File类和IO流

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本章节对应知识库

File类和IO流 (yuque.com) 

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尚硅谷_宋红康_IO流.pptx

小tips（科普）:

为什么创建文件对象时，文件即使不存在物理磁盘，也不会报错

因为仅在Java层面创建了一个Java对象，并未对此进行读写操作，不然则会进行报错

在Java中，当使用File类来代表一个文件时，如果该文件在文件系统中不存在，创建File对象并不会立即触发文件系统的访问，因此不会引发任何异常。

File类代表了文件系统中的路径名，它可以作为文件或目录的抽象表示。当你创建一个File对象时，它只是在Java程序中创建了一个对象，并没有要求这个文件一定要存在。

只有当你在对文件进行读取、写入或者执行其他与文件系统相关的操作时，才会真正触发对文件的访问。比如调用File对象的`exists()`方法或者创建文件输入输出流进行读写操作，才会触发文件系统的访问。

当你调用File对象的某些方法时，如`delete()`、`createNewFile()`等，才会导致对文件系统的操作，如果文件确实不存在或者无法创建，则会抛出相应的异常。

因此，创建File对象并不会立即检查文件是否存在，所以不会在创建File对象时就报错。而是在进行实际的文件操作时，才会根据文件系统的状态来决定是否出现异常。

为啥Windows的文件层次关系用\表示，而Linux用/

这涉及到历史和设计上的考虑。

起初，这种区别是源于不同操作系统的发展历史。在早期的操作系统中，这种文件层次结构的表示方式并不统一。后来，Unix系统引入了正斜杠（`/`）作为目录分隔符，这在当时可以被看作是一项创新。而在DOS和Windows中，则使用了反斜杠（`\`）来表示目录分隔符。

这种差异在很大程度上也反映了不同系统设计者的个人喜好和初衷。虽然在很多方面这两种表示方式都能够很好地满足文件系统的需要，但是由于历史原因，这种区别就一直延续至今。

此外，正斜杠和反斜杠在计算机中都有特殊的含义，正斜杠在Unix/Linux系统中用于表示命令行参数的选项，因此在路径表示时避免了歧义；而反斜杠在Windows中被用来表示转义序列，如`\n`表示换行等。

总的来说，这种区别在很大程度上是由操作系统设计者和历史发展决定的，尽管在一些跨平台的软件中会进行统一处理，但是在文件系统层面，这种差异基本上已经深入人心，难以改变。

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File类

》File类位于java.io包下，本章涉及的相关流也都声明在此包下

》File类的一个对象，对应与操作系统下的一个文件或文件目录下

》File类声明了新建、删除、获取名称、重命名等方法，并没有涉及到文件内容的读写操作。要想实现文件内容的读写，需要使用io流

》File类的对象，通常是作为io流操作的端点出现的

》代码层面，将File类的对象作为参数传递到IO流相关类的构造器中。

IO流

IO流的分类

》流向的不同：输入流、输出流

》处理单位的不同：字节流、字符流

》流的角色不同：节点流、处理流

基础IO流的框架

抽象基类 4个节点流（也称文件流） 4个缓冲流

InputStream FileInputStream BufferedInputStream

OutputStream FileOutputStream BufferOutStream

Reader FileReader BufferReader

Writer FileWriter BufferWriter

FileWriter\FileReader的使用

执行步骤

》创建读取或写出的File类的对象

》创建输入输出流

》具体的读入或写出的过程

读入：read(char[] cbuffer)

写入：write(String str) / write(char[] cbuffer,0,len)

》关闭流资源，避免内存泄漏

注意点

》因为涉及流资源的关闭操作，所以出现异常的话，需要try-catch-finally的方式来处理异常

》对于输入流来讲，要求File类的对象对应的物理磁盘的文件必须存在。否则，会报FileNotFoundException

对于输出流来讲，File类的对象对应的物理磁盘文件可以不存在

》如果此文件不存在，则在输出的过程中，会自动创建此对象，并写出数据到此文件中

》如果此文件存在，使用FileWriter(File file)或FileWriter(File file,false):

输出数据过程中，会新建同名的文件对现有文件进行覆盖

FileWriter(File file,true):输出数据过程中，会在现有文件的末尾追加 写出内容

public class FWWrite {
    //注意：应该使用try-catch-finally处理异常。这里出于方便阅读代码，使用了throws的方式
    @Test
    public void test01()throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象
        FileWriter fw = new FileWriter(new File("fw.txt"));
        // 写出数据
        fw.write(97); // 写出第1个字符
        fw.write('b'); // 写出第2个字符
        fw.write('C'); // 写出第3个字符
        fw.write(30000); // 写出第4个字符，中文编码表中30000对应一个汉字。
		
        //关闭资源
        fw.close();
    }
	//注意：应该使用try-catch-finally处理异常。这里出于方便阅读代码，使用了throws的方式
    @Test
    public void test02()throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象
        FileWriter fw = new FileWriter(new File("fw.txt"));
        // 字符串转换为字节数组
        char[] chars = "尚硅谷".toCharArray();

        // 写出字符数组
        fw.write(chars); // 尚硅谷

        // 写出从索引1开始，2个字符。
        fw.write(chars,1,2); // 硅谷

        // 关闭资源
        fw.close();
    }
	//注意：应该使用try-catch-finally处理异常。这里出于方便阅读代码，使用了throws的方式
    @Test
    public void test03()throws IOException {
        // 使用文件名称创建流对象
        FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt");
        // 字符串
        String msg = "尚硅谷";

        // 写出字符数组
        fw.write(msg); //尚硅谷

        // 写出从索引1开始，2个字符。
        fw.write(msg,1,2);	// 硅谷

        // 关闭资源
        fw.close();
    }
    
    @Test
    public void test04(){
        FileWriter fw = null;
        try {
            //1. 创建File的对象
            File file = new File("personinfo.txt");
            //2. 创建FileWriter的对象，将File对象作为参数传递到FileWriter的构造器中
            //如果输出的文件已存在，则会对现有的文件进行覆盖
            fw = new FileWriter(file);
//            fw = new FileWriter(file,false);
            //如果输出的文件已存在，则会在现有的文件末尾写入数据
//            fw = new FileWriter(file,true);

            //3. 调用相关的方法，实现数据的写出操作
            //write(String str) / write(char[] cbuf)
            fw.write("I love you,");
            fw.write("you love him.");
            fw.write("so sad".toCharArray());
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //4. 关闭资源，避免内存泄漏
            try {
                if (fw != null)
                    fw.close();
            } catch (IOException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
        }
    }
}

FileInputStream\FileOutStream的使用

执行步骤

》创建读取或写出的File类的对象

》创建输入输出流

》具体的读入或写出的过程

读入：read(byte[] buffer)

写入：write(byte[] buffer,0,len)

》关闭流资源，避免内存泄漏

注意点

》对于字符流，只能用来操作文本文件，不能用来处理非文本文件

》对于字节流，通常用来处理非文本文件。但是，如果涉及到文本的复制，也可以使用字节流

说明：

文本文件：.txt、.java、.c、.ccp等

非文本文件：.doc、.xls、.jpg、mp3等

缓冲流

作用：文件比较大时，提升文件读写效率。

转换流

字符编码：字符、字符串、字符数组——》字节、字节数组（看的懂——》看不懂）

字符解码：字节、字节数组——》字符、字符串、字符数组（看不懂——》看的懂）

程序在读取文本文件时，不希望乱码，需要考虑

解码时使用的字符集必须与当初编码使用的字符集相同

作用：实现字节与字符间的转换

API：

InputStreamReader：将一个输入型的字节流转换为输入型的字符流

OutputStreamWriter: 将一个输出型的字符流转换为输出型的字节流

常见字符集

在存储文件中的字符集

在内存中的字符集

一个字符（char）占用2个字节。在内存中使用的字符集称为Unicode字符集。

数据流（已废弃）

已废弃，已被对象流覆盖

DataOutputStream:可以将内存中的基本数据类型的变量、String类型的变量写出到具体的文件中

DataInputStream：将文件中保存的数据还原为内存中的基本数据类型的变量、String类型的变量

对象流

API

ObjectInputStream

ObjectOutputStream

作用

可以读写基本数据类型的变量，引用数据类型的变量

对象的序列化机制

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，就可以恢复成原来地Java对象

如下两个流的使用：

序列化过程：使用ObjectOutputStream流实现。将内存中的Java对象保存在文件中或通过网络传输出去

反序列化过程：使用ObjectInputstream流实现，将文件中的数据或网络还原为内存中的Java对象

自定义类实现序列化机制

》自定义类需要实现接口，Serializable

》要求自定义类声明一个全局变量：static final long serizalVersionUID = 4223422L

用来唯一的标识当前类

》要求自定义类的各个属性也必须是可序列化的

》对于基本数据类型的属性，默认就是为可序列化的

》对于引用数据类型的属性，要实现Serilalizable接口

注意点：

》如果不声明全局变量serivalVersionUID，系统会自动针对当前类分配一个UID

但是如果修改此类中的变量，方法，构造器等，或导致UID变化，进而导致反序列化时，出现 InvalidClassException异常

》类中的属性如果声明为transient或static，则不会实现序列化。