【JavaEE】文件操作和IO
1 什么是文件？
针对硬盘这种持久化存储的I/O设备，当我们想要进行数据保存时，往往不是保存成一个整体，而是独立成一个个的单位进行保存，这个独立的单位就被抽象成文件的概念
2 文件路径
文件路径就是指咱们文件系统中一个文件/目录（文件夹）的具体位置
由于文件系统是以树形结构来组织文件和目录，所以文件路径就是从树根节点出发，沿着树杈往下走，直到到达目标文件，这中间所经过的内容
2.1 绝对路径
Windows是从“此电脑”开始的，表示路径的时候可以忽略“此电脑”，直接从盘符开始
例如：F:\人工智能程序设计\我的python案例\Test1.py
实际表示路径是通过字符串来表示，每个目录之间使用‘/’（斜杠）来分割.(只有Windows采用‘\’(反斜杠)来分割)
从盘符开始一层层往下找，这个过程，得到的路径就叫绝对路径
2.2 相对路径
从给定的目标开始，一层一层往下找，这个过程得到的路径就是相对路径
eg:
其中：
‘.’是一个特殊符号，在相对路径中代表当前目录
‘. .’表示当前目录的上级目录
3 文本文件和二进制文件
文本文件存储的是被字符集编码的文本
二进制文件存储的是二进制文件，不被字符集限制
4 文件系统操作
java标准库给我们提供了File类，File对象是对硬盘上一个文件的抽象
（文件是储存在硬盘上的，直接用代码操作硬盘不方便，就在内存中创建一个对应的对象，操作这个内存中的对象就可以间接的影响到硬盘中的文件的情况了~~遥控器）
4.1 构造File对象
构造的过程可以使用相对路径/绝对路径来进行初始化，这个路径指向的文件可以是真实存在的也可以是不存在的
4.2 File提供的方法
get方法代码演示：
import java.io.File;
import java.io.IOException;
public class IO_Test1 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
File file = new File("./cat.jpg");
System.out.println(file.getParent()); //返回 File 对象的父目录文件路径
System.out.println(file.getName()); //返回 FIle 对象的纯文件名称
System.out.println(file.getPath()); //返回 File 对象的文件路径
System.out.println(file.getAbsolutePath()); //返回 File 对象的绝对路径
System.out.println(file.getCanonicalPath()); //返回 File 对象的修饰过的绝对路径
}
}
普通文件的创建和删除：
import java.io.File;
import java.io.IOException;
public class IO_Test2 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 在相对路径中, ./ 通常可以省略
File file = new File("hello_IO.txt"); // 该文件不存在
System.out.println(file.exists()); //判断 File 对象描述的文件是否真实存在
System.out.println(file.isDirectory()); //判断 File 对象代表的文件是否是一个目录
System.out.println(file.isFile()); //判断 File 对象代表的文件是否是一个普通文件
//创建文件
file.createNewFile(); //根据 File 对象，自动创建一个空文件。成功创建后返回 true
//创建后该文件存在
System.out.println(file.exists()); //判断 File 对象描述的文件是否真实存在
System.out.println(file.isDirectory()); //判断 File 对象代表的文件是否是一个目录
System.out.println(file.isFile()); //判断 File 对象代表的文件是否是一个普通文件
//删除文件
file.delete();
System.out.println("删除文件之后");
System.out.println(file.exists());
}
}
5 文件内容操作
5.1 字符流
什么是字符流？
针对文本文件，提供了一组类，统称为“字符流”
典型代表：Reader , Writer。 读写的基本单位是字符
InputStream使用方法
打开文件和关闭文件
InputStream是抽象类:
关于 InputStream 的实现类有很多,我们现在只关心从文件中读取，所以使用 FileInputStream类
InputStream inputStream = new FileInputStream("f:/test.txt");
注意！！！：这里有了打开文件的操作，后面需要手动释放资源（文件描述符）！！！！ inputStream.close();
进程的PCB结构中又“文件描述符表”，其记录了当前进程都打开了哪些文件，每次打开文件，就会在表中申请到一个位置~这个表可以视为一个数组，数组的下标就是文件描述符，数组元素就是这个文件在内核中的结构体的表示。
由于这个表长度是有限的不能无休止的打开又不释放，一旦满了再尝试打开就会打开失败，造成文件资源泄露！！！
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
public class IO_Test3 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 这个过程, 相当于 C 中的 fopen , 文件的打开操作
InputStream inputStream = new FileInputStream("f:/test.txt");
inputStream.close();
}
}
执行中间，可能会出一些问题，比如return或者抛异常，就会导致close执行不到！
所以我们使用try...finally
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
public class IO_Test3 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 这个过程, 相当于 C 中的 fopen , 文件的打开操作
InputStream inputStream = null;
try {
inputStream = new FileInputStream("f:/test.txt");
}
finally {
inputStream.close();
}
}
}
但是上面这个代码太麻烦了（丑）
我们使用try with resources （带有资源的try操作，会在try结束自动执行close关闭操作）
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
public class IO_Test3 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
try(InputStream inputStream = new FileInputStream("f:/test.txt")) {
//打开文件和关闭文件
}
}
}
读文件：
InputStream提供的read方法有三个版本：
其中read的无参数版本是一次读一个字节（一次返回一个字节）
但是我们需要用int来接受read的返回值====>
int b = inputStream.read();
完整代码：
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
public class IO_Test3 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
try(InputStream inputStream = new FileInputStream("f:/test.txt")) {
//读文件
// read 一次返回的是一个字节. 但是此处的返回值类型是 int !!!
while (true) {
int b = inputStream.read();
if (b == -1) {
// 读到末尾了, 结束循环即可
break;
}
System.out.printf("%x\n", b);
}
}
}
}
写文件
package io;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
public class IODemo7 {
public static void main(String[] args) {
try (OutputStream outputStream = new FileOutputStream("d:/test.txt")) {
outputStream.write(97);
outputStream.write(98);
outputStream.write(99);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
6 文件操作案例
扫描指定目录，并找到名称或者内容中包含指定字符的所有普通文件（不包含目录）
解：
import java.io.*;
import java.util.Scanner;
public class IO_Test4 {
public static void main(String[] args) {
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
// 1. 先让用户指定一个要搜索的根目录
System.out.println("请输入要扫描的根目录: ");
File rootDir = new File(scanner.next());
if (!rootDir.isDirectory()) {
System.out.println("输入有误, 您输入的目录不存在!");
return;
}
// 2. 让用户输入一个要查询的词.
System.out.println("请输入要查询的词: ");
String word = scanner.next();
// 3. 递归的进行目录/文件的遍历了
scanDir(rootDir, word);
}
private static void scanDir(File rootDir, String word) {
// 列出当前的 rootDir 中的内容. 没有内容, 直接递归结束
File[] files = rootDir.listFiles();
if (files == null) {
// 当前 rootDir 是一个空的目录, 这里啥都没有.
// 没必要往里递归了
return;
}
// 目录里有内容, 就遍历目录中的每个元素
for (File f : files) {
System.out.println("当前搜索到: " + f.getAbsolutePath());
if (f.isFile()) {
// 是普通文件
// 打开文件, 读取内容, 比较看是否包含上述关键词
String content = readFile(f);
if (content.contains(word)) {
System.out.println(f.getAbsolutePath() + " 包含要查找的关键字!");
}
} else if (f.isDirectory()) {
// 是目录
// 进行递归操作
scanDir(f, word);
} else {
// 不是普通文件, 也不是目录文件, 直接跳过
continue;
}
}
}
private static String readFile(File f) {
// 读取文件的整个内容, 返回出来.
// 使用字符流来读取. 由于咱们匹配的是字符串, 此处只能按照字符流处理, 才是有意义的.
StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
try (Reader reader = new FileReader(f)) {
// 一次读一个字符, 把读到的结果给拼装到 StringBuilder 中. 统一转成 String
while (true) {
int c = reader.read();
if (c == -1) {
break;
}
stringBuilder.append((char)c);
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
return stringBuilder.toString();
}
}