文件 与 IO操作

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前言

本篇介绍文件的基本操作，认识文本文件与二进制文件的区别，什么是绝对路径与相对路径，java标志库中又是如何进行文件操作的；认识流对象进行简单的文件读取操作；如有错误，请在评论区指正，让我们一起交流，共同进步！

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本文开始

1. 文件的存储

文件一般都存储在硬盘上；

硬盘存储 与 内存存储区别：
① 速度： 内存存储速度比硬盘快
② 空间大小：内存存储空间比硬盘小
③ 成本：内存成本比硬盘贵
④ 持久化：内存掉电后，数据会丢失；外存掉电后数据不会丢失

2.文件系统操作 - 通过标准库操作

2.1 认识文件的路径

文件系统是以 树形 结构来组织文件和目录；

文件路径：目录在系统上的具体位置 - （目录 <=> 文件夹），通过树根节点，延树杈一步一步到达目标文件所经过的路径；

表示路径的方式：字符串，每个目录之间用 \ 或者 / 来分隔；
【注】反斜杠 \ 在代码中需要使用转义字符 \ 代表一个 \ ;

示例：

2.2 认识 绝对路径 与 相对路径

绝对路径：从盘符开始，一层一层得到的路径；
相对路径：从某个目录出发（./ 或者 …/ 开始），一层一层找到的路径；- 需要有一个基准目录；

【注】./ 表示相对路径中的当前目录; …/ 表示当前目录的上一级目录；
相对路径中一定要明确基准目录是什么！！！；
文件系统中，任何一个文件，对应的路径是唯一的，没有两个路径相同的文件；

2.3 认识文本文件 与 二进制文件

文本文件：存储的是文本，内容由ASCII字符 或 其他字符编码得到；
二进制文件：存储的二进制的数据； - 存储不受限制；

怎么区分文本文件 与 二进制文件呢？
文本文件：内容人能够看懂
例如：.txt， .csa - excel等；
二进制文件：内容数据人看不懂；
例如：.exe, .mp3等；
二进制文件图示：

2.4 标准库中的文件 - File

File 类：Java标准库中，提供的，它是对硬盘上一个文件的抽象表示，用于间接操作硬盘中的文件；
【注】文件存储在硬盘中，不能之间操作硬盘中的文件；使用File对象，先在内存中创建一个File对象，操作这个对象，间接操作硬盘中的文件；

2.4.1 构造文件对象的构造方法
构造对象：可以使用绝对路径 / 相对路径 进行初始化构造；
【注】路径指向的文件可存在，也可不存在；

2.4.2 File对象的方法

File对象的基本操作：

public static void main(String[] args) throws IOException {
        //通过File对象操作
        File file = new File("d:/dog.jpg");
        //返回父目录文件路径
        file.getParent();
        //获取路径对象的文件名
        file.getName();
        //获取文件路径
        file.getPath();
        //获取文件绝对路径
        file.getAbsoluteFile();
        //对绝对路径进行化简得到的结果
        file.getCanonicalFile();
    }

判断文件是否存在，创建文件再次查看；

public static void main2(String[] args) throws IOException {
        File file = new File("./t.text");
        //文件是否存在
        System.out.println(file.exists());
        System.out.println(file.isFile());
        System.out.println(file.isDirectory());//目录是否存在

        //创建文件
        System.out.println("----创建文件----");
        file.createNewFile();
        System.out.println(file.exists());
        System.out.println(file.isFile());
        System.out.println(file.isDirectory());
        
        System.out.println("----删除文件----");
        file.delete();
        System.out.println(file.exists());
    }

创建文件目录，再查看文件名 / 文件；

public static void main(String[] args) {
 		File file = new File("t-dir/a/b");
        //创建一级目录
        //file.mkdir();
        //创建多级目录
        file.mkdirs();
        
        File file = new File("t-dir");
        //list() - 返回字符串
        //返回一个字符串数组，命名由此抽象路径名表示的目录中的文件和目录。
        //File对象代表的目录下的所有 文件名
        String[] results = file.list();
        System.out.println(Arrays.toString(results));
        //listFiles() - 返回文件
        //返回一个抽象路径名数组，表示由该抽象路径名表示的目录中的文件。
        //File对象代表的目录下的所有 文件 - File对象表示
        File[] r2 = file.listFiles();
        System.out.println(Arrays.toString(r2));
    }

3.文件内容操作

3.1 对于文本文件 - 字符流

文本文件： 读写的基本单位是字符
输入：Reader - 读硬盘
输出： Writer - 写硬盘

3.2 对于二进制文件 - 字节流

二进制文件：读写的基本单位是字节；
输入：InputStream
输出：OutputStream

如何区分流对象输入输出方向？
以cpu为基准 - 输入输出是站在CPU的角度来看的；
输入：从硬盘读到内存中称为输入；
输出：从内存写入到硬盘是是输出；

a) 使用InputStream
由下图可知InputStream是抽象类，不能够new对象，这里就是new它的子类new FileInputStream()；
【注】记得关闭文件，如果不及时关闭，会出现文件资源泄露问题；
读取字节的多个方法：

【注】read方法读取完毕会返回-1,所以用int接收字节；

读取字节代码实现：

 public static void main(String[] args) throws IOException {
        //java代码的语法，使用try() {}
        //带有资源的try操作，会在try代码块结束，自动执行close关闭操作
        //InputStream实现了一个特定的接口Closeable，实现了这个接口就可以使用这种语法，
        // 在代码块结束时自动调用Closeable去关闭资源；
        try(InputStream inputStream = new FileInputStream("d:/t.txt")) {
            while (true) {
                //使用Int接收读到的字节，为了表示-1，-1代表了读取字节结束的标志；
                int b = inputStream.read();
                if (b == -1) {
                    break;
                }
                //读取的字节，显示的是ascii码值
                System.out.println(b);
            }
        }

    }

为什么使用try()这种语法？
可以自动关闭文件资源；文件打开后需要及时关闭，如果没有及时关闭会出现文件资源泄露；不使用try()也没关系，但需要自己手动关闭文件，为了更好的优化代码，所以使用try()这种语法；

b) OutputStream
写入字节的方法：

写入字节代码实现：

 public static void main(String[] args) {
        try(OutputStream outputStream = new FileOutputStream("d:/t.txt")) {
            outputStream.write(97);
            outputStream.write(98);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

c) Read
读取字符方法：

读取字符代码实现：

public static void main(String[] args) {
        try(Reader reader = new FileReader("d:/t.txt")) {
            while (true) {
                int n = reader.read();
                if(n == -1) {
                    break;
                }
                char ch = (char) n;
                System.out.println(ch);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

d) Write
写的方法

写的代码实现：

public static void main(String[] args) {
        try (Writer writer = new FileWriter("d:/t.txt")){
            writer.write(99);
            writer.write(99);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

4. 练习 - 遍历目录，查找文件内容

前提：
电脑中有许多文件，用户需要查找含有word关键词的文件；

如何操作呢？
使用递归操作，把一个盘中的文件挨个判断是否含有关键词，含有关键词就打印文件路径，不含有继续递归；

4.1 简单的模式：
首先输入某个盘符c:/ 或者某个具体位置;
再输入需要查找的关键词word;
根据盘符 / 某个具体路径 和 关键词查找文件，进行递归操作；

 public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        //1.用户指定要搜索的根目录
        System.out.println("请输入根目录：");
        File rootDir = new File(scanner.next());
        if(!rootDir.isDirectory()) {
            System.out.println("输入有错误，请重新输入！");
            return;
        }
        //2.用户输入一个要查询的词
        System.out.println("请输入要查询的词： ");
        String word = scanner.next();
        //3.递归的进行目录 / 文件的遍历
        scanDir(rootDir,word);

    }

4.2
递归操作：
① 根据根目录把所有文件放到 File[ ] 数组中
② 遍历File[ ] 数组，判断 是目录 还是普通文件 或者其它；
③ 如果是目录 根据当前文件为根目录进行递归；如果是其它文件之间下一个；如果是文件判断该文件内容中是否含有要查找的关键词；

 private static void scanDir(File rootDir, String word) {
        //列出根文件中的内容
        File[] files = rootDir.listFiles();
        if (files == null) {
            //空目录，直接返回，不用递归
            return;
        }
        //遍历目录中的内容
        for (File f : files) {
            System.out.println("当前搜索到：" + f.getAbsoluteFile());
            if(f.isFile()) {
                //打开文件，读取内容，比较是否包含关键词
                String content = readFile(f);
                if(content.contains(word)) {
                    System.out.println(f.getAbsolutePath() + "包含关键词！");
                }
            }else if(f.isDirectory()) {
                //目录，进行递归操作
                //这里以f为新的根目录
                scanDir(f,word);
            }else {
                //不是文件，也不是目录
                continue;
            }
        }
    }

4.3
读文件操作：判断文件内容是否含有关键词：
① 先读取文件内容，使用Read一个一个读取字符 - 这里指定使用字符串；
② 读取的结果使用 StringBuilder 进行字符串拼接
③ 最后返回 StringBuilder 字符串；

private static String readFile(File f) {
        //这里匹配的是字符串，所以使用字符流
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
        try(Reader reader = new FileReader(f)) {
            //读取一个个字符到stringBuilder中拼接成 字符串
            while (true) {
                int c = reader.read();
                if(c == -1) {
                    break;
                }
                //拼接字符成一个字符串
                stringBuilder.append((char)c);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return stringBuilder.toString();
    }

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总结

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感谢每一位一起走到这的伙伴，我们可以一起交流进步！！！一起加油吧！！！