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《Java 高级篇》六:I/O 流

时间:2024-10-02 22:50:08浏览次数:8  
标签:文件 Java String 高级 File Path new public

Author: ACatSmiling

Since: 2024-10-01

字符编码

字符集 Charset:也叫编码表。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。

编码表的由来:计算机只能识别二进制数据,早期由来是电信号。为了方便应用计算机,让它可以识别各个国家的文字。就将各个国家的文字用数字来表示,并一一对应,形成一张表。这就是编码表。

常见的编码表:

  • ASCII:美国标准信息交换码。用一个字节的 7 位可以表示。

  • ISO8859-1:拉丁码表,欧洲码表。用一个字节的 8 位表示。

  • GB2312:中国的中文编码表。最多两个字节编码所有字符。

  • GBK:中国的中文编码表升级,融合了更多的中文文字符号。最多两个字节编码。

  • Unicode:国际标准码,融合了目前人类使用的所有字符。为每个字符分配唯一的字符码。所有的文字都用两个字节来表示。

  • UTF-8:变长的编码方式,可用 1 ~ 4 个字节来表示一个字符。

在 Unicode 出现之前,所有的字符集都是和具体编码方案绑定在一起的,即字符集 ≈ 编码方式,都是直接将字符和最终字节流绑定死了。

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  • GBK 等双字节编码方式,用最高位是 1 或 0 表示两个字节和一个字节。

  • Unicode 不完美,这里就有三个问题,一个是,我们已经知道,英文字母只用一个字节表示就够了,第二个问题是如何才能区别 Unicode 和 ASCII,计算机怎么知道是两个字节表示一个符号,而不是分别表示两个符号呢?第三个,如果和 GBK 等双字节编码方式一样,用最高位是 1 或 0 表示两个字节和一个字节,就少了很多值无法用于表示字符,不够表示所有字符。Unicode 在很长一段时间内无法推广,直到互联网的出现。

  • 面向传输的 UTF(UCS Transfer Format)标准出现了,顾名思义,UTF-8 就是每次 8 个位传输数据,而 UTF-16 就是每次 16 个位。这是为传输而设计的编码,并使编码无国界,这样就可以显示全世界上所有文化的字符了。

  • Unicode 只是定义了一个庞大的、全球通用的字符集,并为每个字符规定了唯一确定的编号,具体存储成什么样的字节流,取决于字符编码方案。推荐的 Unicode 编码是 UTF-8 和 UTF-16。

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计算机中储存的信息都是用二进制数表示的,而能在屏幕上看到的数字、英文、标点符号、汉字等字符是二进制数转换之后的结果。按照某种规则,将字符存储到计算机中,称为编码 。反之,将存储在计算机中的二进制数按照某种规则解析显示出来,称为解码

  • 编码规则和解码规则要对应,否则会导致乱码。比如说,按照 A 规则存储,同样按照 A 规则解析,那么就能显示正确的文本符号。反之,按照 A 规则存储,再按照 B 规则解析,就会导致乱码现象。

  • 编码: 字符串 ---> 字节数组。

  • 解码: 字节数组 ---> 字符串。

  • 启示:客户端/浏览器端 <------> 后台(Java,GO,Python,Node.js,php...) <------> 数据库,要求前前后后使用的字符集要统一,都使用 UTF-8,这样才不会乱码。

File 类

路径分隔符

路径分隔符

  • 路径中的每级目录之间用一个路径分隔符隔开。

  • 路径分隔符和系统有关:

    • Windows 和 DOS 系统默认使用\来表示。
    • UNIX 和 URL 使用/来表示。
  • Java 程序支持跨平台运行,因此路径分隔符要慎用。为了解决这个隐患,File 类提供了一个常量public static final String separator,能够根据操作系统,动态的提供分隔符。

  • 示例:

    File file1 = new File("d:\\test\\info.txt");
    File file2 = new File("d:/test/info.txt");
    File file3 = new File("d:" + File.separator + "test" + File.separator + "info.txt");
    

File 定义

java.io.File类:文件和文件目录路径的抽象表示形式,与平台无关。

  • File 主要表示类似D:\\文件目录1D:\\文件目录1\\文件.txt,前者是文件夹(directory),后者则是文件(file),而 File 类就是操作这两者的类。

File 能新建、删除、重命名文件和目录,但 File 不能访问文件内容本身。如果需要访问文件内容本身,则需要使用输入/输出流。

  • File 跟流无关,File 类不能对文件进行读和写,也就是输入和输出。

想要在 Java 程序中表示一个真实存在的文件或目录,那么必须有一个 File 对象,但是 Java 程序中的一个 File 对象,可能不对应一个真实存在的文件或目录。

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File 构造方法

File 常用的构造方法:

  • public File(String pathname) :以 pathname 为路径创建 File 对象,可以是绝对路径或者相对路径,如果 pathname 是相对路径,则默认的当前路径在系统属性 user.dir 中存储。

    • 绝对路径:是一个固定的路径,从盘符开始。

    • 相对路径:是相对于某个位置开始。

    • IDEA 中的路径说明,main() 和 Test 中,相对路径不一样:

      public class Test {
          public static void main(String[] args) {
              File file = new File("hello.txt");// 相较于当前工程
              System.out.println(file.getAbsolutePath());// D:\JetBrainsWorkSpace\IDEAProjects\xisun-projects\hello.txt
          }
      
          @Test
          public void testFileReader() {
              File file = new File("hello.txt");// 相较于当前Module
              System.out.println(file.getAbsolutePath());// D:\JetBrainsWorkSpace\IDEAProjects\xisun-projects\xisun-java_base\hello.txt
          }
      }
      
  • public File(String parent, String child) :以 parent 为父路径,child 为子路径创建 File 对象。

  • public File(File parent, String child) :根据一个父 File 对象和子文件路径创建 File 对象。

File 基础信息

获取 File 基础信息的方法:

  • public String getAbsolutePath():获取绝对路径。

  • public String getPath():获取路径。

  • public String getName():获取名称。

  • public String getParent():获取上层文件目录路径。若无,返回 null。

  • public long length():获取文件长度,即:字节数。不能获取目录的长度。

  • public long lastModified():获取最后一次的修改时间,毫秒值。

  • public String[] list():获取指定目录下的所有文件或者文件目录的名称数组,如果指定目录不存在,返回 null。

  • public File[] listFiles():获取指定目录下的所有文件或者文件目录的 File 数组,如果指定目录不存在,返回 null。

  • public String[] list(FilenameFilter filter):指定文件过滤器。

  • public File[] listFiles(FilenameFilter filter):指定文件过滤器。

  • public File[] listFiles(FileFilter filter):指定文件过滤器。

File 重命名

File 重命名的方法:

  • public boolean renameTo(File dest):把文件重命名为指定的文件路径。以file1.renameTo(file2)为例:要想保证返回 true,需要 file1 在硬盘中是存在的,且 file2 在硬盘中不能存在。

File 判断

判断 File 相关信息的方法:

  • public boolean exists():判断是否存在。

  • public boolean isDirectory():判断是否是文件目录。

  • public boolean isFile():判断是否是文件。

  • public boolean canRead():判断是否可读。

  • public boolean canWrite():判断是否可写。

  • public boolean isHidden():判断是否隐藏。

File 创建

创建 File 的方法:

  • public boolean createNewFile():创建文件。若文件不存在,则创建一个新的空文件并返回 true;若文件存在,则不创建文件并返回 false。
  • public boolean mkdir():创建文件目录。如果此文件目录存在,则不创建;如果此文件目录的上层目录不存在,也不创建。
  • public boolean mkdirs():创建文件目录。如果上层文件目录不存在,也一并创建。
  • 如果创建文件或者文件目录时,没有写盘符路径,那么,默认在项目路径下。

File 删除

删除 File 的方法:

  • public boolean delete():删除文件或者文件夹。
  • Java 中的删除不走回收站。要删除一个文件目录,请注意该文件目录内不能包含文件或者文件目录,即只能删除空的文件目录

File 遍历

递归遍历文件夹下所有文件以及子文件:

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 递归:文件目录
        /** 打印出指定目录所有文件名称,包括子文件目录中的文件 */

        // 1. 创建目录对象
        File dir = new File("E:\\teach\\01_javaSE\\_尚硅谷Java编程语言\\3_软件");

        // 2. 打印目录的子文件
        printSubFile(dir);
    }

    // 方式一:
    public static void printSubFile(File dir) {
        // 判断传入的是否是目录
        if (!dir.isDirectory()) {
            // 不是目录直接退出
            return;
        }

        // 打印目录的子文件
        File[] subfiles = dir.listFiles();
        if (subfiles != null) {
            for (File f : subfiles) {
                if (f.isDirectory()) {
                    // 文件目录
                    printSubFile(f);
                } else {
                    // 文件
                    System.out.println(f.getAbsolutePath());
                }
            }
        }
    }

    // 方式二:循环实现
    // 列出 file 目录的下级内容,仅列出一级的话,使用 File 类的 String[] list() 比较简单
    public void listSubFiles(File file) {
        if (file.isDirectory()) {
            String[] all = file.list();
            if (all != null) {
                for (String s : all) {
                    System.out.println(s);
                }
            }
        } else {
            System.out.println(file + "是文件!");
        }
    }

    // 方式三:列出 file 目录的下级,如果它的下级还是目录,接着列出下级的下级,依次类推
    // 建议使用 File 类的 File[] listFiles()
    public void listAllSubFiles(File file) {
        if (file.isFile()) {
            System.out.println(file);
        } else {
            File[] all = file.listFiles();
            // 如果 all[i] 是文件,直接打印
            // 如果 all[i] 是目录,接着再获取它的下一级
            if (all != null) {
                for (File f : all) {
                    // 递归调用:自己调用自己就叫递归
                    listAllSubFiles(f);
                }
            }
        }
    }

    // 拓展 1:计算指定目录所在空间的大小
    // 求任意一个目录的总大小
    public long getDirectorySize(File file) {
        // file 是文件,那么直接返回 file.length()
        // file 是目录,把它的下一级的所有大小加起来就是它的总大小
        long size = 0;
        if (file.isFile()) {
            size += file.length();
        } else {
            // 获取 file 的下一级
            File[] all = file.listFiles();
            if (all != null) {
                // 累加 all[i] 的大小
                for (File f : all) {
                    // f 的大小
                    size += getDirectorySize(f);
                }
            }
        }
        return size;
    }

    // 拓展 2:删除指定文件目录及其下的所有文件
    public void deleteDirectory(File file) {
        // 如果 file 是文件,直接 delete
        // 如果 file 是目录,先把它的下一级干掉,然后删除自己
        if (file.isDirectory()) {
            File[] all = file.listFiles();
            // 循环删除的是 file 的下一级
            if (all != null) {
                // f 代表 file 的每一个下级
                for (File f : all) {
                    deleteDirectory(f);
                }
            }
        }
        // 删除自己
        file.delete();
    }
}

NIO.2 中 Path 、Paths 、Files

Java NIO (New IO 或 Non-Blocking IO)是从 Java 1.4 版本开始引入的一套新的 I/O API,可以替代标准的 Java I/O API。NIO 与原来的 I/O 有同样的作用和目的,但是使用的方式完全不同,NIO 支持面向缓冲区的(I/O是面向流的)、基于通道的 I/O 操作,NIO 也会以更加高效的方式进行文件的读写操作。

Java API 中提供了两套 NIO,一套是针对标准输入输出 NIO,另一套就是网络编程 NIO。

  • |----- java.nio.channels.Channel
    • |----- FileChannel:处理本地文件。
      • |----- SocketChannel:TCP 网络编程的客户端的 Channel。
      • |----- ServerSocketChannel:TCP 网络编程的服务器端的 Channel。
      • |----- DatagramChannel:UDP 网络编程中发送端和接收端的 Channel。

随着 JDK 7 的发布,Java 对 NIO 进行了极大的扩展,增强了对文件处理和文件系统特性的支持,以至于我们称他们为 NIO.2。因为 NIO 提供的一些功能,NIO 已经成为文件处理中越来越重要的部分。

早期的 Java 只提供了一个 File 类来访问文件系统,但 File 类的功能比较有限,所提供的方法性能也不高。而且,大多数方法在出错时仅返回失败,并不会提供异常信息。

NIO. 2 为了弥补这种不足,引入了 Path 接口,代表一个平台无关的平台路径,描述了目录结构中文件的位置。Path 可以看成是 File 类的升级版本,实际引用的资源也可以不存在。

在以前 I/O 操作是类似如下写法的:

import java.io.File;

File file = new File("index.html");

但在 JDK 7 中,我们可以这样写:

import java.nio.file.Path;
import java.nio.file.Paths;

Path path = Paths.get("index.html");

同时,NIO.2 在java.nio.file包下还提供了 Files、Paths 工具类,Files 包含了大量静态的工具方法来操作文件;Paths 则包含了两个返回 Path 的静态工厂方法。

Paths 类提供的获取 Path 对象的方法:

  • static Path get(String first, String … more):用于将多个字符串串连成路径。

  • static Path get(URI uri):返回指定 uri 对应的 Path 路径。

    public class PathTest {
        /*
        如何使用Paths实例化Path
         */
        @Test
        public void test1() {
            Path path1 = Paths.get("d:\\nio\\hello.txt");// = new File(String filepath)
            System.out.println(path1);
    
            Path path2 = Paths.get("d:\\", "nio\\hello.txt");// = new File(String parent,String filename);
            System.out.println(path2);
    
            Path path3 = Paths.get("d:\\", "nio");
            System.out.println(path3);
        }
    }
    

Path 类常用方法:

  • String toString():返回调用 Path 对象的字符串表示形式。

  • boolean startsWith(String path):判断是否以 path 路径开始。

  • boolean endsWith(String path):判断是否以 path 路径结束。

  • boolean isAbsolute():判断是否是绝对路径。

  • Path getParent():返回 Path 对象包含整个路径,不包含 Path 对象指定的文件路径。

  • Path getRoot():返回调用 Path 对象的根路径。

  • Path getFileName():返回与调用 Path 对象关联的文件名。

  • int getNameCount():返回 Path 根目录后面元素的数量。

  • Path getName(int idx):返回指定索引位置 idx 的路径名称。

  • Path toAbsolutePath():作为绝对路径返回调用 Path 对象。

  • Path resolve(Path p):合并两个路径,返回合并后的路径对应的 Path 对象。

  • File toFile():将 Path 转化为 File 类的对象。File 类转化为 Path 对象的方法是:Path toPath()

    public class PathTest {
        /*
        Path中的常用方法
         */
        @Test
        public void test2() {
            Path path1 = Paths.get("d:\\", "nio\\nio1\\nio2\\hello.txt");
            Path path2 = Paths.get("hello1.txt");// 相对当前Module的路径
    
            // String toString():返回调用Path对象的字符串表示形式
            System.out.println(path1);// d:\nio\nio1\nio2\hello.txt
            // boolean startsWith(String path): 判断是否以path路径开始
            System.out.println(path1.startsWith("d:\\nio"));// true
            // boolean endsWith(String path): 判断是否以path路径结束
            System.out.println(path1.endsWith("hello.txt"));// true
            // boolean isAbsolute(): 判断是否是绝对路径
            System.out.println(path1.isAbsolute() + "~");// true~
            System.out.println(path2.isAbsolute() + "~");// false~
            // Path getParent():返回Path对象包含整个路径,不包含Path对象指定的文件路径
            System.out.println(path1.getParent());// d:\nio\nio1\nio2
            System.out.println(path2.getParent());// null
            // Path getRoot():返回调用Path对象的根路径
            System.out.println(path1.getRoot());// d:\
            System.out.println(path2.getRoot());// null
            // Path getFileName(): 返回与调用Path对象关联的文件名
            System.out.println(path1.getFileName() + "~");// hello.txt~
            System.out.println(path2.getFileName() + "~");// hello1.txt~
            // int getNameCount(): 返回Path根目录后面元素的数量
            // Path getName(int idx): 返回指定索引位置idx的路径名称
            for (int i = 0; i < path1.getNameCount(); i++) {
                // nio*****nio1*****nio2*****hello.txt*****
                System.out.print(path1.getName(i) + "*****");
            }
            System.out.println();
    
            // Path toAbsolutePath(): 作为绝对路径返回调用Path对象
            System.out.println(path1.toAbsolutePath());// d:\nio\nio1\nio2\hello.txt
            System.out.println(path2.toAbsolutePath());// D:\xisun-projects\java_base\hello1.txt
            // Path resolve(Path p): 合并两个路径,返回合并后的路径对应的Path对象
            Path path3 = Paths.get("d:\\", "nio");
            Path path4 = Paths.get("nioo\\hi.txt");
            path3 = path3.resolve(path4);
            System.out.println(path3);// d:\nio\nioo\hi.txt
    
            // File toFile(): 将Path转化为File类的对象
            File file = path1.toFile();// Path--->File的转换
            // Path toPath(): 将File转化为Path类的对象
            Path newPath = file.toPath();// File--->Path的转换
        }
    }
    

java.nio.file.Files:用于操作文件或目录的工具类。常用方法:

  • Path copy(Path src, Path dest, CopyOption … how):文件的复制。

  • Path createDirectory(Path path, FileAttribute<?> … attr):创建一个目录。

  • Path createFile(Path path, FileAttribute<?> … arr):创建一个文件。

  • void delete(Path path):删除一个文件/目录,如果不存在,执行报错。

  • void deleteIfExists(Path path):Path 对应的文件/目录如果存在,执行删除。

  • Path move(Path src, Path dest, CopyOption…how):将 src 移动到 dest 位置。

  • long size(Path path):返回 path 指定文件的大小。

  • boolean exists(Path path, LinkOption … opts):判断文件是否存在。

  • boolean isDirectory(Path path, LinkOption … opts):判断是否是目录。

  • boolean isRegularFile(Path path, LinkOption … opts):判断是否是文件。

  • boolean isHidden(Path path):判断是否是隐藏文件。

  • boolean isReadable(Path path):判断文件是否可读。

  • boolean isWritable(Path path):判断文件是否可写。

  • boolean notExists(Path path, LinkOption … opts):判断文件是否不存在。

  • SeekableByteChannel newByteChannel(Path path, OpenOption…how):获取与指定文件的连接,how 指定打开方式。

  • DirectoryStream\<Path> newDirectoryStream(Path path):打开 path 指定的目录。

  • InputStream newInputStream(Path path, OpenOption…how):获取 InputStream 对象。

  • OutputStream newOutputStream(Path path, OpenOption…how):获取 OutputStream 对象。

    public class FilesTest {
        @Test
        public void test1() throws IOException {
            Path path1 = Paths.get("d:\\nio", "hello.txt");
            Path path2 = Paths.get("atguigu.txt");
    
            // Path copy(Path src, Path dest, CopyOption … how): 文件的复制
            // 要想复制成功,要求path1对应的物理上的文件存在。path2 对应的文件没有要求。
            // Files.copy(path1, path2, StandardCopyOption.REPLACE_EXISTING);
    
            // Path createDirectory(Path path, FileAttribute<?> … attr): 创建一个目录
            // 要想执行成功,要求path对应的物理上的文件目录不存在。一旦存在,抛出异常。
            Path path3 = Paths.get("d:\\nio\\nio1");
            // Files.createDirectory(path3);
    
            // Path createFile(Path path, FileAttribute<?> … arr): 创建一个文件
            // 要想执行成功,要求path对应的物理上的文件不存在。一旦存在,抛出异常。
            Path path4 = Paths.get("d:\\nio\\hi.txt");
            // Files.createFile(path4);
    
            // void delete(Path path): 删除一个文件/目录,如果不存在,执行报错
            // Files.delete(path4);
    
            // void deleteIfExists(Path path): Path对应的文件/目录如果存在,执行删除。如果不存在,正常执行结束
            Files.deleteIfExists(path3);
    
            // Path move(Path src, Path dest, CopyOption…how): 将src移动到dest位置
            // 要想执行成功,src对应的物理上的文件需要存在,dest对应的文件没有要求。
            // Files.move(path1, path2, StandardCopyOption.ATOMIC_MOVE);
    
            // long size(Path path): 返回path指定文件的大小
            long size = Files.size(path2);
            System.out.println(size);
        }
    
        @Test
        public void test2() throws IOException {
            Path path1 = Paths.get("d:\\nio", "hello.txt");
            Path path2 = Paths.get("atguigu.txt");
    
            // boolean exists(Path path, LinkOption … opts): 判断文件是否存在
            System.out.println(Files.exists(path2, LinkOption.NOFOLLOW_LINKS));
    
            // boolean isDirectory(Path path, LinkOption … opts): 判断是否是目录
            // 不要求此path对应的物理文件存在。
            System.out.println(Files.isDirectory(path1, LinkOption.NOFOLLOW_LINKS));
    
            // boolean isRegularFile(Path path, LinkOption … opts): 判断是否是文件
    
            // /boolean isHidden(Path path): 判断是否是隐藏文件
            // 要求此path对应的物理上的文件需要存在。才可判断是否隐藏。否则,抛异常。
            System.out.println(Files.isHidden(path1));
    
            // /boolean isReadable(Path path): 判断文件是否可读
            System.out.println(Files.isReadable(path1));
            // boolean isWritable(Path path): 判断文件是否可写
            System.out.println(Files.isWritable(path1));
          // boolean notExists(Path path, LinkOption … opts): 判断文件是否不存在
            System.out.println(Files.notExists(path1, LinkOption.NOFOLLOW_LINKS));
        }
    
        /**
         * StandardOpenOption.READ: 表示对应的Channel是可读的。
         * StandardOpenOption.WRITE:表示对应的Channel是可写的。
         * StandardOpenOption.CREATE:如果要写出的文件不存在,则创建。如果存在,忽略
         * StandardOpenOption.CREATE_NEW:如果要写出的文件不存在,则创建。如果存在,抛异常
         *
         * @throws IOException
         */
        @Test
        public void test3() throws IOException {
            Path path1 = Paths.get("d:\\nio", "hello.txt");
    
            // InputStream newInputStream(Path path, OpenOption…how): 获取InputStream对象
            InputStream inputStream = Files.newInputStream(path1, StandardOpenOption.READ);
    
            // OutputStream newOutputStream(Path path, OpenOption…how): 获取OutputStream对象
            OutputStream outputStream = Files.newOutputStream(path1, StandardOpenOption.WRITE, StandardOpenOption.CREATE);
    
            // SeekableByteChannel newByteChannel(Path path, OpenOption…how): 获取与指定文件的连接,how指定打开方式
            SeekableByteChannel channel = Files.newByteChannel(path1, StandardOpenOption.READ,
                    StandardOpenOption.WRITE, StandardOpenOption.CREATE);
    
            // DirectoryStream<Path>  newDirectoryStream(Path path): 打开path指定的目录
            Path path2 = Paths.get("e:\\teach");
            DirectoryStream<Path> directoryStream = Files.newDirectoryStream(path2);
            Iterator<Path> iterator = directoryStream.iterator();
            while (iterator.hasNext()) {
                System.out.println(iterator.next());
            }
        }
    }
    

FileUtils 工具类

Maven 引入依赖:

<dependency>
    <groupId>commons-io</groupId>
    <artifactId>commons-io</artifactId>
    <version>2.7</version>
</dependency>

复制功能:

public class FileUtilsTest {
    public static void main(String[] args) {
        File srcFile = new File("day10\\爱情与友情.jpg");
        File destFile = new File("day10\\爱情与友情2.jpg");

        try {
            FileUtils.copyFile(srcFile, destFile);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

遍历文件夹和文件的每一行:

public class FileUtilsMethod {
    /**
     * 常规方法:若文件路径内的文件比较少,可以采用此方法
     *
     * @param filePath 文件路径
     */
    public static void common(String filePath) {
        File file = new File(filePath);
        if (file.exists()) {
            // 获取子文件夹内所有文件,放到文件数组里,如果含有大量文件,会创建一个很大的数组,占用空间
            File[] fileList = file.listFiles();
            for (File currentFile : fileList) { 
                // 当前文件是普通文件(排除文件夹),且不是隐藏文件
                if (currentFile.isFile() && !currentFile.isHidden()) {
                    // 当前文件的完整路径,含文件名
                    String currentFilePath = currentFile.getPath();
                    if (currentFilePath.endsWith("xml") || currentFilePath.endsWith("XML")) {
                        // 当前文件的文件名,含后缀
                        String fileName = currentFile.getName();
                        System.out.println("文件名:" + fileName);
                    }
                }
            }
            System.out.println("=======================================");
            // list方法返回的是文件名的String数组
            String[] fileNameList = file.list();
            for (String fileName : fileNameList) {
                System.out.println("文件名:" + fileName);
            }
        }
    }

    /**
     * 根据文件路径,迭代获取该路径下指定文件后缀类型的文件:若文件路径内含有大量文件,建议采用此方法
     *
     * @param filePath 文件路径
     */
    public static void iterateFiles(String filePath) {
        File file = FileUtils.getFile(filePath);

        if (file.isDirectory()) {
            Iterator<File> fileIterator = FileUtils.iterateFiles(file, new String[]{"xml", "XML"}, false);

            while (fileIterator.hasNext()) {
                File currentFile = fileIterator.next();

                if (currentFile.isFile() && !currentFile.isHidden()) {
                    // 绝对路径
                    String currentFilePath = currentFile.getAbsolutePath();
                    System.out.println("绝对路径:" + currentFilePath);
                    // 文件名,含文件后缀
                    String fileName = currentFilePath.substring(currentFilePath.lastIndexOf("\\") + 1);
                    System.out.println("含后缀文件名:" + fileName);
                    // 文件名,不含文件后缀
                    fileName = fileName.substring(0, fileName.lastIndexOf("."));
                    System.out.println("不含后缀文件名:" + fileName);
                }
            }
        }
    }

    /**
     * 读取目标文件每一行数据,返回List:若文件内容较少,可以采用此方法
     *
     * @param filePath 文件路径
     * @throws IOException
     */
    public static void readLinesForList(String filePath) throws IOException {
        List<String> linesList = FileUtils.readLines(new File(filePath), "utf-8");
        for (String line : linesList) {
            System.out.println(line);
        }
    }

    /**
     * 读取目标文件每一行数据,返回迭代器:若文件内容较多,建议采用此方法
     *
     * @param filePath 文件路径
     * @throws IOException
     */
    public static void readLinesForIterator(String filePath) throws IOException {
        LineIterator lineIterator = FileUtils.lineIterator(new File(filePath), "utf-8");
        while (lineIterator.hasNext()) {
            System.out.println(lineIterator.next());
        }
    }
}

I/O 流

I/O 的原理

I/O是 Input/Output 的缩写, I/O 技术是非常实用的技术,用于处理设备之间的数据传输。如读/写文件,网络通讯等。

  • Java 程序中,对于数据的输入/输出操作以流 (stream)的方式进行。
  • java.io包下提供了各种 "流" 类和接口,用以获取不同种类的数据,并通过标准的方法输入或输出数据。

输入 input:读取外部数据(磁盘、光盘等存储设备的数据)到程序(内存)中。

输出 output:将程序(内存)数据输出到磁盘、光盘等外部存储设备中。

I/O 的分类

image-20210330213653653

按操作数据单位不同分为:字节流(8 bit),字符流(16 bit)。

  • 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。

按数据流的流向不同分为:输入流,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。

按流的角色的不同分为:节点流,处理流。

  • 节点流:直接从数据源或目的地读写数据。也叫文件流。

    image-20210330215602183

  • 处理流:不直接连接到数据源或目的地,而是连接在已存在的流(节点流或处理流)之上,通过对数据的处理为程序提供更为强大的读写功能。

    image-20210330220211998

Java 的 I/O 流共涉及 40 多个类,实际上非常规则,都是从如下四个抽象基类派生的。同时,由这四个类派生出来的子类名称都是以其父类名作为子类名后缀:

image-20210330213507408

I/O 流体系:

image-20210330214731163

I/O 的四个抽象基类

InputStream & Reader

InputStream 和 Reader 是所有输入流的基类。

  • InputStream 的典型实现:FileInputStream。
    • FileInputStream:用于读取非文本数据的原始字节流。
  • Reader 的典型实现:FileReader。
    • FileReader:用于读取文本数据的字符流。
InputStream

InputStream 的方法:

  • int read():从输入流中读取数据的下一个字节。返回 0 到 255 范围内的 int 字节值。如果因为已经到达流末尾而没有可用的字节,则返回值 -1。
  • int read(byte[] b):从输入流中将最多b.length()个字节的数据读入一个 byte 数组中。以整数形式返回实际读取的字节数。如果因为已经到达流末尾而没有可用的字节,则返回值 -1。
  • int read(byte[] b, int off,int len):将输入流中最多 len 个数据字节读入 byte 数组。尝试读取 len 个字节,但读取的字节也可能小于该值。以整数形式返回实际读取的字节数。如果因为已经到达流末尾而没有可用的字节,则返回值 -1。
  • public void close() throws IOException:关闭输入流并释放与该流关联的所有系统资源。
Reader

Reader 的方法:

  • int read():读取单个字符。作为整数读取的字符,范围在 0 到 65535 之间(0x00-0xffff)(2 个字节的 Unicode 码),如果已到达流的末尾,则返回 -1。
  • int read(char[] cbuf):将字符读入数组。如果已到达流的末尾,则返回 -1。否则返回本次读取的字符数。
  • int read(char[] cbuf,int off,int len):将字符读入数组的某一部分。存到数组 cbuf 中,从 off 处开始存储,最多读 len 个字符。如果已到达流的末尾,则返回 -1。否则返回本次读取的字符数。
  • public void close() throws IOException:关闭此输入流并释放与该流关联的所有系统资源。

OutputStream & Writer

OutputStream 和 Writer 是所有输出流的基类。

  • OutputStream 的典型实现:FileOutStream。
    • FileOutputStream:用于写出非文本数据的原始字节流。
  • Writer 的典型实现:FileWriter。
    • FileWriter:用于写出文本数据的字符流。
OutputStream

OutputStream 的方法:

  • void write(int b):将指定的字节写入此输出流。write 的常规协定是:向输出流写入一个字节。要写入的字节是参数 b 的八个低位。b 的 24 个高位将被忽略,即写入 0 ~ 255 范围的。
  • void write(byte[] b):将 b.length() 个字节从指定的 byte 数组写入此输出流。write(b) 的常规协定是:应该与调用 write(b, 0, b.length) 的效果完全相同。
  • void write(byte[] b,int off,int len):将指定 byte 数组中从偏移量 off 开始的 len 个字节写入此输出流。
  • public void flush() throws IOException:刷新此输出流并强制写出所有缓冲的输出字节,调用此方法指示应将这些字节立即写入它们预期的目标。
  • public void close() throws IOException:关闭此输出流并释放与该流关联的所有系统资源。
Writer

Writer 的方法:

  • void write(int c):写入单个字符。要写入的字符包含在给定整数值的 16 个低位中,16 高位被忽略。 即写入 0 到 65535 之间的 Unicode 码。
  • void write(char[] cbuf):写入字符数组。
  • void write(char[] cbuf,int off,int len):写入字符数组的某一部分。从 off 开始,写入 len 个字符。
  • void write(String str):写入字符串。
  • void write(String str,int off,int len):写入字符串的某一部分。
  • public void flush() throws IOException:刷新该流的缓冲,则立即将它们写入预期目标。
  • public void close() throws IOException:关闭此输出流并释放与该流关联的所有系统资源。

节点流(或文件流)

读取文件流程:

  • 实例化 File 类的对象,指明要操作的文件。
  • 提供具体的流对象。
  • 数据的读入。
  • 流的关闭操作。

写入文件流程:

  • 实例化 File 类的对象,指明写出到的文件。
  • 提供具体的流对象。
  • 数据的写入。
  • 流的关闭操作。

注意事项:

  • 定义文件路径时,可以用 / 或者 \。
  • 在读取文件时,必须保证该文件已存在,否则报异常。
  • 对于非文本文件(.jpg,.mp3,.mp4,.avi,.rmvb,.doc,.ppt 等),使用字节流处理。如果使用字节流操作文本文件,在输出到控制台时,可能会出现乱码。
  • 对于文本文件(.txt,.java,.c,.cpp 等),使用字符流处理。

FileInputStream 和 FileOutputStream

在写入一个文件时,如果使用构造器FileOutputStream(file),则目录下有同名文件将被覆盖。如果使用构造器FileOutputStream(file,true),则目录下的同名文件不会被覆盖,而是在文件内容末尾追加内容。

/**
 * 测试FileInputStream和FileOutputStream的使用
 *
 * 结论:
 * 1. 对于文本文件(.txt,.java,.c,.cpp),使用字符流处理
 * 2. 对于非文本文件(.jpg,.mp3,.mp4,.avi,.doc,.ppt,...),使用字节流处理
 */
public class FileInputOutputStreamTest {
    /*
    使用字节流FileInputStream处理文本文件,可能出现乱码。
     */
    @Test
    public void testFileInputStream() {
        FileInputStream fis = null;
        try {
            // 1. 造文件
            File file = new File("hello.txt");

            // 2.造流
            fis = new FileInputStream(file);

            // 3.读数据
            byte[] buffer = new byte[5];
            // 记录每次读取的字节的个数
            int len;
            while ((len = fis.read(buffer)) != -1) {
                String str = new String(buffer, 0, len);
                System.out.print(str);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (fis != null) {
                // 4.关闭资源
                try {
                    fis.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

    /*
    实现对图片的复制操作
     */
    @Test
    public void testFileInputOutputStream() {
        FileInputStream fis = null;
        FileOutputStream fos = null;
        try {
            // 1.获取文件
            File srcFile = new File("爱情与友情.jpg");
            File destFile = new File("爱情与友情2.jpg");

            // 2.获取流
            fis = new FileInputStream(srcFile);
            fos = new FileOutputStream(destFile);

            // 3.复制的过程
            byte[] buffer = new byte[5];
            int len;
            while ((len = fis.read(buffer)) != -1) {
                fos.write(buffer, 0, len);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            // 4.关闭流
            if (fos != null) {
                try {
                    fos.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }

            if (fis != null) {
                try {
                    fis.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

    /*
    指定路径下文件的复制
     */
    public void copyFile(String srcPath, String destPath) {
        FileInputStream fis = null;
        FileOutputStream fos = null;
        try {
            // 1.获取文件
            File srcFile = new File(srcPath);
            File destFile = new File(destPath);

            // 2.获取流
            fis = new FileInputStream(srcFile);
            fos = new FileOutputStream(destFile);

            // 3.复制的过程
            byte[] buffer = new byte[1024];
            int len;
            while ((len = fis.read(buffer)) != -1) {
                fos.write(buffer, 0, len);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            // 4.关闭流
            if (fos != null) {
                try {
                    fos.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }

            if (fis != null) {
                try {
                    fis.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

    @Test
    public void testCopyFile() {
        long start = System.currentTimeMillis();

        String srcPath = "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\01-视频.avi";
        String destPath = "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\02-视频.avi";

        /*String srcPath = "hello.txt";
        String destPath = "hello3.txt";*/

        copyFile(srcPath, destPath);

        long end = System.currentTimeMillis();

        System.out.println("复制操作花费的时间为:" + (end - start));// 618
    }
}

FileReader 和 FileWriter

/**
 * 一、流的分类:
 * 1.操作数据单位:字节流、字符流
 * 2.数据的流向:输入流、输出流
 * 3.流的角色:节点流、处理流
 *
 * 二、流的体系结构
 * 抽象基类       节点流(或文件流)                                缓冲流(处理流的一种)
 * InputStream   FileInputStream   (read(byte[] buffer))        BufferedInputStream (read(byte[] buffer))
 * OutputStream  FileOutputStream  (write(byte[] buffer,0,len)  BufferedOutputStream (write(byte[] buffer,0,len)/flush()
 * Reader        FileReader (read(char[] cbuf))                 BufferedReader (read(char[] cbuf)/readLine())
 * Writer        FileWriter (write(char[] cbuf,0,len)           BufferedWriter (write(char[] cbuf,0,len)/flush()
 */
public class FileReaderWriterTest {
    /*
    将当前Module下的hello.txt文件内容读入程序中,并输出到控制台

    说明点:
    1. read()的理解:返回读入的一个字符。如果达到文件末尾,返回-1
    2. 异常的处理:为了保证流资源一定可以执行关闭操作。需要使用try-catch-finally处理
    3. 读入的文件一定要存在,否则就会报FileNotFoundException。
     */

    // read(): 返回读入的一个字符。如果达到文件末尾,返回-1
    @Test
    public void testFileReader() {
        FileReader fr = null;
        try {
            // 1.实例化File类的对象,指明要操作的文件
            File file = new File("hello.txt");// 相较于当前Module

            // 2.提供具体的流
            fr = new FileReader(file);

            // 3.数据的读入
            // 方式一:
            /*int data = fr.read();
            while (data != -1) {
                System.out.print((char) data);
                data = fr.read();
            }*/
            // 方式二:语法上针对于方式一的修改
            int data;
            while ((data = fr.read()) != -1) {
                System.out.print((char) data);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            // 4.流的关闭操作
            // 方式一:
            /*try {
                if (fr != null)
                    fr.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }*/
            // 方式二:
            if (fr != null) {
                try {
                    fr.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

    // 对read()操作升级:使用read的重载方法read(char[] cbuf)
    @Test
    public void testFileReader1() {
        FileReader fr = null;
        try {
            // 1.File类的实例化
            File file = new File("hello.txt");

            // 2.FileReader流的实例化
            fr = new FileReader(file);

            // 3.读入的操作
            // read(char[] cbuf):返回每次读入cbuf数组中的字符的个数。如果达到文件末尾,返回-1
            char[] cbuf = new char[5];
            int len;
            while ((len = fr.read(cbuf)) != -1) {
                // 方式一:
                // 错误的写法,如果以cubf的length为基准,可能会造成多输出内容
                /*for (int i = 0; i < cbuf.length; i++) {
                    System.out.print(cbuf[i]);
                }*/
                // 正确的写法
                /*for (int i = 0; i < len; i++) {
                    System.out.print(cbuf[i]);
                }*/
                //方式二:
                // 错误的写法,对应着方式一的错误的写法
                /*String str = new String(cbuf);
                System.out.print(str);*/
                // 正确的写法,对应着方式一的正确的写法
                String str = new String(cbuf, 0, len);
                System.out.print(str);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (fr != null) {
                // 4.资源的关闭
                try {
                    fr.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

    /*
    从内存中写出数据到硬盘的文件里。

    说明:
    1. 输出操作,对应的File可以不存在的。并不会报异常
    2.
         File对应的硬盘中的文件如果不存在,在输出的过程中,会自动创建此文件。
         File对应的硬盘中的文件如果存在:
                如果流使用的构造器是:FileWriter(file,false) / FileWriter(file)--->对原有文件的覆盖
                如果流使用的构造器是:FileWriter(file,true)--->不会对原有文件覆盖,而是在原有文件基础上追加内容
     */
    @Test
    public void testFileWriter() {
        FileWriter fw = null;
        try {
            // 1.提供File类的对象,指明写出到的文件
            File file = new File("hello1.txt");

            // 2.提供FileWriter的对象,用于数据的写出
            fw = new FileWriter(file, false);

            // 3.写出的操作
            fw.write("I have a dream!\n");
            fw.write("you need to have a dream!");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            // 4.流资源的关闭
            if (fw != null) {
                try {
                    fw.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

    /*
    实现对已存在文件的复制
     */
    @Test
    public void testFileReaderFileWriter() {
        FileReader fr = null;
        FileWriter fw = null;
        try {
            // 1.创建File类的对象,指明读入和写出的文件
            File srcFile = new File("hello.txt");
            File destFile = new File("hello2.txt");

            // 不能使用字符流来处理图片等字节数据
            /*File srcFile = new File("爱情与友情.jpg");
            File destFile = new File("爱情与友情1.jpg");*/

            // 2.创建输入流和输出流的对象
            fr = new FileReader(srcFile);
            fw = new FileWriter(destFile);

            // 3.数据的读入和写出操作
            char[] cbuf = new char[5];
            // 记录每次读入到cbuf数组中的字符的个数
            int len;
            while ((len = fr.read(cbuf)) != -1) {
                // 每次写出len个字符
                fw.write(cbuf, 0, len);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            // 4.关闭流资源
            // 方式一:
            /*try {
                if (fw != null)
                    fw.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                try {
                    if (fr != null)
                        fr.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }*/
            // 方式二:
            try {
                if (fw != null)
                    fw.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            try {
                if (fr != null)
                    fr.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

处理流

缓冲流

为了提高数据读写的速度,Java API 提供了带缓冲功能的流类,在使用这些流类时,会创建一个内部缓冲区数组,缺省使用 8192 个字节 (8Kb) 的缓冲区

public class BufferedInputStream extends FilterInputStream {
    private static int DEFAULT_BUFFER_SIZE = 8192;
}
public class BufferedReader extends Reader {
    private static int defaultCharBufferSize = 8192;
}
public class BufferedWriter extends Writer {
    private static int defaultCharBufferSize = 8192;
}

缓冲流要 "套接" 在相应的节点流之上,根据数据操作单位可以把缓冲流分为:

  • BufferedInputStreamBufferedOutputStream
    • public BufferedInputStream(InputStream in) :创建一个新的缓冲输入流,注意参数类型为 InputStream
    • public BufferedOutputStream(OutputStream out): 创建一个新的缓冲输出流,注意参数类型为 OutputStream
  • BufferedReaderBufferedWriter
    • public BufferedReader(Reader in) :创建一个新的缓冲输入流,注意参数类型为 Reader
    • public BufferedWriter(Writer out): 创建一个新的缓冲输出流,注意参数类型为 Writer

当读取数据时,数据按块读入缓冲区,其后的读操作则直接访问缓冲区。

当使用 BufferedInputStream 读取字节文件时,BufferedInputStream 会一次性从文件中读取 8192 个字节(8Kb)存在缓冲区中,直到缓冲区装满了,才重新从文件中读取下一个 8192 个字节数组。

向流中写入字节时,不会直接写到文件,先写到缓冲区中直到缓冲区写满,BufferedOutputStream 才会把缓冲区中的数据一次性写到文件里。使用flush()可以强制将缓冲区的内容全部写入输出流。

  • flush()的使用:手动将 buffer 中内容写入文件。
  • 如果使用带缓冲区的流对象的close(),不但会关闭流,还会在关闭流之前刷新缓冲区,但关闭流后不能再写出。

关闭流的顺序和打开流的顺序相反。一般只需关闭最外层流即可,关闭最外层流也会相应关闭内层节点流。

流程示意图:

image-20210401141017522

实现非文本文件及文本文件的复制:

/**
 * 处理流之一:缓冲流的使用
 *
 * 1.缓冲流:
 * BufferedInputStream
 * BufferedOutputStream
 * BufferedReader
 * BufferedWriter
 *
 * 2.作用:提高流的读取、写入的速度
 *   提高读写速度的原因:内部提供了一个缓冲区
 *
 * 3. 处理流,就是"套接"在已有的流的基础上。(不一定必须是套接在节点流之上)
 */
public class BufferedStreamTest {
    /*
    使用BufferedInputStream和BufferedOutputStream实现非文本文件的复制
     */
    @Test
    public void BufferedStreamTest() throws FileNotFoundException {
        BufferedInputStream bis = null;
        BufferedOutputStream bos = null;
        try {
            // 1.造文件
            File srcFile = new File("爱情与友情.jpg");
            File destFile = new File("爱情与友情3.jpg");

            // 2.造流
            // 2.1 造节点流
            FileInputStream fis = new FileInputStream((srcFile));
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream(destFile);
            // 2.2 造缓冲流
            bis = new BufferedInputStream(fis);
            bos = new BufferedOutputStream(fos);

            // 3.复制的细节:读取、写入
            byte[] buffer = new byte[10];
            int len;
            while ((len = bis.read(buffer)) != -1) {
                bos.write(buffer, 0, len);
                // bos.flush();// 显示的刷新缓冲区,一般不需要
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            // 4.资源关闭
            // 要求:先关闭外层的流,再关闭内层的流
            if (bos != null) {
                try {
                    bos.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if (bis != null) {
                try {
                    bis.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            // 说明:关闭外层流的同时,内层流也会自动的进行关闭。关于内层流的关闭,我们可以省略.
            // fos.close();
            // fis.close();
        }
    }

    /*
    使用BufferedInputStream和BufferedOutputStream实现文件复制的方法
     */
    public void copyFileWithBuffered(String srcPath, String destPath) {
        BufferedInputStream bis = null;
        BufferedOutputStream bos = null;

        try {
            // 1.造文件
            File srcFile = new File(srcPath);
            File destFile = new File(destPath);

            // 2.造流
            // 2.1 造节点流
            FileInputStream fis = new FileInputStream((srcFile));
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream(destFile);
            // 2.2 造缓冲流
            bis = new BufferedInputStream(fis);
            bos = new BufferedOutputStream(fos);

            // 3.复制的细节:读取、写入
            byte[] buffer = new byte[1024];
            int len;
            while ((len = bis.read(buffer)) != -1) {
                bos.write(buffer, 0, len);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            // 4.资源关闭
            // 要求:先关闭外层的流,再关闭内层的流
            if (bos != null) {
                try {
                    bos.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if (bis != null) {
                try {
                    bis.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            // 说明:关闭外层流的同时,内层流也会自动的进行关闭。关于内层流的关闭,我们可以省略.
            // fos.close();
            // fis.close();
        }
    }

    @Test
    public void testCopyFileWithBuffered() {
        long start = System.currentTimeMillis();

        String srcPath = "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\01-视频.avi";
        String destPath = "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\03-视频.avi";

        copyFileWithBuffered(srcPath, destPath);

        long end = System.currentTimeMillis();

        System.out.println("复制操作花费的时间为:" + (end - start));//618 - 176
    }

    /*
    使用BufferedReader和BufferedWriter实现文本文件的复制
     */
    @Test
    public void testBufferedReaderBufferedWriter() {
        BufferedReader br = null;
        BufferedWriter bw = null;
        try {
            // 1.创建文件和相应的流
            br = new BufferedReader(new FileReader(new File("dbcp.txt")));
            bw = new BufferedWriter(new FileWriter(new File("dbcp1.txt")));

            // 2.读写操作
            // 方式一:使用char[]数组
            /*char[] cbuf = new char[1024];
            int len;
            while ((len = br.read(cbuf)) != -1) {// 读到文件末尾时返回-1
                bw.write(cbuf, 0, len);
                // bw.flush();
            }*/

            // 方式二:使用String
            String data;
            while ((data = br.readLine()) != null) {// 读到文件末尾时返回null
                // 方法一:
                // bw.write(data + "\n");// data中不包含换行符
                // 方法二:
                bw.write(data);// data中不包含换行符
                bw.newLine();// 提供换行的操作
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            // 3.关闭资源
            if (bw != null) {
                try {
                    bw.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if (br != null) {
                try {
                    br.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

实现图片加密:

public class ImageEncryption {
    /*
    图片的加密
     */
    @Test
    public void test1() {
        FileInputStream fis = null;
        FileOutputStream fos = null;
        try {
            fis = new FileInputStream("爱情与友情.jpg");
            fos = new FileOutputStream("爱情与友情secret.jpg");

            byte[] buffer = new byte[20];
            int len;
            while ((len = fis.read(buffer)) != -1) {
                // 加密:对字节数组进行修改,异或操作
                // 错误的写法,buffer数组中的数据没有改变,只是重新复制给了变量b
                /*for (byte b : buffer) {
                    b = (byte) (b ^ 5);
                }*/
                // 正确的写法
                for (int i = 0; i < len; i++) {
                    buffer[i] = (byte) (buffer[i] ^ 5);
                }
                fos.write(buffer, 0, len);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (fos != null) {
                try {
                    fos.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if (fis != null) {
                try {
                    fis.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }


    /*
    图片的解密
     */
    @Test
    public void test2() {
        FileInputStream fis = null;
        FileOutputStream fos = null;
        try {
            fis = new FileInputStream("爱情与友情secret.jpg");
            fos = new FileOutputStream("爱情与友情4.jpg");

            byte[] buffer = new byte[20];
            int len;
            while ((len = fis.read(buffer)) != -1) {
                // 解密:对字节数组进行修改,异或操作之后再异或,返回的是自己本身
                // 错误的写法
                /*for (byte b : buffer) {
                    b = (byte) (b ^ 5);
                }*/
                // 正确的写法
                for (int i = 0; i < len; i++) {
                    buffer[i] = (byte) (buffer[i] ^ 5);
                }
                fos.write(buffer, 0, len);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (fos != null) {
                try {
                    fos.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if (fis != null) {
                try {
                    fis.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

获取文本上每个字符出现的次数:

public class WordCount {
    /*
    说明:如果使用单元测试,文件相对路径为当前module
          如果使用main()测试,文件相对路径为当前工程
     */
    @Test
    public void testWordCount() {
        FileReader fr = null;
        BufferedWriter bw = null;
        try {
            // 1.创建Map集合
            Map<Character, Integer> map = new HashMap<Character, Integer>();

            // 2.遍历每一个字符,每一个字符出现的次数放到map中
            fr = new FileReader("dbcp.txt");
            int c;
            while ((c = fr.read()) != -1) {
                // int 还原 char
                char ch = (char) c;
                // 判断char是否在map中第一次出现
                if (map.get(ch) == null) {
                    map.put(ch, 1);
                } else {
                    map.put(ch, map.get(ch) + 1);
                }
            }

            // 3.把map中数据存在文件count.txt
            // 3.1 创建Writer
            bw = new BufferedWriter(new FileWriter("wordcount.txt"));

            // 3.2 遍历map,再写入数据
            Set<Map.Entry<Character, Integer>> entrySet = map.entrySet();
            for (Map.Entry<Character, Integer> entry : entrySet) {
                switch (entry.getKey()) {
                    case ' ':
                        bw.write("空格 = " + entry.getValue());
                        break;
                    case '\t'://\t表示tab 键字符
                        bw.write("tab键 = " + entry.getValue());
                        break;
                    case '\r'://
                        bw.write("回车 = " + entry.getValue());
                        break;
                    case '\n'://
                        bw.write("换行 = " + entry.getValue());
                        break;
                    default:
                        bw.write(entry.getKey() + " = " + entry.getValue());
                        break;
                }
                bw.newLine();
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            // 4.关闭流
            if (fr != null) {
                try {
                    fr.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if (bw != null) {
                try {
                    bw.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

转换流

转换流提供了在字节流和字符流之间的转换。

  • 字节流中的数据都是字符时,转成字符流操作更高效。
  • 很多时候我们使用转换流来处理文件乱码问题,实现编码和解码的功能。

Java API 提供了两个转换流:

  • InputStreamReader:将 InputStream 转换为 Reader。
    • InputStreamReader(InputStream in):创建一个使用默认字符集的字符流。
    • InputStreamReader(InputStream in, String charsetName):创建一个指定字符集的字符流。
  • OutputStreamWriter:将 Writer 转换为 OutputStream。
    • OutputStreamWriter(OutputStream in):创建一个使用默认字符集的字符流。
    • OutputStreamWriter(OutputStream in, String charsetName):创建一个指定字符集的字符流。

InputStreamReader:

  • 实现将字节的输入流按指定字符集转换为字符的输入流。
  • 需要和 InputStream 套接。
  • 构造器
    • public InputStreamReader(InputStream in)
    • public InputSreamReader(InputStream in,String charsetName)
      • 比如:Reader isr = new InputStreamReader(System.in,"gbk");,指定字符集为 gbk。

OutputStreamWriter:

  • 实现将字符的输出流按指定字符集转换为字节的输出流。
  • 需要和 OutputStream 套接。
  • 构造器
    • public OutputStreamWriter(OutputStream out)
    • public OutputSreamWriter(OutputStream out,String charsetName)

使用 InputStreamReader 解码时,使用的字符集取决于 OutputStreamWriter 编码时使用的字符集。

流程示意图:

image-20210401155051887

image-20210403214550709

转换流的编码应用:

  • 可以将字符按指定编码格式存储。
  • 可以对文本数据按指定编码格式来解读。
  • 指定编码表的动作由构造器完成。

为了达到最高效率,可以考虑在 BufferedReader 内包装 InputStreamReader:

BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

示例:

/**
 * 处理流之二:转换流的使用
 * 1.转换流:属于字符流
 *   InputStreamReader:将一个字节的输入流转换为字符的输入流
 *   OutputStreamWriter:将一个字符的输出流转换为字节的输出流
 *
 * 2.作用:提供字节流与字符流之间的转换
 *
 * 3. 解码:字节、字节数组  --->字符数组、字符串
 *    编码:字符数组、字符串 ---> 字节、字节数组
 *
 *
 * 4.字符集
 * ASCII:美国标准信息交换码。
 *   用一个字节的7位可以表示。
 * ISO8859-1:拉丁码表。欧洲码表
 *   用一个字节的8位表示。
 * GB2312:中国的中文编码表。最多两个字节编码所有字符
 * GBK:中国的中文编码表升级,融合了更多的中文文字符号。最多两个字节编码
 * Unicode:国际标准码,融合了目前人类使用的所有字符。为每个字符分配唯一的字符码。所有的文字都用两个字节来表示。
 * UTF-8:变长的编码方式,可用1-4个字节来表示一个字符。
 */
public class InputStreamReaderTest {
    /*
    此时处理异常的话,仍然应该使用try-catch-finally
    InputStreamReader的使用,实现字节的输入流到字符的输入流的转换
     */
    @Test
    public void test1() {
        InputStreamReader isr = null;
        try {
            FileInputStream fis = new FileInputStream("dbcp.txt");
            // InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis);// 使用系统默认的字符集,如果在IDEA中,就是看IDEA设置的默认字符集
            // 参数2指明了字符集,具体使用哪个字符集,取决于文件dbcp.txt保存时使用的字符集
            isr = new InputStreamReader(fis, StandardCharsets.UTF_8);// 指定字符集

            char[] cbuf = new char[20];
            int len;
            while ((len = isr.read(cbuf)) != -1) {
                String str = new String(cbuf, 0, len);
                System.out.print(str);
            }
        } catch (IOException exception) {
            exception.printStackTrace();
        } finally {
            if (isr != null) {
                try {
                    isr.close();
                } catch (IOException exception) {
                    exception.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

    /*
    此时处理异常的话,仍然应该使用try-catch-finally
    综合使用InputStreamReader和OutputStreamWriter
     */
    @Test
    public void test2() {
        InputStreamReader isr = null;
        OutputStreamWriter osw = null;
        try {
            // 1.造文件、造流
            File file1 = new File("dbcp.txt");
            File file2 = new File("dbcp_gbk.txt");

            FileInputStream fis = new FileInputStream(file1);
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file2);

            isr = new InputStreamReader(fis, StandardCharsets.UTF_8);
            osw = new OutputStreamWriter(fos, "gbk");

            // 2.读写过程
            char[] cbuf = new char[20];
            int len;
            while ((len = isr.read(cbuf)) != -1) {
                osw.write(cbuf, 0, len);
            }
        } catch (IOException exception) {
            exception.printStackTrace();
        } finally {
            // 3.关闭资源
            if (isr != null) {
                try {
                    isr.close();
                } catch (IOException exception) {
                    exception.printStackTrace();
                }
            }
            if (osw != null) {
                try {
                    osw.close();
                } catch (IOException exception) {
                    exception.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

标准输入、输出流

System.inSystem.out分别代表了系统标准的输入和输出设备。

  • 默认输入设备是:键盘,输出设备是:显示器。

  • System.in的类型是 InputStream。

  • System.out的类型是 PrintStream,其是 OutputStream 的子类 FilterOutputStream 的子类。

重定向:通过 System 类的setIn()setOut()对默认设备进行改变。

  • public static void setIn(InputStream in)
  • public static void setOut(PrintStream out)

示例:

public class OtherStreamTest {
    /*
     1.标准的输入、输出流
     1.1
     System.in: 标准的输入流,默认从键盘输入
     System.out: 标准的输出流,默认从控制台输出
     1.2
     System类的setIn(InputStream is) / setOut(PrintStream ps)方式重新指定输入和输出的流。

     1.3练习:
     从键盘输入字符串,要求将读取到的整行字符串转成大写输出。然后继续进行输入操作,
     直至当输入“e”或者“exit”时,退出程序。

     方法一:使用Scanner实现,调用next()返回一个字符串
     方法二:使用System.in实现。System.in  --->  转换流 ---> BufferedReader的readLine()
      */
    // IDEA的单元测试不支持从键盘输入,更改为main()
    public static void main(String[] args) {
        BufferedReader br = null;
        try {
            InputStreamReader isr = new InputStreamReader(System.in);
            br = new BufferedReader(isr);

            while (true) {
                System.out.println("请输入字符串:");
                String data = br.readLine();
                if ("e".equalsIgnoreCase(data) || "exit".equalsIgnoreCase(data)) {
                    System.out.println("程序结束");
                    break;
                }

                String upperCase = data.toUpperCase();
                System.out.println(upperCase);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (br != null) {
                try {
                    br.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

模拟 Scanner:

/**
 * MyInput.java: Contain the methods for reading int, double, float, boolean, short, byte and
 * string values from the keyboard
 */
public class MyInput {
    // Read a string from the keyboard
    public static String readString() {
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

        // Declare and initialize the string
        String string = "";

        // Get the string from the keyboard
        try {
            string = br.readLine();
        } catch (IOException ex) {
            System.out.println(ex);
        }

        // Return the string obtained from the keyboard
        return string;
    }

    // Read an int value from the keyboard
    public static int readInt() {
        return Integer.parseInt(readString());
    }

    // Read a double value from the keyboard
    public static double readDouble() {
        return Double.parseDouble(readString());
    }

    // Read a byte value from the keyboard
    public static double readByte() {
        return Byte.parseByte(readString());
    }

    // Read a short value from the keyboard
    public static double readShort() {
        return Short.parseShort(readString());
    }

    // Read a long value from the keyboard
    public static double readLong() {
        return Long.parseLong(readString());
    }

    // Read a float value from the keyboard
    public static double readFloat() {
        return Float.parseFloat(readString());
    }

    public static void main(String[] args) {
        int i = readInt();
        System.out.println("输出的数为:" + i);
    }
}

打印流

实现将基本数据类型的数据格式转化为字符串输出。

打印流:PrintStreamPrintWriter

  • 提供了一系列重载的print()println(),用于多种数据类型的输出。
  • PrintStream 和 PrintWriter 的输出不会抛出 IOException 异常。
  • PrintStream 和 PrintWriter 有自动 flush 功能。
  • PrintStream 打印的所有字符都使用平台的默认字符编码转换为字节。在需要写入字符而不是写入字节的情况下,应该使用 PrintWriter 类。
  • System.out 返回的是 PrintStream 的实例。

把标准输出流(控制台输出)改成文件:

public class OtherStreamTest {
    /*
    2. 打印流:PrintStream 和PrintWriter
    2.1 提供了一系列重载的print()和println()
    2.2 练习:将ASCII字符输出到自定义的外部文件
     */
    @Test
    public void test2() {
        PrintStream ps = null;
        try {
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File("D:\\text.txt"));
            // 创建打印输出流,设置为自动刷新模式(写入换行符或字节 '\n' 时都会刷新输出缓冲区)
            ps = new PrintStream(fos, true);
            // 把标准输出流(控制台输出)改成输出到本地文件
            if (ps != null) {
                // 如果不设置,下面的循环输出是在控制台
                // 设置之后,控制台不再输出,而是输出到D:\text.txt
                System.setOut(ps);
            }

            // 开始输出ASCII字符
            for (int i = 0; i <= 255; i++) {
                System.out.print((char) i);
                if (i % 50 == 0) {// 每50个数据一行
                    System.out.println();// 换行
                }
            }
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (ps != null) {
                ps.close();
            }
        }
    }
}

数据流

为了方便地操作 Java 语言的基本数据类型和 String 类型的数据,可以使用数据流。(不能操作内存中的对象)

数据流有两个类:分别用于读取和写出基本数据类型、String类的数据。

  • DataInputStreamDataOutputStream
  • 分别套接在 InputStream 和 和 OutputStream 子类的流上。
  • 用 DataOutputStream 输出的文件需要用 DataInputStream 来读取。
  • DataInputStream 读取不同类型的数据的顺序,要与当初 DataOutputStream 写入文件时,保存的数据的顺序一致。

DataInputStream 中的方法:

  • boolean readBoolean()byte readByte()
  • char readChar()float readFloat()
  • double readDouble()short readShort()
  • long readLong()int readInt()
  • String readUTF()void readFully(byte[] b)

DataOutputStream 中的方法:

  • 将上述的方法的 read 改为相应的 write 即可。

将内存中的字符串、基本数据类型的变量写出到文件中,再读取到内存中:

public class OtherStreamTest {
    /*
    3. 数据流
    3.1 DataInputStream 和 DataOutputStream
    3.2 作用:用于读取或写出基本数据类型的变量或字符串
    练习:将内存中的字符串、基本数据类型的变量写出到文件中。
    注意:处理异常的话,仍然应该使用try-catch-finally。
     */
    @Test
    public void test3() {
        DataOutputStream dos = null;
        try {
            // 1.造流
            dos = new DataOutputStream(new FileOutputStream("data.txt"));
            
            // 2.写入操作
            dos.writeUTF("刘建辰");// 写入String
            dos.flush();// 刷新操作,将内存中的数据立即写入文件,也可以在关闭流时自动刷新
            dos.writeInt(23);// 写入int
            dos.flush();
            dos.writeBoolean(true);// 写入boolean
            dos.flush();
        } catch (IOException exception) {
            exception.printStackTrace();
        } finally {
            // 3.关闭流
            if (dos != null) {
                try {
                    dos.close();
                } catch (IOException exception) {
                    exception.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

    /*
    将文件中存储的基本数据类型变量和字符串读取到内存中,保存在变量中。
    注意点:读取不同类型的数据的顺序要与当初写入文件时,保存的数据的顺序一致!
     */
    @Test
    public void test4() {
        DataInputStream dis = null;
        try {
            // 1.造流
            dis = new DataInputStream(new FileInputStream("data.txt"));
            
            // 2.读取操作
            String name = dis.readUTF();// 读取String
            int age = dis.readInt();// 读取int
            boolean isMale = dis.readBoolean();// 读取boolean
            System.out.println("name = " + name);
            System.out.println("age = " + age);
            System.out.println("isMale = " + isMale);
        } catch (IOException exception) {
            exception.printStackTrace();
        } finally {
            // 3.关闭流
            if (dis!=null) {
                try {
                    dis.close();
                } catch (IOException exception) {
                    exception.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

对象流

ObjectInputStreamOjbectOutputSteam:用于存储和读取基本数据类型数据或对象的处理流。它的强大之处就是可以把 Java 中的对象写入到数据源中,也能把对象从数据源中还原回来。

  • 一般情况下,会把对象转换为 Json 字符串,然后进行序列化和反序列化操作,而不是直接操作对象。

序列化:用 ObjectOutputStream 类保存基本类型数据或对象的机制。

反序列化:用 ObjectInputStream 类读取基本类型数据或对象的机制。

ObjectOutputStream 和 ObjectInputStream 不能序列化 static 和 transient 修饰的成员变量

  • 在序列化一个类的对象时,如果类中含有 static 和 transient 修饰的成员变量,则在反序列化时,这些成员变量的值会变成默认值,而不是序列化时这个对象赋予的值。比如,Person 类含有一个 static 修饰的 String name 属性,序列化时,对象把 name 赋值为张三,在反序列化时,name 会变为 null。

    image-20210402151454756

对象序列化机制允许把内存中的 Java 对象转换成平台无关的二进制流(序列化操作),从而允许把这种二进制流持久地保存在磁盘上,或通过网络将这种二进制流传输到另一个网络节点。当其它程序获取了这种二进制流,就可以恢复成原来的 Java 对象(反序列化操作)。

  • 序列化的好处在于可将任何实现了 Serializable 接口的对象转化为字节数据,使其在保存和传输时可被还原。

  • 序列化是 RMI(Remote Method Invoke – 远程方法调用)过程的参数和返回值都必须实现的机制,而 RMI 是 JavaEE 的基础,因此序列化机制是 JavaEE 平台的基础。

  • 如果需要让某个对象支持序列化机制,则必须让对象所属的类及其属性是可序列化的,为了让某个类是可序列化的,该类必须实现如下两个接口之一。否则,会抛出 NotSerializableException 异常。

    • Serializable
    • Externalizable
  • 凡是实现 Serializable 接口的类都有一个表示序列化版本标识符的静态变量:

    • private static final long serialVersionUID;
    • serialVersionUID 用来表明类的不同版本间的兼容性。 简言之,其目的是以序列化对象进行版本控制,有关各版本反序列化时是否兼容。
    • 如果类没有显示定义这个静态常量,它的值是 Java 运行时环境根据类的内部细节自动生成的。此时,若类的实例变量做了修改,serialVersionUID 可能发生变化,则再对修改之前被序列化的类进行反序列化操作时,会操作失败。因此,建议显式声明 serialVersionUID。
      • 在某些场合,希望类的不同版本对序列化兼容,因此需要确保类的不同版本具有相同的 serialVersionUID;在某些场合,不希望类的不同版本对序列化兼容,因此需要确保类的不同版本具有不同的 serialVersionUID。
      • 当序列化了一个类实例后,后续可能更改一个字段或添加一个字段。如果不设置 serialVersionUID,所做的任何更改都将导致无法反序化旧有实例,并在反序列化时抛出一个异常;如果你添加了 serialVersionUID,在反序列旧有实例时,新添加或更改的字段值将设为初始化值(对象为 null,基本类型为相应的初始默认值),字段被删除将不设置。

简单来说,Java 的序列化机制是通过在运行时判断类的 serialVersionUID 来验证版本一致性的。在进行反序列化时,JVM 会把传来的字节流中的 serialVersionUID 与本地相应实体类的 serialVersionUID 进行比较,如果相同就认为是一致的,可以进行反序列化,否则就会出现序列化版本不一致的异常,即 InvalidCastException。

若某个类实现了 Serializable 接口,该类的对象就是可序列化的:

  • 创建一个 ObjectOutputStream。
    • public ObjectOutputStream(OutputStream out): 创建一个指定 OutputStream 的 ObjectOutputStream。
  • 调用 ObjectOutputStream 对象的writeObject(Object obj)输出可序列化对象。
  • 注意写出一次,操作flush()一次。

反序列化:

  • 创建一个 ObjectInputStream。
    • public ObjectInputStream(InputStream in): 创建一个指定 InputStream 的 ObjectInputStream。
  • 调用readObject()读取流中的对象。

强调:如果某个类的属性不是基本数据类型或 String 类型,而是另一个引用类型,那么这个引用类型必须是可序列化的,否则拥有该类型的 Field 的类也不能序列化。

  • 默认情况下,基本数据类型是可序列化的。String 实现了 Serializable 接口。

流程示意图:

image-20210403215448069

示例:

/**
 * Person需要满足如下的要求,方可序列化
 * 1.需要实现接口:Serializable
 * 2.当前类提供一个全局常量:serialVersionUID
 * 3.除了当前Person类需要实现Serializable接口之外,还必须保证其内部所有属性
 *   也必须是可序列化的。(默认情况下,基本数据类型可序列化)
 *
 * 补充:ObjectOutputStream和ObjectInputStream不能序列化static和transient修饰的成员变量
 */
public class Person implements Serializable {

    public static final long serialVersionUID = 475463534532L;

    private String name;
    private int age;
    private int id;
    private Account acct;

    public Person() {

    }

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public Person(String name, int age, int id) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.id = id;
    }

    public Person(String name, int age, int id, Account acct) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.id = id;
        this.acct = acct;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                ", id=" + id +
                ", acct=" + acct +
                '}';
    }

    public int getId() {
        return id;
    }

    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}

class Account implements Serializable {
    public static final long serialVersionUID = 4754534532L;

    private double balance;

    public Account(double balance) {
        this.balance = balance;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Account{" +
                "balance=" + balance +
                '}';
    }

    public double getBalance() {
        return balance;
    }

    public void setBalance(double balance) {
        this.balance = balance;
    }
}
/**
 * 对象流的使用
 * 1.ObjectInputStream 和 ObjectOutputStream
 * 2.作用:用于存储和读取基本数据类型数据或对象的处理流。它的强大之处就是可以把Java中的对象写入到数据源中,也能把对象从数据源中还原回来。
 *
 * 3.要想一个java对象是可序列化的,需要满足相应的要求。见Person.java
 *
 * 4.序列化机制:
 * 对象序列化机制允许把内存中的Java对象转换成平台无关的二进制流,从而允许把这种
 * 二进制流持久地保存在磁盘上,或通过网络将这种二进制流传输到另一个网络节点。
 * 当其它程序获取了这种二进制流,就可以恢复成原来的Java对象。
 */
public class ObjectInputOutputStreamTest {
    /*
    序列化过程:将内存中的Java对象保存到磁盘中或通过网络传输出去
    使用ObjectOutputStream实现
     */
    @Test
    public void testObjectOutputStream() {
        ObjectOutputStream oos = null;

        try {
            // 1.造流
            oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("object.dat"));

            // 2.序列化:写操作
            oos.writeObject(new String("我爱北京天安门"));
            oos.flush();// 刷新操作

            oos.writeObject(new Person("王铭", 23));
            oos.flush();

            oos.writeObject(new Person("张学", 23, 1001, new Account(5000)));
            oos.flush();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (oos != null) {
                // 3.关闭流
                try {
                    oos.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

    /*
    反序列化:将磁盘文件中的对象还原为内存中的一个Java对象
    使用ObjectInputStream来实现
     */
    @Test
    public void testObjectInputStream() {
        ObjectInputStream ois = null;
        try {
            // 1.造流
            ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("object.dat"));

            // 2.反序列化:读操作
            // 文件中保存的是不同类型的对象,反序列化时,需要与序列化时的顺序一致
            Object obj = ois.readObject();
            String str = (String) obj;
            System.out.println(str);

            Person p = (Person) ois.readObject();
            System.out.println(p);

            Person p1 = (Person) ois.readObject();
            System.out.println(p1);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (ois != null) {
                try {
                    ois.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

面试题:谈谈你对java.io.Serializable接口的理解,我们知道它用于序列化,是空方法接口,还有其它认识吗?

  • 实现了 Serializable 接口的对象,可将它们转换成一系列字节,并可在以后完全恢复回原来的样子。 这一过程亦可通过网络进行。这意味着序列化机制能自动补偿操作系统间的差异。换句话说,可以先在 Windows 机器上创建一个对象,对其序列化,然后通过网络发给一台 Unix 机器,然后在那里准确无误地重新 "装配"。不必关心数据在不同机器上如何表示,也不必关心字节的顺序或者其他任何细节。
  • 由于大部分作为参数的类如 String 、Integer 等都实现了java.io.Serializable接口,也可以利用多态的性质,作为参数使接口更灵活。

随机存取文件流

RandomAccessFile声明在java.io包下,但直接继承于java.lang.Object类。并且它实现了 DataInput、DataOutput 这两个接口,也就意味着这个类既可以读也可以写。

RandomAccessFile 类支持随机访问的方式,程序可以直接跳到文件的任意地方来读、写文件。

  • 支持只访问文件的部分内容。
  • 可以向已存在的文件后追加内容。

RandomAccessFile 对象包含一个记录指针,用以标示当前读写处的位置。RandomAccessFile 类对象可以自由移动记录指针:

  • long getFilePointer():获取文件记录指针的当前位置。
  • void seek(long pos):将文件记录指针定位到 pos 位置。

构造器:

  • public RandomAccessFile(File file, String mode)
  • public RandomAccessFile(String name, String mode)

创建 RandomAccessFile 类实例需要指定一个 mode 参数,该参数指定 RandomAccessFile 的访问模式:

  • r:以只读方式打开。

  • rw:打开以便读取和写入。

  • rwd:打开以便读取和写入;同步文件内容的更新。

  • rws:打开以便读取和写入;同步文件内容和元数据的更新。

  • JDK 1.6 上面写的每次 write 数据时,rw 模式,数据不会立即写到硬盘中,而 rwd 模式,数据会被立即写入硬盘。如果写数据过程发生异常,rwd 模式中已被 write 的数据会被保存到硬盘,而 rw 模式的数据会全部丢失。

  • 如果模式为只读 r,则不会创建文件,而是会去读取一个已经存在的文件,如果读取的文件不存在则会出现异常。 如果模式为读写 rw,如果文件不存在则会去创建文件,如果存在则不会创建。

RandomAccessFile 的应用:我们可以用 RandomAccessFile 这个类,来实现一个多线程断点下载的功能,用过下载工具的朋友们都知道,下载前都会建立两个临时文件,一个是与被下载文件大小相同的空文件,另一个是记录文件指针的位置文件,每次暂停的时候,都会保存上一次的指针,然后断点下载的时候,会继续从上一次的地方下载,从而实现断点下载或上传的功能,有兴趣的朋友们可以自己实现下。

示例:

/**
 * RandomAccessFile的使用
 * 1.RandomAccessFile直接继承于java.lang.Object类,实现了DataInput和DataOutput接口
 * 2.RandomAccessFile既可以作为一个输入流,又可以作为一个输出流
 *
 * 3.如果RandomAccessFile作为输出流时,写出到的文件如果不存在,则在执行过程中自动创建。
 *   如果写出到的文件存在,则会对原有文件内容进行覆盖。(默认情况下,从头覆盖)
 *
 * 4. 可以通过相关的操作,实现RandomAccessFile“插入”数据的效果
 */
public class RandomAccessFileTest {
    /*
    使用RandomAccessFile实现文件的复制
     */
    @Test
    public void test1() {
        RandomAccessFile raf1 = null;
        RandomAccessFile raf2 = null;
        try {
            // 1.造流
            raf1 = new RandomAccessFile(new File("爱情与友情.jpg"), "r");
            raf2 = new RandomAccessFile(new File("爱情与友情1.jpg"), "rw");

            // 2.读写操作
            byte[] buffer = new byte[1024];
            int len;
            while ((len = raf1.read(buffer)) != -1) {
                raf2.write(buffer, 0, len);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            // 3.关闭流
            if (raf1 != null) {
                try {
                    raf1.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if (raf2 != null) {
                try {
                    raf2.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

    /*
    使用RandomAccessFile实现文件内容的覆盖和追加
     */
    @Test
    public void test2() {
        RandomAccessFile raf1 = null;
        try {
            // hello.txt内容为:abcdefghijklmn
            File file = new File("hello.txt");
            raf1 = new RandomAccessFile(file, "rw");

            raf1.write("123".getBytes());// 从头开始覆盖:123defghijklmn
            raf1.seek(5);// 将指针调到角标为5的位置,角标从0开始
            raf1.write("456".getBytes());// 从角标为5处开始覆盖:123de456ijklmn
            raf1.seek(file.length());// 将指针调到文件末尾
            raf1.write("789".getBytes());// 在文件末尾追加:123de456ijklmn789
        } catch (IOException exception) {
            exception.printStackTrace();
        } finally {
            if (raf1 != null) {
                try {
                    raf1.close();
                } catch (IOException exception) {
                    exception.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

    /*
    使用RandomAccessFile实现数据的插入效果
     */
    @Test
    public void test3() {
        RandomAccessFile raf1 = null;
        try {
            // hello.txt内容为:abcdefghijklmn
            File file = new File("hello.txt");
            raf1 = new RandomAccessFile(file, "rw");

            // 将指针调到角标为3的位置,从此处开始读入文件的数据
            raf1.seek(3);

            // 方法一:保存指针3后面的所有数据到StringBuilder中
            /*StringBuilder builder = new StringBuilder((int) file.length());
            byte[] buffer = new byte[20];
            int len;
            while ((len = raf1.read(buffer)) != -1) {
                builder.append(new String(buffer, 0, len));
            }*/

            // 方法二:保存指针3后面的所有数据到ByteArrayOutputStream中
            ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
            byte[] buffer = new byte[10];
            int len;
            while ((len = raf1.read(buffer)) != -1) {
                baos.write(buffer, 0, len);
            }

            // 经过上面的读操作后,指针位置移到了文件的末尾处
            // 调回指针,写入"123",实际上是覆盖原文件内容
            raf1.seek(3);
            raf1.write("123".getBytes());// abc123ghijklmn

            // 经过上面的写入操作,指针位置已到了123后,紧接着:
            // 方法一:将StringBuilder中的数据写入到文件中,实际上是覆盖123后的内容
            // raf1.write(builder.toString().getBytes());// abc123defghijklmn
            // 方法二:将ByteArrayOutputStream中的数据写入到文件中
            raf1.write(baos.toString().getBytes());// abc123defghijklmn
        } catch (IOException exception) {
            exception.printStackTrace();
        } finally {
            if (raf1 != null) {
                try {
                    raf1.close();
                } catch (IOException exception) {
                    exception.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

I/O 流的关闭

一个流绑定了一个文件句柄(或网络端口),如果流不关闭,该文件(或端口)将始终处于被锁定(不能读取、写入、删除和重命名)状态,导致占用大量系统资源却没有释放,因此,必须要关闭流。

同时,在程序中打开的文件 I/O 资源不属于内存里的资源,垃圾回收机制无法回收该资源,所以,需要显式关闭文件 I/O 资源。

try-catch-finally

语法格式:

try {
     // 声明并初始化资源
     ResourceType resource1 = createResource1();
     ResourceType resource2 = createResource2()
 } catch (ExceptionType1 e1) {
     // 处理异常类型 1
 } catch (ExceptionType2 e2) {
     // 处理异常类型 2
 } finally {
    // 在 finally 中关闭流
    if (resource1!= null) {
         try {
             resource1.close();
         } catch (IOException e) {
             // 处理关闭文件流时的异常
         }
     }
    
    if (resource2!= null) {
         try {
             resource2.close();
         } catch (IOException e) {
             // 处理关闭文件流时的异常
         }
     }
}
  • 流一定要在 finally 语句中关闭,防止出现异常,导致无法关闭。
  • 流关闭时,需要注意关闭的顺序,先声明的流后关闭

try-catch-resources

try-catch-resources:是 Java 7 中引入的一种异常处理机制,用于自动关闭实现了java.lang.AutoCloseable接口(在 Java 7 中)或java.io.Closeable接口(在 Java 7 之前就存在,AutoCloseable 是 Closeable 的子接口)的资源。这些资源通常包括文件流(如 FileInputStream、FileOutputStream)、数据库连接(如 Connection)、网络连接等。

传统的资源管理在异常处理时可能会比较复杂,需要在 finally 块中手动关闭资源,以确保资源被正确释放,防止资源泄漏。而 try-catch-resources 简化了这个过程,它能够自动关闭资源,即使在 try 块中发生了异常。

语法格式:

 try (
     // 在这里声明并初始化需要自动关闭的资源,可以声明多个资源,以 ; 隔开
     ResourceType resource1 = createResource1();
     ResourceType resource2 = createResource2()) {
     // 使用资源进行操作,可能会抛出异常的代码块
 } catch (ExceptionType1 e1) {
     // 处理异常类型 1
 } catch (ExceptionType2 e2) {
     // 处理异常类型 2
 }

原文链接

https://github.com/ACatSmiling/zero-to-zero/blob/main/JavaLanguage/java-advanced.md

标签:文件,Java,String,高级,File,Path,new,public
From: https://www.cnblogs.com/acatsmiling/p/18445229

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