File、IO流（一）

为什么要有文件

存储数据的方案

变量、数组、内存和集合

它们都是内存中的数据容器，这些数据在断电或程序终止时会丢失。

文件

文件是非常重要的存储方式。它们存储在计算机硬盘中，即便断电，或者程序终止了，存储在硬盘文件中的数据也不会丢失。

File和IO流概述

File

• File是java.io包下的类， File类的对象，用于代表当前操作系统的文件（可以是文件或文件夹）。
• File的作用有：获取文件信息（大小，文件名，修改时间）、判断文件的类型、创建文件/文件夹、删除文件/文件夹……
• 注意：File类只能对文件本身进行操作，不能读写文件里面存储的数据。

IO流

用于读写数据的（可以读写文件，或网络中的数据…）

总结

File代表文件，IO流读写数据。

File

创建对象

注意：

• File对象既可以代表文件、也可以代表文件夹。
• File封装的对象仅仅是一个路径名，这个路径可以是存在的，也可以是不存在的。
• 路径分隔符可以使用“\\”或“/”，也可以使用File类的常量File.separator来根据系统类型自动补充分隔符。

绝对路径、相对路径

绝对路径：从盘符开始。

相对路径：不带盘符，默认直接到当前工程下的目录寻找文件（找模块下的文件时建议使用）。

常用方法1：判断文件类型、获取文件信息

常用方法2：创建文件、删除文件

File类创建文件的功能

File类删除文件的功能

注意：delete方法默认只能删除文件和空文件夹，删除后的文件不会进入回收站。

常用方法3：遍历文件夹

使用listFiles方法时的注意事项：

• 当主调是文件，或者路径不存在时，返回null。
• 当主调是空文件夹时，返回一个长度为0的数组。
• 当主调是一个有内容的文件夹时，将里面所有一级文件和文件夹的路径放在File数组中返回。
• 当主调是一个文件夹，且里面有隐藏文件时，将里面所有文件和文件夹的路径放在File数组中返回，包含隐藏文件。
• 当主调是一个文件夹，但是没有权限访问该文件夹时，返回null。

方法递归

认识方法递归

什么是方法递归

• 递归是一种算法，在程序设计语言中广泛应用。
• 从形式上说：方法调用自身的形式称为方法递归（ recursion）。

递归的形式

• 直接递归：方法自己调用自己。
• 间接递归：方法调用其他方法，其他方法又回调方法自己。

使用方法递归时需要注意的问题

• 递归如果没有控制好终止，会出现递归死循环，导致栈内存溢出错误。

递归算法三要素

• 递归的公式。
• 递归的终结点。
• 递归的方向必须走向终结点。

递归算法的应用

文件搜素、文件删除、文件复制……

字符集

常见字符集介绍

标准ASCII字符集

• ASCII(American Standard Code for Information Interchange)： 美国信息交换标准代码，包括了英文、数字、符号等。
• 标准ASCII使用1个字节存储一个字符，首位是0，总共可表示128个字符，对美国来说完全够用。

GBK（汉字内码扩展规范，国标）

• 汉字编码字符集，包含了2万多个汉字等字符，GBK中一个中文字符集成两个字节的形式存储。
• 注意：GBK兼容了ASCII字符集。同时，GBK规定，汉字的第一个字节的第一位必须是1。

Unicode字符集(统一码，也叫万国码)

Unicode是国际组织制定的，可以容纳世界上所有文字、符号的字符集。

UTF-32

UTF-32是Unicode字符集的一种编码方案，它使用4个字节表示一个字符，非常占存储空间，且降低了通信效率。

UTF-8

• UTF-8是Unicode字符集的一种编码方案，它采取可变长编码方案，共分四个长度区：1个字节，2个字节，3个字节，4个字节。
• 英文字符、数字等只占1个字节（兼容标准ASCII编码），汉字字符占用3个字节。
• 技术人员在开发时都应该使用UTF-8编码。
• UTF-8在编码时，会在前方加标志位，如下表所示：

几点注意

• 字符集时使用的字符集，和解码时使用的字符集必须一致，否则会出现乱码。

• 英文，数字一般不会乱码，因为很多字符集都兼容了ASCII编码。

字符集的编码、解码操作

Java代码完成对字符的编码

Java代码完成对字符的解码

IO流

• IO流，即输入输出流，是用来读写数据的。

• I指Input，称为输入流：负责把数据从硬盘或网络读到内存中去。

• O指Output，称为输出流：负责从内存写数据出去到硬盘或网络。

IO流的分类

按流的方向分为：

按流中数据的最小单位，分为：

IO流总体来看就有四大流

• 字节输入流：以内存为基准，把来自磁盘文件/网络中的数据以字节的形式读入到内存中去的流
• 字节输出流：以内存为基准，把内存中的数据以字节写出到磁盘文件或者网络中去的流。
• 字符输入流：以内存为基准，把来自磁盘文件/网络中的数据以字符的形式读入到内存中去的流。
• 字符输出流：以内存为基准，把内存中的数据以字符写出到磁盘文件或者网络介质中去的流。

IO流的体系

如下图所示，这些类都在java.io包下：

IO流-字节流

FileInputStream（文件字节输入流）

作用：以内存为基准，可以把磁盘文件中的数据以字节的形式读入到内存中去。

示例

InputStream is = new FileInputStream("C:/...");

byte[] buffer = new byte[3];
int len;
while ((len == is.read(buffer)) != -1) {
    String rs = new String(buffer, 0, len);
    System.out.print(rs);
}
is.close();

几点注意

• 使用FileInputStream每次读取一个字节时，会大量调用系统资源，导致读取性能很差，并且读取汉字输出会不可避免地乱码。

• 使用FileInputStream每次读取多个字节时，读取性能得到了提升，但读取汉字输出还是可能乱码。

• 流使用完毕时必须关闭，以释放系统资源：对象名.close();。

解决读取中文输出乱码的问题

方法一：一次读取完全部字节

• 方式一：使用方法public int read(byte[] buffer)自己定义一个字节数组与被读取的文件大小一样大，然后使用该字节数组，一次读完文件的全部字节。

• 方式二：Java官方为InputStream提供了如下方法，可以直接把文件的全部字节读取到一个字节数组中返回。

方法二：使用字符流

读写文本内容更适合用字符流。

注意

• 使用方法一时，如果文件过大，创建的字节数组也会过大，可能引起内存溢出。
• 读写文本内容更适合用字符流。
• 字节流适合做数据的转移，如文件复制等。

FileOutputStream(文件字节输出流)

作用：以内存为基准，把内存中的数据以字节的形式写出到文件中去。

• 换行：使用"\r\n"，即对象名.write("\r\n".getBytes());。

文件复制

• 硬盘中的文件---创建字节输入流管道--->内存中的字节数组---创建字节输出流管道--->硬盘中的文件

• 字节流非常适合做一切文件复制操作，因为：任何文件的底层都是字节，字节流做复制，是一字不漏的转移完全部字节，只要复制后的文件格式一致就没问题。

释放资源的方式

try-catch-finally

try {
    ...
    ...
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
} finally {
  
}

• finally代码区的特点：无论try中的程序是正常执行了，还是出现了异常，最后都一定会执行finally区，除非JVM终止。
• 不要在finally里返回数据，否则返回值永远都是finally里的。
• 作用：一般用于在程序执行完成后进行资源的释放操作。

try-with-resource

JDK 7开始提供了更简单的资源释放方案：try-with-resource。

try(定义资源1; 定义资源2; ...) {
    可能出现异常的代码;
} catch (异常类名 变量名) {
    异常的处理代码;
} 

• 该资源使用完毕后，会自动调用其close()方法，完成对资源的释放。

• () 中只能放置资源，否则报错，资源一般指的是最终实现了AutoCloseable接口。