名和子路径名字符串创建新的 File实例。
        File f3 = new File("E:\\Test1");//路劲
        File f4 = new File(f3,"java.txt");//路劲加文件名
        System.out.println(f4);

1.2File类创建功能【应用】

• 方法分类

  方法名	说明
  public boolean createNewFile()	当具有该名称的文件不存在时，创建一个由该抽象路径名命名的新空文件
  public boolean mkdir()	创建由此抽象路径名命名的目录
  public boolean mkdirs()	创建由此抽象路径名命名的目录，包括任何必需但不存在的父目录

        File f1 = new File("E:\\itcast\\java.txt");
        System.out.println(f1.createNewFile());//创建文件
        System.out.println(f2.mkdir());//创建文件夹
        System.out.println(f3.mkdirs());//创建多级文件夹

1.3File类判断和获取功能【应用】

• 判断功能

  方法名	说明
  public boolean isDirectory()	测试此抽象路径名表示的File是否为目录
  public boolean isFile()	测试此抽象路径名表示的File是否为文件
  public boolean exists()	测试此抽象路径名表示的File是否存在

• 获取功能

  方法名	说明
  public String getAbsolutePath()	返回此抽象路径名的绝对路径名字符串
  public String getPath()	将此抽象路径名转换为路径名字符串
  public String getName()	返回由此抽象路径名表示的文件或目录的名称
  public String[] list()	返回此抽象路径名表示的目录中的文件和目录的名称字符串数组
  public File[] listFiles()	返回此抽象路径名表示的目录中的文件和目录的File对象数组

        File file=new File("E:\\Test1\\Java1");
        File file1=new File("E:\\Test1");
        System.out.print("是否为目录");
        System.out.println(file.isDirectory());
        System.out.print("是否为文件");
        System.out.println(file.isFile());
        System.out.print("是否存在");
        System.out.println(file.exists());

        System.out.print("绝对路径名字符串");
        System.out.println(file.getAbsoluteFile());
        System.out.print("路径名字符串");
        System.out.println(file.getPath());
        System.out.print("名称");
        System.out.println(file.getName());
        System.out.print("目录中目录和文件的名称数组");
        System.out.println(Arrays.toString(file1.list()));
        System.out.print("目录中目录和文件的file对象数组");
        System.out.println(Arrays.toString(file1.listFiles()));

1.4File类删除功能【应用】

• 方法分类

  方法名	说明
  public boolean delete()	删除由此抽象路径名表示的文件或目录

        File file=new File("E:\\Test1\\java3.txt");
        System.out.println(file.delete());

注意：如果目录中有文件，要先删除目录中的文件，否则删除失败

绝对路径和相对路径的区别

• 绝对路径：完整的路径名，不需要任何其他信息就可以定位它所表示的文件。例如：E:\itcast\java.txt
• 相对路径：必须使用取自其他路径名的信息进行解释。例如：myFile\java.txt

二、字节流

2.1 IO流概述和分类【理解】

• IO流介绍
  • IO：输入/输出(Input/Output)
  • 流：是一种抽象概念，是对数据传输的总称。也就是说数据在设备间的传输称为流，流的本质是数据传输
  • IO流就是用来处理设备间数据传输问题的。常见的应用：文件复制；文件上传；文件下载
• IO流的分类
  • 按照数据的流向
    • 输入流：读数据
    • 输出流：写数据
  • 按照数据类型来分
    • 字节流
      • 字节输入流
      • 字节输出流
    • 字符流
      • 字符输入流
      • 字符输出流
• IO流的使用场景
  • 如果操作的是纯文本文件，优先使用字符流
  • 如果操作的是图片、视频、音频等二进制文件。优先使用字节流
  • 如果不确定文件类型，优先使用字节流。字节流是万能的流

2.2字节流写数据【应用】

• 字节流抽象基类

  • InputStream：这个抽象类是表示字节输入流的所有类的超类
  • OutputStream：这个抽象类是表示字节输出流的所有类的超类
  • 子类名特点：子类名称都是以其父类名作为子类名的后缀

• 字节输出流

  • FileOutputStream(String name)：创建文件输出流以指定的名称写入文件

• 使用字节输出流写数据的步骤

  • 创建字节输出流对象(调用系统功能创建了文件，创建字节输出流对象，让字节输出流对象指向文件)
  • 调用字节输出流对象的写数据方法
  • 释放资源(关闭此文件输出流并释放与此流相关联的任何系统资源)

2.3字节流写数据的三种方式【应用】

• 写数据的方法分类

  方法名	说明
  void write(int b)	将指定的字节写入此文件输出流 一次写一个字节数据
  void write(byte[] b)	将 b.length字节从指定的字节数组写入此文件输出流 一次写一个字节数组数据
  void write(byte[] b, int off, int len)	将 len字节从指定的字节数组开始，从偏移量off开始写入此文件输出流 一次写一个字节数组的部分数据

        FileOutputStream fos=new FileOutputStream("E:\\Test1\\shiyan1.txt");
        fos.write(97);
        fos.write("\r\n".getBytes());//换行
        byte[] bys = {97, 98, 99, 100, 101};
        fos.write(bys);
        fos.write("\r\n".getBytes());//换行
        fos.write(bys,2,2);//从索引2开始，后面长度为2
        fos.close();

2.4字节流写数据的两个小问题【应用】

• 字节流写数据如何实现换行

  • windows:\r\n
  • linux:\n
  • mac:\r

• 字节流写数据如何实现追加写入

  • public FileOutputStream(String name,boolean append)
  • 创建文件输出流以指定的名称写入文件。如果第二个参数为true ，则字节将写入文件的末尾而不是开头

2.5字节流写数据加异常处理【应用】

• 异常处理格式

  • try-catch-finally

try{
	可能出现异常的代码;
}catch(异常类名 变量名){
	异常的处理代码;
}finally{
	执行所有清除操作;
}

2.6字节流读数据(一次读一个字节数据)【应用】

• 字节输入流

  • FileInputStream(String name)：通过打开与实际文件的连接来创建一个FileInputStream ，该文件由文件系统中的路径名name命名

• 字节输入流读取数据的步骤

  • 创建字节输入流对象
  • 调用字节输入流对象的读数据方法
  • 释放资源

        //创建字节输入流对象
        //FileInputStream(String name)
        FileInputStream fis = new FileInputStream("myByteStream\\fos.txt");

        int by;
        /*
            fis.read()：读数据
            by=fis.read()：把读取到的数据赋值给by
            by != -1：判断读取到的数据是否是-1
         */
        while ((by=fis.read())!=-1) {
            System.out.print((char)by);
        }

        //释放资源
        fis.close();

2.7字节流复制图片【应用】

• 案例需求

  ​ 把“E:\itcast\mn.jpg”复制到模块目录下的“mn.jpg”

• 实现步骤

  • 根据数据源创建字节输入流对象
  • 根据目的地创建字节输出流对象
  • 读写数据，复制图片(一次读取一个字节数组，一次写入一个字节数组)
  • 释放资源

• 代码实现

public class CopyJpgDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //根据数据源创建字节输入流对象
        FileInputStream fis = new FileInputStream("E:\\itcast\\mn.jpg");
        //根据目的地创建字节输出流对象
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("myByteStream\\mn.jpg");

        //读写数据，复制图片(一次读取一个字节数组，一次写入一个字节数组)
        byte[] bys = new byte[1024];
        int len;
        while ((len=fis.read(bys))!=-1) {
            fos.write(bys,0,len);
        }

        //释放资源
        fos.close();
        fis.close();
    }
}

2.8字节缓冲流构造方法【应用】

• 字节缓冲流介绍

  • BufferOutputStream：该类实现缓冲输出流。 通过设置这样的输出流，应用程序可以向底层输出流写入字节，而不必为写入的每个字节导致底层系统的调用

  • BufferedInputStream：创建BufferedInputStream将创建一个内部缓冲区数组。 当从流中读取或跳过字节时，内部缓冲区将根据需要从所包含的输入流中重新填充，一次很多字节

• 构造方法：

  方法名	说明
  BufferedOutputStream(OutputStream out)	创建字节缓冲输出流对象
  BufferedInputStream(InputStream in)	创建字节缓冲输入流对象

BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("myByteStream\\bos.txt"));
BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("myByteStream\\bos.txt"));

三、字符流

3.1为什么会出现字符流【理解】

• 字符流的介绍

  由于字节流操作中文不是特别的方便，所以Java就提供字符流

  字符流 = 字节流 + 编码表

• 中文的字节存储方式

  用字节流复制文本文件时，文本文件也会有中文，但是没有问题，原因是最终底层操作会自动进行字节拼接成中文，如何识别是中文的呢？

  汉字在存储的时候，无论选择哪种编码存储，第一个字节都是负数

3.2编码表【理解】

• 什么是字符集

  是一个系统支持的所有字符的集合，包括各国家文字、标点符号、图形符号、数字等

  l计算机要准确的存储和识别各种字符集符号，就需要进行字符编码，一套字符集必然至少有一套字符编码。常见字符集有ASCII字符集、GBXXX字符集、Unicode字符集等

• 常见的字符集

  • ASCII字符集：

    lASCII：是基于拉丁字母的一套电脑编码系统，用于显示现代英语，主要包括控制字符(回车键、退格、换行键等)和可显示字符(英文大小写字符、阿拉伯数字和西文符号)

    基本的ASCII字符集，使用7位表示一个字符，共128字符。ASCII的扩展字符集使用8位表示一个字符，共256字符，方便支持欧洲常用字符。是一个系统支持的所有字符的集合，包括各国家文字、标点符号、图形符号、数字等

  • GBXXX字符集：

    GBK：最常用的中文码表。是在GB2312标准基础上的扩展规范，使用了双字节编码方案，共收录了21003个汉字，完全兼容GB2312标准，同时支持繁体汉字以及日韩汉字等

  • Unicode字符集：

    UTF-8编码：可以用来表示Unicode标准中任意字符，它是电子邮件、网页及其他存储或传送文字的应用 中，优先采用的编码。互联网工程工作小组（IETF）要求所有互联网协议都必须支持UTF-8编码。它使用一至四个字节为每个字符编码

    编码规则：

    128个US-ASCII字符，只需一个字节编码

    拉丁文等字符，需要二个字节编码

    大部分常用字（含中文），使用三个字节编码

    其他极少使用的Unicode辅助字符，使用四字节编码

3.3字符串中的编码解码问题【应用】

• 相关方法

  方法名	说明
  byte[] getBytes()	使用平台的默认字符集将该 String编码为一系列字节
  byte[] getBytes(String charsetName)	使用指定的字符集将该 String编码为一系列字节
  String(byte[] bytes)	使用平台的默认字符集解码指定的字节数组来创建字符串
  String(byte[] bytes, String charsetName)

        byte[] bytes="中国".getBytes();
        System.out.println(Arrays.toString(bytes));
        System.out.println(Arrays.toString("a".getBytes()));
        System.out.println(new String(bytes));
        System.out.println(new String(bytes,"GBK"));
        System.out.println(new String(bytes,"UTF-8"));
        System.out.println("---------------");

        byte[] bytes1="中国".getBytes("GBK");
        System.out.println(Arrays.toString(bytes1));
        System.out.println(Arrays.toString("a".getBytes("GBK")));

        byte[] bytes2="中国".getBytes("UTF-8");
        System.out.println(Arrays.toString(bytes2));
        System.out.println(Arrays.toString("a".getBytes("UTF-8")));

3.4字符流中的编码解码问题【应用】

• 字符流中和编码解码问题相关的两个类

  • InputStreamReader：是从字节流到字符流的桥梁

    ​ 它读取字节，并使用指定的编码将其解码为字符

    ​ 它使用的字符集可以由名称指定，也可以被明确指定，或者可以接受平台的默认字符集

  • OutputStreamWriter：是从字符流到字节流的桥梁

    ​ 是从字符流到字节流的桥梁，使用指定的编码将写入的字符编码为字节

    ​ 它使用的字符集可以由名称指定，也可以被明确指定，或者可以接受平台的默认字符集

构造方法

方法名	说明
InputStreamReader(InputStream in)	使用默认字符编码创建InputStreamReader对象
InputStreamReader(InputStream in,String chatset)	使用指定的字符编码创建InputStreamReader对象
OutputStreamWriter(OutputStream out)	使用默认字符编码创建OutputStreamWriter对象
OutputStreamWriter(OutputStream out,String charset)	使用指定的字符编码创建OutputStreamWriter对象

OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("myCharStream\\osw.txt"),"GBK");
InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream("myCharStream\\osw.txt"),"GBK");

3.5字符流写数据的5种方式【应用】

• 方法介绍

  方法名	说明
  void write(int c)	写一个字符
  void write(char[] cbuf)	写入一个字符数组
  void write(char[] cbuf, int off, int len)	写入字符数组的一部分（从索引off开始，长度为len）
  void write(String str)	写一个字符串
  void write(String str, int off, int len)	写一个字符串的一部分

• 刷新和关闭的方法

  方法名	说明
  flush()	刷新流，之后还可以继续写数据（同时用一个文件的时候，如果不刷新，那么写入的东西不会显示）
  close()	关闭流，释放资源，但是在关闭之前会先刷新流。一旦关闭，就不能再写数据

3.6字符流读数据的2种方式【应用】

• 方法介绍

  方法名	说明
  int read()	一次读一个字符数据（返回的是字符数据）
  int read(char[] cbuf)	一次读一个字符数组数据（返回的是字符所占数组的长度，字符存储在cbuf）

3.7字符缓冲流【应用】

• 字符缓冲流介绍

  • BufferedWriter：将文本写入字符输出流，缓冲字符，以提供单个字符，数组和字符串的高效写入，可以指定缓冲区大小，或者可以接受默认大小。默认值足够大，可用于大多数用途

  • BufferedReader：从字符输入流读取文本，缓冲字符，以提供字符，数组和行的高效读取，可以指定缓冲区大小，或者可以使用默认大小。 默认值足够大，可用于大多数用途

• 构造方法

  方法名	说明
  BufferedWriter(Writer out)	创建字符缓冲输出流对象
  BufferedReader(Reader in)	创建字符缓冲输入流对象

BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("myCharStream\\bw.txt"));
BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("myCharStream\\bw.txt"));

3.8字符缓冲流特有功能【应用】

• 方法介绍

  BufferedWriter：

  方法名	说明
  void newLine()	写一行行分隔符，行分隔符字符串由系统属性定义

  BufferedReader:

  方法名	说明
  String readLine()	读一行文字。 结果包含行的内容的字符串，不包括任何行终止字符如果流的结尾已经到达，则为null

3.9IO流小结【理解】

• 字节流
  

• 字符流
  

四、IO特殊操作流

4.1标准输入流和标准输出流【应用】

• System类中有两个静态的成员变量

  • public static final InputStream in：标准输入流。通常该流对应于键盘输入或由主机环境或用户指定的另一个输入源
  • public static final PrintStream out：标准输出流。通常该流对应于显示输出或由主机环境或用户指定的另一个输出目标

BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));//输入
PrintStream ps = System.out;//输出

4.2字节打印流【应用】

• 打印流分类

  • 字节打印流：PrintStream
  • 字符打印流：PrintWriter

• 打印流的特点

  • 只负责输出数据，不负责读取数据
  • 永远不会抛出IOException
  • 有自己的特有方法

• 字节打印流

  • PrintStream(String fileName)：使用指定的文件名创建新的打印流

  • 使用继承父类的方法写数据，查看的时候会转码；使用自己的特有方法写数据，查看的数据原样输出

  • 可以改变输出语句的目的地

    ​ public static void setOut(PrintStream out)：重新分配“标准”输出流

PrintStream ps = new PrintStream("myOtherStream\\ps.txt");
        //使用特有方法写数据
//        ps.print(97);

4.3字符打印流【应用】

• 字符打印流构造方法

  方法名	说明
  PrintWriter(String fileName)	使用指定的文件名创建一个新的PrintWriter，而不需要自动执行刷新
  PrintWriter(Writer out, boolean autoFlush)	创建一个新的PrintWriter out：字符输出流 autoFlush： 一个布尔值，如果为真，则println ， printf ，或format方法将刷新输出缓冲区

PrintWriter pw = new PrintWriter(new FileWriter("E:\\Test1\\java6.txt",true),true);//第一个true表示追加，第二个true表示自动刷新
pw.println("hello");//等同于下面
        /*
            pw.write("hello");
            pw.write("\r\n");
            pw.flush();
         */

4.4对象序列化流【应用】

• 对象序列化介绍

  • 对象序列化：就是将对象保存到磁盘中，或者在网络中传输对象
  • 这种机制就是使用一个字节序列表示一个对象，该字节序列包含：对象的类型、对象的数据和对象中存储的属性等信息
  • 字节序列写到文件之后，相当于文件中持久保存了一个对象的信息
  • 反之，该字节序列还可以从文件中读取回来，重构对象，对它进行反序列化

• 对象序列化流： ObjectOutputStream

  • 将Java对象的原始数据类型和图形写入OutputStream。 可以使用ObjectInputStream读取（重构）对象。 可以通过使用流的文件来实现对象的持久存储。 如果流是网络套接字流，则可以在另一个主机上或另一个进程中重构对象

• 构造方法

  方法名	说明
  ObjectOutputStream(OutputStream out)	创建一个写入指定的OutputStream的ObjectOutputStream

• 序列化对象的方法

  方法名	说明
  void writeObject(Object obj)	将指定的对象写入ObjectOutputStream

        //ObjectOutputStream(OutputStream out)：创建一个写入指定的OutputStream的ObjectOutputStream
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("myOtherStream\\oos.txt"));

        //创建对象
        Student s = new Student("林青霞",30);

        //void writeObject(Object obj)：将指定的对象写入ObjectOutputStream
        oos.writeObject(s);

        //释放资源
        oos.close();

注意事项

• 一个对象要想被序列化，该对象所属的类必须实现Serializable 接口
• Serializable是一个标记接口，实现该接口，不需要重写任何方法

4.5对象反序列化流【应用】

• 对象反序列化流： ObjectInputStream

  • ObjectInputStream反序列化先前使用ObjectOutputStream编写的原始数据和对象

• 构造方法

  方法名	说明
  ObjectInputStream(InputStream in)	创建从指定的InputStream读取的ObjectInputStream

• 反序列化对象的方法

  方法名	说明
  Object readObject()	从ObjectInputStream读取一个对象

        //ObjectInputStream(InputStream in)：创建从指定的InputStream读取的ObjectInputStream
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("myOtherStream\\oos.txt"));

        //Object readObject()：从ObjectInputStream读取一个对象
        Object obj = ois.readObject();

        Student s = (Student) obj;
        System.out.println(s.getName() + "," + s.getAge());

        ois.close();

4.6serialVersionUID&transient【应用】

• serialVersionUID

  • 用对象序列化流序列化了一个对象后，假如我们修改了对象所属的类文件，读取数据会不会出问题呢？
    • 会出问题，会抛出InvalidClassException异常
  • 如果出问题了，如何解决呢？
    • 重新序列化
    • 给对象所属的类加一个serialVersionUID
      • private static final long serialVersionUID = 42L;

• transient

  • 如果一个对象中的某个成员变量的值不想被序列化，又该如何实现呢？
    • 给该成员变量加transient关键字修饰，该关键字标记的成员变量不参与序列化过程

private transient int age;

4.7Properties作为Map集合的使用【应用】

• Properties介绍

  • 是一个Map体系的集合类
  • Properties可以保存到流中或从流中加载
  • 属性列表中的每个键及其对应的值都是一个字符串

4.8Properties作为Map集合的特有方法【应用】

• 特有方法

  方法名	说明
  Object setProperty(String key, String value)	设置集合的键和值，都是String类型，底层调用 Hashtable方法 put
  String getProperty(String key)	使用此属性列表中指定的键搜索属性
  Set stringPropertyNames()	从该属性列表中返回一个不可修改的键集，其中键及其对应的值是字符串

        Properties prop = new Properties();
        prop.setProperty("itheima003", "王祖贤");
        //Set<String> stringPropertyNames()：从该属性列表中返回一个不可修改的键集，其中键及其对应的值是字符串
        Set<String> names = prop.stringPropertyNames();
        for (String key : names) {
//            System.out.println(key);
            String value = prop.getProperty(key);
            System.out.println(key + "," + value);
        }

4.9Properties和IO流相结合的方法【应用】

• 和IO流结合的方法

  方法名	说明
  void load(InputStream inStream)	从输入字节流读取属性列表（键和元素对）
  void load(Reader reader)	从输入字符流读取属性列表（键和元素对）
  void store(OutputStream out, String comments)	将此属性列表（键和元素对）写入此 Properties表中，以适合于使用 load(InputStream)方法的格式写入输出字节流
  void store(Writer writer, String comments)	将此属性列表（键和元素对）写入此 Properties表中，以适合使用 load(Reader)方法的格式写入输出字符流

 Properties prop = new Properties();
        //void load(Reader reader)：
        FileReader fr = new FileReader("myOtherStream\\fw.txt");
        prop.load(fr);
        fr.close();

FileWriter fw = new FileWriter("myOtherStream\\fw.txt");
        prop.store(fw,null);
        fw.close();