io包下 File文件类字节流字符流缓冲流转换流序列化流打印流

朝饮暮酒

已于 2023-11-22 01:03:55 修改

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分类专栏： JavaSE 文章标签： java java-ee 开发语言

于 2022-05-20 15:52:28 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/weixin_44857328/article/details/124884898

第一章 File类
1.1 概述
java.io.File 类是文件和目录路径名的抽象表示，主要用于文件和目录的创建、查找和删除等操作。

1.2 构造方法
public 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。

public 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。

public 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。

构造举例，代码如下：

// 文件路径名
String pathname = "D:\\aaa.txt";
File file1 = new File(pathname); 

// 文件路径名
String pathname2 = "D:\\aaa\\bbb.txt";
File file2 = new File(pathname2); 

// 通过父路径和子路径字符串
 String parent = "d:\\aaa";
 String child = "bbb.txt";
 File file3 = new File(parent, child);

// 通过父级File对象和子路径字符串
File parentDir = new File("d:\\aaa");
String child = "bbb.txt";
File file4 = new File(parentDir, child);

小贴士：

一个File对象代表硬盘中实际存在的一个文件或者目录。
无论该路径下是否存在文件或者目录，都不影响File对象的创建。
1.3 常用方法
获取功能的方法
public String getAbsolutePath() ：返回此File的绝对路径名字符串。

public String getPath() ：将此File转换为路径名字符串。

public String getName() ：返回由此File表示的文件或目录的名称。

public long length() ：返回由此File表示的文件的长度。

方法演示，代码如下：

public class FileGet {
    public static void main(String[] args) {
        File f = new File("d:/aaa/bbb.java");     
        System.out.println("文件绝对路径:"+f.getAbsolutePath());
        System.out.println("文件构造路径:"+f.getPath());
        System.out.println("文件名称:"+f.getName());
        System.out.println("文件长度:"+f.length()+"字节");

        File f2 = new File("d:/aaa");     
        System.out.println("目录绝对路径:"+f2.getAbsolutePath());
        System.out.println("目录构造路径:"+f2.getPath());
        System.out.println("目录名称:"+f2.getName());
        System.out.println("目录长度:"+f2.length());
    }
}

输出结果：
`文件绝对路径:d:\aaa\bbb.java
文件构造路径:d:\aaa\bbb.java
文件名称:bbb.java
文件长度:636字节

目录绝对路径:d:\aaa
目录构造路径:d:\aaa
目录名称:aaa
目录长度:4096`
API中说明：length()，表示文件的长度。但是File对象表示目录，则返回值未指定。

绝对路径和相对路径
绝对路径：从盘符开始的路径，这是一个完整的路径。
相对路径：相对于项目目录的路径，这是一个便捷的路径，开发中经常使用。

public class FilePath {
    public static void main(String[] args) {
       // D盘下的bbb.java文件
        File f = new File("D:\\bbb.java");
        System.out.println(f.getAbsolutePath());
       
  // 项目下的bbb.java文件
        File f2 = new File("bbb.java");
        System.out.println(f2.getAbsolutePath());
    }
}

输出结果：
D:\bbb.java
D:\idea_project_test4\bbb.java
判断功能的方法
public boolean exists() ：此File表示的文件或目录是否实际存在。
public boolean isDirectory() ：此File表示的是否为目录。
public boolean isFile() ：此File表示的是否为文件。
方法演示，代码如下：

public class FileIs {
    public static void main(String[] args) {
        File f = new File("d:\\aaa\\bbb.java");
        File f2 = new File("d:\\aaa");
       // 判断是否存在
        System.out.println("d:\\aaa\\bbb.java 是否存在:"+f.exists());
        System.out.println("d:\\aaa 是否存在:"+f2.exists());
       // 判断是文件还是目录
        System.out.println("d:\\aaa 文件?:"+f2.isFile());
        System.out.println("d:\\aaa 目录?:"+f2.isDirectory());
    }
}

输出结果：
d:\aaa\bbb.java 是否存在:true
d:\aaa 是否存在:true
d:\aaa 文件?:false
d:\aaa 目录?:true
创建删除功能的方法
public boolean createNewFile() ：当且仅当具有该名称的文件尚不存在时，创建一个新的空文件。
public boolean delete() ：删除由此File表示的文件或目录。
public boolean mkdir() ：创建由此File表示的目录。
public boolean mkdirs() ：创建由此File表示的目录，包括任何必需但不存在的父目录。
方法演示，代码如下：

public class FileCreateDelete {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 文件的创建
        File f = new File("aaa.txt");
        System.out.println("是否存在:"+f.exists()); // false
        System.out.println("是否创建:"+f.createNewFile()); // true
        System.out.println("是否存在:"+f.exists()); // true
  
      // 目录的创建
      	File f2= new File("newDir"); 
        System.out.println("是否存在:"+f2.exists());// false
        System.out.println("是否创建:"+f2.mkdir()); // true
        System.out.println("是否存在:"+f2.exists());// true

  // 创建多级目录
      	File f3= new File("newDira\\newDirb");
        System.out.println(f3.mkdir());// false
        File f4= new File("newDira\\newDirb");
        System.out.println(f4.mkdirs());// true
      
       // 文件的删除
       	System.out.println(f.delete());// true
      
       // 目录的删除
        System.out.println(f2.delete());// true
        System.out.println(f4.delete());// false
    }
}

API中说明：delete方法，如果此File表示目录，则目录必须为空才能删除。

1.4 目录的遍历
public String[] list() ：返回一个String数组，表示该File目录中的所有子文件或目录。

public File[] listFiles() ：返回一个File数组，表示该File目录中的所有的子文件或目录。

public class FileFor {
    public static void main(String[] args) {
        File dir = new File("d:\\java_code");
      
       //获取当前目录下的文件以及文件夹的名称。
		String[] names = dir.list();
  for(String name : names){
			System.out.println(name);
		}
        //获取当前目录下的文件以及文件夹对象，只要拿到了文件对象，那么就可以获取更多信息
        File[] files = dir.listFiles();
        for (File file : files) {
            System.out.println(file);
        }
    }
}

小贴士：

调用listFiles方法的File对象，表示的必须是实际存在的目录，否则返回null，无法进行遍历。

第二章递归
2.1 概述
递归：指在当前方法内调用自己的这种现象。

递归的分类:

递归分为两种，直接递归和间接递归。
直接递归称为方法自身调用自己。
间接递归可以A方法调用B方法，B方法调用C方法，C方法调用A方法。
注意事项：

递归一定要有条件限定，保证递归能够停止下来，否则会发生栈内存溢出。
在递归中虽然有限定条件，但是递归次数不能太多。否则也会发生栈内存溢出。
构造方法,禁止递归

public class Demo01DiGui {
 public static void main(String[] args) {
  // a();
		b(1);
	}
 
 /*
	 * 3.构造方法,禁止递归
	 * 编译报错:构造方法是创建对象使用的,不能让对象一直创建下去
	 */
 public Demo01DiGui() {
  //Demo01DiGui();
	}


 /*
	 * 2.在递归中虽然有限定条件，但是递归次数不能太多。否则也会发生栈内存溢出。
	 * 4993
	 * 	Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowError
	 */
 private static void b(int i) {
		System.out.println(i);
  //添加一个递归结束的条件,i==5000的时候结束
  if(i==5000){
   return;//结束方法
		}
		b(++i);
	}

 /*
	 * 1.递归一定要有条件限定，保证递归能够停止下来，否则会发生栈内存溢出。 Exception in thread "main"
	 * java.lang.StackOverflowError
	 */
 private static void a() {
		System.out.println("a方法");
		a();
	}
}

2.2 递归累加求和
计算1 ~ n的和
分析：num的累和 = num + (num-1)的累和，所以可以把累和的操作定义成一个方法，递归调用。

实现代码：

public class DiGuiDemo {
 public static void main(String[] args) {
  //计算1~num的和，使用递归完成
  int num = 5;
       // 调用求和的方法
  int sum = getSum(num);
       // 输出结果
		System.out.println(sum);
  
	}
   /*
 通过递归算法实现.
 参数列表:int 
 返回值类型: int 
  	*/
 public static int getSum(int num) {
       /* 
      	   num为1时,方法返回1,
 相当于是方法的出口,num总有是1的情况
      	*/
  if(num == 1){
   return 1;
		}
       /*
          num不为1时,方法返回 num +(num-1)的累和
 递归调用getSum方法
        */
  return num + getSum(num-1);
	}
}

代码执行图解

小贴士：递归一定要有条件限定，保证递归能够停止下来，次数不要太多，否则会发生栈内存溢出。

2.3 递归求阶乘
阶乘：所有小于及等于该数的正整数的积。
n的阶乘：n! = n * (n-1) … 3 * 2 * 1
分析：这与累和类似,只不过换成了乘法运算，学员可以自己练习，需要注意阶乘值符合int类型的范围。

推理得出：n! = n * (n-1)!
代码实现：

public class DiGuiDemo {
   //计算n的阶乘，使用递归完成
    public static void main(String[] args) {
        int n = 3;
       // 调用求阶乘的方法
        int value = getValue(n);
       // 输出结果
        System.out.println("阶乘为:"+ value);
    }
 /*
 通过递归算法实现.
 参数列表:int 
 返回值类型: int 
  	*/
    public static int getValue(int n) {
       // 1的阶乘为1
        if (n == 1) {
            return 1;
        }
       /*
      	  n不为1时,方法返回 n! = n*(n-1)!
 递归调用getValue方法
      	*/
        return n * getValue(n - 1);
    }
}

2.4 递归打印多级目录
分析：多级目录的打印，就是当目录的嵌套。遍历之前，无从知道到底有多少级目录，所以我们还是要使用递归实现。

代码实现：

public class DiGuiDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
      	// 创建File对象
        File dir  = new File("D:\\aaa");
      	// 调用打印目录方法
        printDir(dir);
    }

    public static void  printDir(File dir) {
      	// 获取子文件和目录
        File[] files = dir.listFiles();
      	// 循环打印
      	/*
      	  判断:
      	  当是文件时,打印绝对路径.
      	  当是目录时,继续调用打印目录的方法,形成递归调用.
      	*/
        for (File file : files) {
    		// 判断
            if (file.isFile()) {
              	// 是文件,输出文件绝对路径
                System.out.println("文件名:"+ file.getAbsolutePath());
            } else {
              	// 是目录,输出目录绝对路径
                System.out.println("目录:"+file.getAbsolutePath());
              	// 继续遍历,调用printDir,形成递归
                printDir(file);
            }
        }
    }
}

第三章综合案例
3.1 文件搜索
搜索D:\aaa 目录中的.java 文件。

分析：

目录搜索，无法判断多少级目录，所以使用递归，遍历所有目录。
遍历目录时，获取的子文件，通过文件名称，判断是否符合条件。
代码实现：

public class DiGuiDemo3 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建File对象
        File dir  = new File("D:\\aaa");
       // 调用打印目录方法
        printDir(dir);
    }

    public static void printDir(File dir) {
       // 获取子文件和目录
        File[] files = dir.listFiles();
       
       // 循环打印
        for (File file : files) {
            if (file.isFile()) {
               // 是文件，判断文件名并输出文件绝对路径
                if (file.getName().endsWith(".java")) {
                    System.out.println("文件名:" + file.getAbsolutePath());
                }
            } else {
                // 是目录，继续遍历,形成递归
                printDir(file);
            }
        }
    }
}

3.2 文件过滤器优化
java.io.FileFilter是一个接口，是File的过滤器。该接口的对象可以传递给File类的listFiles(FileFilter) 作为参数，接口中只有一个方法。

boolean accept(File pathname) ：测试pathname是否应该包含在当前File目录中，符合则返回true。

分析：

接口作为参数，需要传递子类对象，重写其中方法。我们选择匿名内部类方式，比较简单。
accept方法，参数为File，表示当前File下所有的子文件和子目录。保留住则返回true，过滤掉则返回false。保留规则：
要么是.java文件。
要么是目录，用于继续遍历。
通过过滤器的作用，listFiles(FileFilter)返回的数组元素中，子文件对象都是符合条件的，可以直接打印。
代码实现：

public class DiGuiDemo4 {
    public static void main(String[] args) {
        File dir = new File("D:\\aaa");
        printDir2(dir);
    }
  
    public static void printDir2(File dir) {
       // 匿名内部类方式,创建过滤器子类对象
        File[] files = dir.listFiles(new FileFilter() {
            @Override
            public boolean accept(File pathname) {
                return pathname.getName().endsWith(".java")||pathname.isDirectory();
            }
        });
       // 循环打印
        for (File file : files) {
            if (file.isFile()) {
                System.out.println("文件名:" + file.getAbsolutePath());
            } else {
                printDir2(file);
            }
        }
    }
}

3.3 Lambda优化
分析：FileFilter是只有一个方法的接口，因此可以用lambda表达式简写。

lambda格式：

()->{ }
代码实现：

public static void printDir3(File dir) {
   // lambda的改写
    File[] files = dir.listFiles(f ->{ 
       return f.getName().endsWith(".java") || f.isDirectory(); 
    });
   
 // 循环打印
    for (File file : files) {
        if (file.isFile()) {
            System.out.println("文件名:" + file.getAbsolutePath());
      	} else {
        	printDir3(file);
      	}
    }
}

第一章 IO概述

1.1 什么是IO

生活中，你肯定经历过这样的场景。当你编辑一个文本文件，忘记了ctrl+s ，可能文件就白白编辑了。当你电脑上插入一个U盘，可以把一个视频，拷贝到你的电脑硬盘里。那么数据都是在哪些设备上的呢？键盘、内存、硬盘、外接设备等等。

我们把这种数据的传输，可以看做是一种数据的流动，按照流动的方向，以内存为基准，分为输入input 和输出output ，即流向内存是输入流，流出内存的输出流。

Java中I/O操作主要是指使用java.io包下的内容，进行输入、输出操作。输入也叫做读取数据，输出也叫做作写出数据。

1.2 IO的分类

根据数据的流向分为：输入流和输出流。

输入流 ：把数据从其他设备上读取到内存中的流。
输出流 ：把数据从内存 中写出到其他设备上的流。

格局数据的类型分为：字节流和字符流。

字节流 ：以字节为单位，读写数据的流。
字符流 ：以字符为单位，读写数据的流。

1.3 IO的流向说明图解

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-WsKdUaqM-1653033083322)(img/1_io.jpg)]

1.4 顶级父类们

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

第二章字节流

2.1 一切皆为字节

一切文件数据(文本、图片、视频等)在存储时，都是以二进制数字的形式保存，都一个一个的字节，那么传输时一样如此。所以，字节流可以传输任意文件数据。在操作流的时候，我们要时刻明确，无论使用什么样的流对象，底层传输的始终为二进制数据。

2.2 字节输出流【OutputStream】

java.io.OutputStream 抽象类是表示字节输出流的所有类的超类，将指定的字节信息写出到目的地。它定义了字节输出流的基本共性功能方法。

public void close() ：关闭此输出流并释放与此流相关联的任何系统资源。
public void flush() ：刷新此输出流并强制任何缓冲的输出字节被写出。
public void write(byte[] b)：将 b.length字节从指定的字节数组写入此输出流。
public void write(byte[] b, int off, int len) ：从指定的字节数组写入 len字节，从偏移量 off开始输出到此输出流。
public abstract void write(int b) ：将指定的字节输出流。

小贴士：

close方法，当完成流的操作时，必须调用此方法，释放系统资源。

2.3 FileOutputStream类

OutputStream有很多子类，我们从最简单的一个子类开始。

java.io.FileOutputStream 类是文件输出流，用于将数据写出到文件。

构造方法

public FileOutputStream(File file)：创建文件输出流以写入由指定的 File对象表示的文件。
public FileOutputStream(String name)：创建文件输出流以指定的名称写入文件。

当你创建一个流对象时，必须传入一个文件路径。该路径下，如果没有这个文件，会创建该文件。如果有这个文件，会清空这个文件的数据。

构造举例，代码如下：

public class FileOutputStreamConstructor throws IOException {
   
   
    public static void main(String[] args) {
   
   
   	 	// 使用File对象创建流对象
        File file = new File("a.txt");
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file);
      
        // 使用文件名称创建流对象
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("b.txt");
    }
}

写出字节数据

写出字节：write(int b) 方法，每次可以写出一个字节数据，代码使用演示：

public class FOSWrite {
   
   
    public static void main(String[] args) throws IOException {
   
   
        // 使用文件名称创建流对象
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos.txt");     
      	// 写出数据
      	fos.write(97); // 写出第1个字节
      	fos.write(98); // 写出第2个字节
      	fos.write(99); // 写出第3个字节
      	// 关闭资源
        fos.close();
    }
}
输出结果：
abc

小贴士：

虽然参数为int类型四个字节，但是只会保留一个字节的信息写出。

流操作完毕后，必须释放系统资源，调用close方法，千万记得。

写出字节数组：write(byte[] b)，每次可以写出数组中的数据，代码使用演示：

public class FOSWrite {
   
   
    public static void main(String[] args) throws IOException {
   
   
        // 使用文件名称创建流对象
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos.txt");     
      	// 字符串转换为字节数组
      	byte[] b = "程序员".getBytes();
      	// 写出字节数组数据
      	fos.write(b);
      	// 关闭资源
        fos.close();
    }
}
输出结果：
程序员

写出指定长度字节数组：write(byte[] b, int off, int len) ,每次写出从off索引开始，len个字节，代码使用演示：

public class FOSWrite {
   
   
    public static void main(String[] args) throws IOException {
   
   
        // 使用文件名称创建流对象
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos.txt");     
      	// 字符串转换为字节数组
      	byte[] b = "abcde".getBytes();
		// 写出从索引2开始，2个字节。索引2是c，两个字节，也就是cd。
        fos.write(b,2,2);
      	// 关闭资源
        fos.close();
    }
}
输出结果：
cd

数据追加续写

经过以上的演示，每次程序运行，创建输出流对象，都会清空目标文件中的数据。如何保留目标文件中数据，还能继续添加新数据呢？

public FileOutputStream(File file, boolean append)：创建文件输出流以写入由指定的 File对象表示的文件。
public FileOutputStream(String name, boolean append)：创建文件输出流以指定的名称写入文件。

这两个构造方法，参数中都需要传入一个boolean类型的值，true 表示追加数据，false 表示清空原有数据。这样创建的输出流对象，就可以指定是否追加续写了，代码使用演示：

public class FOSWrite {
   
   
    public static void main(String[] args) throws IOException {
   
   
        // 使用文件名称创建流对象
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos.txt"，true);     
      	// 字符串转换为字节数组
      	byte[] b = "abcde".getBytes();
		// 写出从索引2开始，2个字节。索引2是c，两个字节，也就是cd。
        fos.write(b);
      	// 关闭资源
        fos.close();
    }
}
文件操作前：cd
文件操作后：cdabcde

写出换行

Windows系统里，换行符号是\r\n 。把

以指定是否追加续写了，代码使用演示：

public class FOSWrite {
   
   
    public static void main(String[] args) throws IOException {
   
   
        // 使用文件名称创建流对象
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos.txt");  
      	// 定义字节数组
      	byte[] words = {
   
   97,98,99,100,101};
      	// 遍历数组
        for (int i = 0; i < words.length; i++) {
   
   
          	// 写出一个字节
            fos.write(words[i]);
          	// 写出一个换行, 换行符号转成数组写出
            fos.write("\r\n".getBytes());
        }
      	// 关闭资源
        fos.close();
    }
}

输出结果：
a
b
c
d
e

回车符\r和换行符\n ：

回车符：回到一行的开头（return）。

换行符：下一行（newline）。

系统中的换行：

Windows系统里，每行结尾是 回车+换行 ，即\r\n；

Unix系统里，每行结尾只有 换行 ，即\n；

Mac系统里，每行结尾是 回车 ，即\r。从 Mac OS X开始与Linux统一。

2.4 字节输入流【InputStream】

java.io.InputStream 抽象类是表示字节输入流的所有类的超类，可以读取字节信息到内存中。它定义了字节输入流的基本共性功能方法。

public void close() ：关闭此输入流并释放与此流相关联的任何系统资源。
public abstract int read()：从输入流读取数据的下一个字节。
public int read(byte[] b)：从输入流中读取一些字节数，并将它们存储到字节数组 b中。

小贴士：

close方法，当完成流的操作时，必须调用此方法，释放系统资源。

2.5 FileInputStream类

java.io.FileInputStream 类是文件输入流，从文件中读取字节。

构造方法

FileInputStream(File file)：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 File对象 file命名。
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。

当你创建一个流对象时，必须传入一个文件路径。该路径下，如果没有该文件,会抛出FileNotFoundException 。

构造举例，代码如下：

public class FileInputStreamConstructor throws IOException{
   
   
    public static void main(String[] args) {
   
   
   	 	// 使用File对象创建流对象
        File file = new File("a.txt");
        FileInputStream fos = new FileInputStream(file);
      
        // 使用文件名称创建流对象
        FileInputStream fos = new FileInputStream("b.txt");
    }
}

读取字节数据

读取字节：read方法，每次可以读取一个字节的数据，提升为int类型，读取到文件末尾，返回-1，代码使用演示：

public class FISRead {
   
   
    public static void main(String[] args) throws IOException{
   
   
      	// 使用文件名称创建流对象
       	FileInputStream fis = new FileInputStream("read.txt");
      	// 读取数据，返回一个字节
        int read = fis.read();
        System.out.println((char) read);
        read = fis.read();
        System.out.println((char) read);
        read = fis.read();
        System.out.println((char) read);
        read = fis.read();
        System.out.println((char) read);
        read = fis.read();
        System.out.println((char) read);
      	// 读取到末尾,返回-1
       	read = fis.read();
        System.out.println( read);
		// 关闭资源
        fis.close();
    }
}
输出结果：
a
b
c
d
e
-1

循环改进读取方式，代码使用演示：

public class FISRead {
   
   
    public static void main(String[] args) throws IOException{

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io包下 File文件类 字节流 字符流 缓冲流 转换流 序列化流 打印流

第一章 IO概述

1.1 什么是IO

1.2 IO的分类

1.3 IO的流向说明图解

1.4 顶级父类们

第二章 字节流

2.1 一切皆为字节

2.2 字节输出流【OutputStream】

2.3 FileOutputStream类

构造方法

写出字节数据

数据追加续写

写出换行

2.4 字节输入流【InputStream】

2.5 FileInputStream类

构造方法

读取字节数据

io包下 File文件类字节流字符流缓冲流转换流序列化流打印流

第二章字节流