Javaee:IO和文件操作

一、文件

1.1文件的概念

广义：在操作系统中会把很多软件资源和硬盘设备抽象成“文件”

狭义：存储在硬盘上的文件

在生活中，大多涉及到的是狭义上的文件，所以这里围绕的也是狭义的文件概念所展开

1.2文件的元信息

文件的元信息：描述文件属性的数据，但不涉及文件的实际内容，元信息帮助操作系统和应用程序管理和识别文件。

常见的文件元信息有

文件名

文件类型

文件大小

创建时间

访问时间

文件权限

…

1.3树型结构组织和目录

在计算机上文件是有操作系统提供的“文件系统”来组织管理的，文件夹或者目录应运而生（用于保存文件的元信息）

Windows上的树型结构组织：

1.4 文件路径

路径用于定位文件或目录在文件系统中的位置，分为两种：

1. 绝对路径：从根目录开始的完整路径，如 /home/user/file.txt（Linux）或 C:\Users\user\file.txt（Windows）。

2. 相对路径：相对于当前工作目录的路径，如 ./file.txt 或 ../folder/file.txt。

   基准路径的确定，取决于你程序运行的方式

   2.1对于命令行操作，当前的目录就是相对路径的基准

   2.2对于在idea运行的项目，所在的目录就是基准

   2.3 打jar包，取决于当前执行运行命令的目录

1.5文件的种类

从开发的角度分为两类：

1. 文本文件：字符集编码的文本和按照标准格式保存的文本(字符串)

2. 二进制文件：仅保存二进制数据

注意：所有文件都是二进制的

字符集编码：二进制数据恰好都在码表上能够查到，并且翻译过来的字符能够构成有意义的信息

记事本（所有数据都读到内存中）就是按文本的方式打开，自动进行查码表，翻译

举例：

音频 图片 视频 可执行文件 ——典型的二进制文件

txt 纯文本 .java .c——典型的文本文件

小知识：

文件由于被操作系统进行了管理，所以根据不同的用户，会赋予用户不同的对待该文件的权限，一般地可以认为有可读、可写、可执行权限

二、操作文件(java)

Java中通过 java.io.File 类来对⼀个文件（包括目录）进行抽象的描述。

2.1 属性

2.2构造方法

2.3方法

文件路径

文件判断

文件的创建和销毁

三、文件的读写操作

3.1概念：

文件的读写操作通常通过流来实现。流是数据传输的抽象概念，分为字节流 和 字符流。

字节流以字节(Byte)为单位处理数据，适合处理二进制文件；

字符流以字符为单位处理数据，适合处理文本文件。

常见问题：一个中文字符对应多少字节？

在UTF-8中对应三个字节，在GBK中占用两个字节

3.1.1字节流

字节流的核心类是 InputStream 和 OutputStream，它们分别是所有字节输入流和输出流的父类

InputSteam

用于从文件读取数据

InputSteam是抽象类，不能直接new对象，

提供了一个子类FileInputStream，可以进行读取操作

InputStream 的常用方法

实例

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

public class ReadFileExample {
    public static void main(String[] args) {
        try (FileInputStream fis = new FileInputStream("example.txt")) {
            int data;
            while ((data = fis.read()) != -1) { // 每次读取一个字节
                System.out.print((char) data); // 将字节转换为字符输出
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

输出结果：

OutputStream

用于向文件写入数据。

OutputSteam是抽象类，不能直接new对象

提供了一个子类FileOutputStream，可以进行读取操作

默认打开一个文件会先清空，若想不清空，在创建对象时需传入参数true

OutputStream 的常用方法

理解：我们知道I/O的速度是很慢 的，所以，大多的OutputStream 为了减少设备操作的次数，在写数据的时候都会将数据先暂时写入内存的一个指定区域里，直到该区域 满了或者其他指定条件时才真正将数据写入设备中，这个区域一般称 为缓冲区。但造成一个结果，就是我们写的数据，很可能会遗留一部 分在缓冲区中。需要在最后或者合 适的位置，调用flush(刷新)操作，将数据刷到设备中。

示例：

import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;

public class OutputStreamExample {
    public static void main(String[] args) {
        try (FileOutputStream fos = new FileOutputStream("output.txt")) {
            String content = "Hello, World!";
            fos.write(content.getBytes());
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

如果 output.txt 文件不存在，程序会创建该文件

输出结果：

3.1.1字符流

字符流是 Java 中用于处理 字符数据 的流，它以字符为单位进行读写操作，适合处理文本文件（如 .txt、.csv 等）。字符流的核心类是 Reader 和 Writer

字符流默认使用 平台默认的字符编码（如 Windows 上是 GBK，Linux 上是 UTF-8）

Reader

Reader是抽象类，不能直接new对象

提供了子类FileReader，从文件中读取字符数据

Reader的常用方法

示例：

import java.io.*;
public class reader {
    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
        try(Reader reader=new FileReader("./text.txt")){
            while(true){
                int read = reader.read();
                if(read==-1){
                    break;
                }
                System.out.println((char) read);
            }

        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

输出结果：

Writer

向文件或目标写入字符数据。

默认打开一个文件会先清空，若想不清空，在创建对象时需传入参数true

Writer是抽象类，不能直接new对象

提供了子类FileWriter，从文件中读取字符数据

Writer 的常用方法

示例：

public class writer {
    public static void main(String[] args) {
        try(Writer writer=new FileWriter("./output.txt")){
            writer.write("HEllo world");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

输出结果：

注意：操作完成后，务必关闭流以释放资源

​ 使用缓冲流可以提高读写效率

Scanner和PrintWriter工具类

Scanner 读取文件中的字符

Scanner 是一个基于正则表达式的文本扫描器，可以方便地从文件、字符串或输入流中读取数据。

常用方法

使用 Scanner 读取文件

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

public class ScannerExample {
    public static void main(String[] args) {
        try (Scanner scanner = new Scanner(new File("input.txt"))) {
            while (scanner.hasNextLine()) { // 判断是否还有下一行
                String line = scanner.nextLine(); // 读取一行
                System.out.println(line);
            }
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

输出结果：

PrintWriter 写入文件中的字符

PrintWriter 是一个字符输出流，用于将格式化的文本写入文件或输出流。它支持自动刷新和格式化输出。

使用 PrintWriter 写入文件

import java.io.File;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.PrintWriter;

public class PrintWriterExample {
    public static void main(String[] args) {
        try (PrintWriter writer = new PrintWriter(new File("output.txt"))) {
            writer.println("Hello, World!"); // 写入一行
            writer.printf("This is a number: %d\n", 123); // 格式化写入
            writer.println("这是中文字符。");
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

输出结果：

常用方法

文件存储在硬盘上

目录也是文件，操作系统通过树形结构组织目录和文件

通过路径识别定位到具体的文件（相对路径和绝对路径）

文件分为文本和二进制