Java EE｜File类的常用方法和InputStream, OutputStream 的用法
File类常用方法
在Java中通过File对象描述一个文件（结点，结点对应的文件是否存在不一定）
构造方法
public static void main(String[] args) {
// 1. 绝对路径的方式创建
// 1.1 直接传入字符串的路径即可
File file1 = new File("/Users/harley/Desktop/code/FileTest/a/a.txt");
// 1.2 传入父路径 + 子路径
File file2 = new File("/Users/harley/Desktop/code/FileTest/b", "b.txt");
// 1.3 以File传入 parent
File parent = new File("/Users/harley/Desktop/code/FileTest");
File file3 = new File(parent, "c.txt");
}
获取文件属性
判断文件是否存在的方法：
boolean exist()：判断文件是否真实存在boolean isDirectory()：文件存在 && 文件是文件夹的时候返回trueboolean isFile()：文件存在 && 文件是普通文件
代码示例：
public static void main(String[] args) throws IOException {
File file1 = new File("/Users/harley/Desktop/code/FileTest/hello.txt");
System.out.println(file1.exists());// false
file1.createNewFile();
System.out.println(file1.isDirectory());// false
System.out.println(file1.isFile());// true
}
获取文件的方法：
- 提取文件名称：
public String getName()，该方法不区分目录与普通文件- 得到父结点路径：
public String getParent()- 获得父目录的文件对象：
public File getParentFile()
代码示例2：
public static void main(String[] args) throws IOException {
File file = new File("/Users/././harley/Desktop/code/../code/FileTest/test.txt");
System.out.println(file.getName());
System.out.println(file.getParent());
System.out.println(file.getParentFile().getCanonicalPath());
}
// 执行结果
test.txt
/Users/././harley/Desktop/code/../code/FileTest
/Users/harley/Desktop/code/FileTest
得到该文件最后一次被修改的时间：public long lastModified()，返回值以时间戳timestamp的形式表示
timestamp代表从1970 - 01-01开始到某一时间经过的秒数（毫秒）
通过调用
System.currentTimeMIllis()方法可以获取到当前的时间戳
public long length()：获取文件的大小
int compareTo(File pathname)：按字典序比较两个抽象路径名
获取文件标准路径
public String getAbsolutePath()：获取绝对路径public File getAbsoluteFile()：获取绝对路径下的文件public String getCanonicalPath()：获取标准路径public File getCanonicalFile()：获取标准路径下得文件
absolute path和canonical path的区别：
public static void main(String[] args) throws IOException {
File file = new File("/Users/././harley/Desktop/code/../code/FileTest/test.txt");
System.out.println(file.exists());// true
System.out.println(file.getAbsolutePath());
System.out.println(file.getCanonicalPath());
}
// 执行结果
/Users/././harley/Desktop/code/../code/FileTest/test.txt
/Users/harley/Desktop/code/FileTest/test.txt
对文件树结构的修改
-
public boolean createNewFile()：当且仅当此的文件尚不存在时，才以原子方式创建一个以此抽象路径名命名的新的空文件返回true：创建成功
返回false：创建失败（文件已经存在）
抛出IOException：发生了IO异常（最常见的，是文件应该在的目录现在还不存在）
代码示例：
public static void main(String[] args) throws IOException {
File file4 = new File("/Users/harley/Desktop/code/FileTest/d.txt");
System.out.println(file4.createNewFile());// true
System.out.println(file4.createNewFile());// false
}
// 第一次创建文件的时候成功了，后面因为文件已经存在因此不会再创建文件了
执行后的文件目录：
如果在不存在的目录下创建文件，会发生什么情况：
还有两个文件的创建方法：
public static File createTempFile(String prefix, String suffix)：在默认临时文件目录中创建一个空文件，使用给定的前缀和后缀生成其名称public static File createTempFile(String prefix, String suffix, File directory)：在指定目录中创建新的空文件，使用给定的前缀和后缀字符串生成其名称
删除方法：
public boolean delete()：立即删除文件，只有当文件目录是正确的情况下删除成功并返回true，其他情况比如非空目录是无法删除的，回返回falsepublic void deleteOnExit()：在JVM退出时才真正删除
删除单个文件的代码示例：
public static void main(String[] args) throws IOException {
File file1 = new File("/Users/harley/Desktop/code/FileTest/d.txt");
// 在d目录下创建一个文本文件 d.txt，然后再删除
System.out.println(file1.createNewFile());// true
System.out.println(file1.delete());// true
}
如果想要删除非空目录，先采用深度优先遍历，删除这个目录下的所有子孙，让这个目录变成空目录，然后再删除该目录
删除非空目录的代码示例：
public static void main(String[] args) throws IOException {
File file = new File("/Users/harley/Desktop/code/FileTest/c/");
// 删除c目录下的1目录
traversal(file);
file.delete();
}
private static void traversal(File dir) throws IOException {
File[] files = dir.listFiles();// 查看这个目录下得所有孩子
for(File file : files) {
if(file.isDirectory()) {
// 如果这个孩子也是个目录，就继续深度优先遍历
System.out.println(file.getCanonicalPath() + "/");
traversal(file);
// 当深度优先遍历完成时，该目录为空，可删除
file.delete();
}else {
System.out.println(file.getCanonicalPath());// 得到这个文件的一个标准路径(去除一切无意义的.和..)
file.delete();
}
}
}
删除前，我们看看c目录下的所有文件
由于是深度优先遍历所以一旦碰到目录，就先将碰到的目录遍历完再遍历自己目录中剩下的
去掉file.delete()的注释，执行代码，删除c目录下所有文件
一切针对树的操作，都需要自己写代码搞定，JDK中只提供了对结点的操作，没有提供针对一棵树的操作
调用delete()方法删除的文件，是不进入回收站的，而是真正的删除，OS上的回收站，实际上缴就是把文件剪切到一个固定目录
创建目录文件(make directory)：
boolean mkdir()：创建目录，如果目录已经存在或者路径上的父目录还不存在，则创建失败boolean mkdirs()：创建目录，一并把路径中目前还不存在的目录都创建出来
代码示例:
public static void main(String[] args) {
File file = new File("/Users/harley/Desktop/code/FileTest/c/d/e");
// c目录不存在
System.out.println(file.mkdir());// false
System.out.println(file.mkdirs());// true
}
文件重命名：boolean renameTo()
重命名有两个效果，第一个效果是修改文件名称，第二个效果是更改文件位置，即剪切和粘贴
public static void main(String[] args) {
File file = new File("/Users/harley/Desktop/code/FileTest/test.txt");
File dest = new File("/Users/harley/Desktop/code/FileTest/test/dest.txt");
System.out.println(file.renameTo(dest));// true
}
// 通过renameTo方法，我们即修改了文件名，还把文件的位置移动到了test目录下
获取目录下得所有孩子文件
public File[] listFiles() ，通过该方法可以返回目录下的所有孩子
该方法的几种返回结果：
如果目录为空，则返回空数组
如果该文件不是目录或发生IO异常，则返回null
代码示例：
public static void main(String[] args) throws IOException {
File file = new File("/Users/harley/Desktop/code/FileTest/a");
File[] files = file.listFiles();
System.out.println(Arrays.toString(files));// [/Users/harley/Desktop/code/FileTest/a/.DS_Store, /Users/harley/Desktop/code/FileTest/a/a.txt]
File file1 = new File("/Users/harley/Desktop/code/FileTest/test");
File[] files1 = file1.listFiles();
System.out.println(Arrays.toString(files1));// []
File file2 = new File("/Users/harley/Desktop/code/FileTest/test.txt");
File[] files2 = file2.listFiles();
System.out.println(Arrays.toString(files2));// null
}
我们可以通过该方法对文件系统的进行遍历
// 深度优先遍历(更常见)
private static void traversalDepthFirst(File dir) throws IOException {
// 1. 找到这个目录下得所有孩子
File[] files = dir.listFiles();
if(files == null) {
return;
}
// 2. 针对每个孩子，判断目录还是文件
for(File file : files) {
if(file.isDirectory()) {
// 如果是个目录，则继续地柜取遍历处理
System.out.println("[D] " + file.getCanonicalPath());
traversalDepthFirst(file);
}else {
System.out.println("[F] " + file.getCanonicalPath());
}
}
}
// 广度优先遍历
private static void traversalBroadFirst(File dir) throws IOException {
Deque<File> queue = new LinkedList<>();
queue.offer(dir);
while(!queue.isEmpty()) {
File file = queue.poll();
if(file.isDirectory()) {
System.out.println("[D] " + file.getCanonicalPath());
File[] files = file.listFiles();
if(files == null) {
continue;
}
for(File file1 : files) {
queue.offer(file1);
}
}else {
System.out.println("[F] " + file.getCanonicalPath());
}
}
}
获取所有根目录: public static File[] listRoots(), 该方法是个静态方法
内容的读写
读取/输入
- 直接读取（以二进制数据的方式读取，表现在代码中byte为单位）
- 文本读取
「InputStream类」
- 该类位于
java.io.InputStream包下，直译过来就是输入流- 本身是一个抽象类，真正使用过程中要依赖这个抽象的具体实现子类，常用的子类就是FileInputStream这个文件的输入流
- 其抽象模型就类似于一个水龙头（InputStream），打开水龙头，由水塔（Input Device或模拟的Input Device）供水输出数据流，然后我们将这些数据流拿个桶（byte数组）接起来
- 需要关闭资源
FileInputStream类下常用的构造方法：
public FileInputStream(File file) throws FileNotFoundException：打开file所在的文件public FileInputStream(String name) throws FileNotFoundException：打开路径所在位置的文件
代码示例：
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 向上转型
InputStream is = new FileInputStream("/Users/harley/Desktop/code/FileTest/hello.txt");
// 准备好一个水桶
byte[] buf = new byte[1024];// 1024代表最多读取并存储1024滴(字节)的水，即桶的容量
// 拿着桶取接水
// 这里的n代表这次真正接到了多少滴(字节)水
// n一定是小于等于1024 && n >= 0
int n = is.read(buf);
byte[] bytes = Arrays.copyOf(buf, n);
for(byte b : bytes) {
System.out.printf("%02x ", b);
}
is.close();
}
// 执行结果
68 65 6c 6c 6f 20 77 6f 72 6c 64 0a 77 65 20 61 72 65 20 6c 65 61 72 6e 69 6e 67
执行结果对应：
hello world \n we are learning
windows下得换行默认是\r\n，也写作CRLF，分别对应0x0D和0x0A，OSX操作系统下，换行仅为\n，对应0x0A
EOS：
假设现在输入流的一段不是水塔，而是一个人在往输入流里倒水
那么除了接水（接受数据）之外，我们还需要一个明确的信号来判断以后会不会有新的数据了
因为我们在接水的时候，可能一滴水都没接到，但是我们不知道未来还会不会有水来
因此我们引入一个信号EOS - End Of Stream，在代码中，使用-1表示这个信号，因为正常来说，水的数量应该是大于等于0的，所以检测到输入为-1时，就说明不会有新数据来了
理解EOS之后，来看一下上面用到过的读取文件的方法：
abstract int read()方法：一次只接一滴水，返回的是下个字节的数据，当返回值是EOS（-1）时，表示以后没有水了int read(byte[] b)方法：一次接很多水，需要提前准备好桶（即byte[]数组），返回值是本次接到了多少水，当返回值是EOS（-1）时，表示以后没有水了
代码示例：
// read()方法测试
public static void main(String[] args) throws Exception {
InputStream is = new FileInputStream("/Users/harley/Desktop/code/FileTest/hello.txt");
while(true) {
int data = is.read();
if(data == -1) {
break;
}
byte b = (byte) data;
System.out.printf("%02x ", b);
}
is.close();
}
// read(byte[] b)方法测试
public static void main(String[] args) throws Exception {
InputStream is = new FileInputStream("/Users/harley/Desktop/code/FileTest/hello.txt");
byte[] buf = new byte[5];// 一次最多存5个字节的数据
while(true) {
int n = is.read(buf);
// n == 0 只是本次没数据，以后还有
// n == -1 本次包括以后都没有数据了
if(n == -1) {
break;
}
for (int i = 0; i < n; i++) {
byte b = buf[i];
System.out.printf("%02x ", b);
}
}
}
// 两次的执行结果都是
68 65 6c 6c 6f 20 77 6f 72 6c 64 0a 77 65 20 61 72 65 20 6c 65 61 72 6e 69 6e 67
一点小细节：
通过
read(byte[] b)方法读取数据的时候，只是把byte数组中的数据给覆盖了，上述代码中，byte数组的大小仅为5，对于有27个字节的文件来说需要读取6次，最后一次读取的时候，只读了2个字节的数据，那么后面三个字节是上次读取时的数据因此我们在打印的时候，按照本次读取到的数据数量进行打印，而不是对整个byte数组进行打印
try - with- resources语法糖
// 正常情况下是这么写的
try {
// code...
} catch (SomeException e) {
// code...
} finally {
if(is != null)
is.close();
}
// try-with-resources写法
try (InputStream is = ...) {// 连接资源
// code...
} catch (SomeException e) {
// code
}// 无需主动关闭资源，编译的时候，会自动加上is.close()
凡是需要关闭资源的，都可以使用这种写法
处理文本数据（字符数据）
分清字符集（char set）和字符编码规则（char encoding）的概念
计算机的中数据都是数字（有范围的整数），包括图像、声音、文字的本质都是数字
事先规定一个数字范围，给范围内的每个数字都唯一标定一个字符，比如[0,10)，每个数字对应一个字符，然后拿到一串数字，将每个数字和字符相对应，就能得到一个字符串
这种编码的规则就称为字符集，但是现实中我们不会每个人都定义自己的字符集，因为这对别人来说是没有意义的
所以，总是有标准委员会来规定好一个字符集，大家都遵守这个字符集，所以就有了各种各样的标准字符集
最常用的就是ASCII和Unicode
但是ASCII的表示范围有限，所以就有了Unicode数量在[0,2^32)之间，可以说ASCII就是Unicode的子集
每个ASCII码占1个字节，每个Unicode码占4个字节，但实际上很多时候我们存储字符只需要ASCII那样一个字节就够了，如果真的按照4个字节存储，就会有很多空间浪费，因此就出现了不同的编码规则，比如UTF-32、UTF-16、UTF-8、GBK
我们常用的是UTF-8（变长的编码规则），一个字符占用的空间1~4不等，ASCII范围内的，仍然是1个字节，中文的一般是3个字节
乱码的问题
看图：
我们可以通过String的构造方法，实现Unicode到给定编码规则的解码
public String(byte bytes[], int offset, int length, String charsetName)，传入一个byte数组，偏移量和长度，以及编码规则
代码示例：
public static void main(String[] args) throws IOException {
try(InputStream is = new FileInputStream("../FileTest/hello.txt")) {
byte[] buf = new byte[1024];
int n = is.read(buf);
String str = new String(buf, 0, n, "UTF-8");
System.out.println(str);// 我
// 乱码
String str1 = new String(buf, 0, n, "GBK");
System.out.println(str1);// 鎴�
}
}
我们还能通过Scanner类来进行解码，我们常用的Scanner的构造方法是：
public Scanner(InputStream source)，平时我们传入的参数都是System.in即通过终端，这说明System.in的类型就是一个InputStream类
既然传入的参数是个输入流，我们就可以这么写：
public static void main(String[] args) throws Exception {
try (InputStream is = new FileInputStream("../FileTest/hello.txt")) {
try (Scanner scanner = new Scanner(is, "UTF-8")) {
while(scanner.hasNextLine()){
String line = scanner.nextLine();// 默认去掉了换行符
System.out.println("|" + line + "|");
}
}
}
}
// 执行结果
|我|
|喜欢|
|写|
|代码|
这种写法的抽象模型还是那个水龙头，只不过在水龙头的出水口加了一个过滤器(字符编码规则)，得到的结果就是经过解码之后的值
还有个问题：
public static void main(String[] args) {
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
// 直接敲回车，意思是这次没有输入，但是以后还会以，因此不会结束，继续等待输入
// 想要结束输入的一种方法(IDEA中:ctrl/cmd + D, 终端中:ctrl/cmd + Z)，即传入EOS
while(scanner.hasNextLine()) {
String str = scanner.nextLine();
System.out.println(str);
}
}
写入/输出
输出使用OutputStream类，它的模型类似于一个下水道，井盖下的管道（OutputStream）接到一个处理数据的地方
OutputStream的一个子类是FileOutputStream，该子类自带一个功能：
如果文件之前不存在，就会进行创建（创建可能失败：1.权限不够；2.路径上的目录不存在）
如果文件之前存在，会清空之前的文件内容，重新写入
由于内存的写速度远远快于硬盘的写速度，所以，为了平衡这个速度之差，一般通过“缓冲区buffer”来处理
就好像你想吃雪糕，比起每次想吃的时候跑过去买，不如一次性买一大堆回来存到冰箱里慢慢吃，这样就减少了我们去超市购买雪糕的频率了
缓冲区也是这么处理数据的，内存不会每次读到数据就往硬盘里存，这样每次都要等前一个数据写完再写下一个，速度很满，因此准备好内存的一块区域即缓冲区，先存一部分数据，然后一次性写到硬盘中，这个把缓冲区的数据写入硬盘的操作称为“刷盘”
三种情况下，会进行刷盘操作：
- 缓冲区满了或者达到一定阈值
- 每过一段时间刷盘一次
- 进程主动刷盘
极端情况下，可能把数据写入缓冲区的时候，其中部分数据正好遇上刷盘，就直接写到硬盘里了，而另一部分数据则遗留在缓冲区，如果这个时候关闭输出资源，就没有把所有数据写入硬盘
因此，为了确保把缓冲区内可能遗留的数据全部写入Output设备中，我们在关闭资源之前，手动进行一次“刷盘”操作
代码示例1：
public static void main(String[] args) throws IOException {
try (OutputStream os = new FileOutputStream("../FileTest/test/word.txt")) {
// 0xe6 0x88 0x91是'我'的UTF-8编码的字节序列
os.write(0xe6);
os.write(0x88);
os.write(0x91);
os.flush();// 关闭之前，手动刷盘
}
}
写完之后，在test目录下创建了一个word文件，并写入数据：
代码示例2：
public static void main(String[] args) throws IOException {
try (OutputStream os = new FileOutputStream("../FileTest/test/word.txt")) {
os.write(0x20);
os.write(0x0a);
os.write(0x65);
os.write(0x65);
os.write(0x65);
os.flush();
}
}
再次写入的时候，会清空文件内容，重新写入：
所以我们很少使用createNewFile文件，因为这是个空文件，没什么用，更多还是使用Scanner的构造方法来创建文件
同时，我们可以一次写多个文件
public static void main(String[] args) throws IOException {
try (OutputStream os = new FileOutputStream("../FileTest/test/word.txt")) {
byte[] buf = {0x65, 0x65, 0x20, 0x65, 0x0a, (byte)0xe6, (byte)0x88, (byte)0x91};
// os.write(buf);// 一次将buf全部写入
os.write(buf, 2, 3);// 从下标为2的位置开始写，写3个
os.flush();
}
}
想要直接写入字符我们通过一个抽象类Writer的实现类OutputStreamWriter：
public static void main(String[] args) throws IOException {
try (OutputStream os = new FileOutputStream("../FileTest/test/word.txt")) {
try (Writer writer = new OutputStreamWriter(os, "UTF-8")) {
writer.write("你好世界\n");
writer.write("你好中国");
}
}
}
还以一种更推荐的写法，通过PrintWriter，因为这底下有我们熟悉的println()、print()、printf()方法
public static void main(String[] args) throws IOException {
try (OutputStream os = new FileOutputStream("../FileTest/test/word.txt")) {
try (Writer writer = new OutputStreamWriter(os, "UTF-8")) {
try (PrintWriter printWriter = new PrintWriter(writer)) {
printWriter.println(1 + 1);
printWriter.print(3);
printWriter.printf("%d + %s", 3, "我");
printWriter.flush();// 在最内存调用flush，能把所有外层也刷掉
}
}
}
}