【文件操作与IO】详细解析文件操作与IO (二)-EW帮帮网

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本篇博客是上一篇文章的续写,重点介绍数据流,还包括三道练习题.
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1.数据流
2.小程序练习

要开心

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1.数据流

什么是输入?什么是输出呢?
文件操作中输入和输出是站在CPU的角度来说的.

1.1 字节流

1.1.1 InputStream概述

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InputStream只是一个抽象类, 要使用还需要具体的实现类. 关于 InputStream 的实现类有很多，基本可以认为不同的输入设备都可以对应一个 InputStream 类，我们现在只关心从件中读取，所以使用 FileInputStream.
注意抽象类不能new实例,只能new子类.

FileInputStream 概述
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代码示例1:

public class InputStream示例一 {
    public static void main(String[] args) {
        //需要先在D盘上准备一个test.txt文件.此处文件内容为 你好世界
        try(InputStream inputStream = new FileInputStream("d:/test.txt")) {
            while(true) {
                int n = inputStream.read();//无参数read方法,一次读取一个字节.
                if(n == -1) {
                    //表示已经读完
                    break;
                }
                char ret = (char)n;
                System.out.println(n);
            }
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

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问题1: 不是字节流吗?为什么数据类型不用byte,要用int?

我们知道当read()方法返回-1时,说明已经读取完毕,如果用byte就接收不了-1了.
同样地,在字符流中也是用int类型作为返回值类型.
一个字节,8个比特位,2^8 - 1= 255
所以范围是[-1,255]

问题2: try(InputStream inputStream = new FileInputStream(“d:/test.txt”)){}是什么意思?所有的对象都适用吗?

try with resources这个语法的目的就是
()定义的变量会在 try 代码块结束的时候(无论是正常结束还是抛出异常),自动调用其中的 close 方法.
同时要求写到()里的对象必须要实现Closeable接口.

代码示例2:

public class InputStream示例一 {
    public static void main(String[] args) {
        //需要先在D盘上准备一个test.txt文件.此处文件内容为 你好世界
        //此处使用try(){},是为了防止忘记close().try(){}能够帮助我们自动close().
        try(InputStream inputStream = new FileInputStream("d:/test.txt")) {
            while(true) {
                int n = inputStream.read();//无参数read方法,一次读取一个字节.
                if(n == -1) {
                    //表示已经读完
                    break;
                }
                char ret = (char)n;
                System.out.println(n);
            }
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

两个示例相比之下,后一种的IO次数更少,性能更好.

代码示例3: 这里我们把文件内容中填充中文看看，注意，写中文的时候使用 UTF-8 编码。test.txt 中填写 “你好世界”
注意：这里我利用了这几个中文的 UTF-8 编码后长度不超过 1024 字节的现状，但这种方式并不是通用的

public class InputStream示例二 {
    //需要先在D盘上准备一个test.txt文件.此处文件内容为 你好世界
    //此处使用try(){},是为了防止忘记close().try(){}能够帮助我们自动close().
    public static void main(String[] args) {
        try(InputStream inputStream = new FileInputStream("d:/test.txt")) {
            byte[] buf = new byte[1024];
            while(true) {
                int len = inputStream.read(buf);
                if(len == -1) {
                    //文件全部读完
                    break;
                }
                //test文件内容是字符串类型的,buf是字节类型的,要想打印出原内容,得先转成字符串类型.
                String s = new String(buf);
                System.out.println(s);
            }
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

利用Scanner进行字符读取

上述例子中，我们看到了对字符类型直接使用 InputStream 进行读取是非常麻烦且困难的，所以，我们使用一种我们之前比较熟悉的类来完成该工作，就是 Scanner 类。
在这里插入图片描述

public class InputStream示例三 {
//需要现在D盘上创建一个test.txt文件,并填充"你好世界"
    public static void main(String[] args) throws IOException{
        try(InputStream inputStream = new FileInputStream("d:/test.txt")) {
            Scanner sc = new Scanner(inputStream);
            String s = sc.next();
            System.out.println(s);
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

1.1. 2 OutputStream概述

在这里插入图片描述
OutputStream 同样只是一个抽象类，要使用还需要具体的实现类。我们现在还是只关心写入文件中，所以使用 FileOutputStream.

利用OutputStream的writer方法进行字符写入

代码示例一:

public class OutputStream示例一 {
    public static void main(String[] args) {
        //在test文件中写入hello,会将原有内容覆盖.
        try(OutputStream outputStream = new FileOutputStream("d:/test.txt")) {
            String s = "HelloWorld";
            outputStream.write(s.getBytes());
            //不要忘记flush
            outputStream.flush();
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

若是不想将原有内容覆盖,该怎么操作?

public class OutputStream示例一 {
    public static void main(String[] args) {
        //在test文件中写入hello,会将原有内容覆盖.
        try(OutputStream outputStream = new FileOutputStream("d:/test.txt",true)) {
            //构造时,加上true.表示不将原有内容覆盖.
            String s = "HelloWorld";
            outputStream.write(s.getBytes());
            //不要忘记flush
            outputStream.flush();
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

代码示例二:

public class OutputStream示例二 {
    public static void main(String[] args) {
        try(OutputStream outputStream = new FileOutputStream("d:/test.txt",true)) {
            byte[] b = new byte[] {
                    (byte)'G',(byte)'o',(byte)'o',(byte)'d'
            };
            outputStream.write(b);
            String s = new String(b);
            System.out.println(s);
            //不要忘记flush
            outputStream.flush();
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

1.2 字符流

字符流的输入输出和字节流的输入输出使用方法类似. 这里只给代码示例,不做过多说明.

1.2.1 Reader

代码示例:

public class Demo7 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //无参数read方法,一次读一个字符.
//        Reader reader = new FileReader("d:/test.txt");
//
//        while(true) {
//            int c = reader.read();
//            if(c == -1) {
//                break;
//            }
//            char ch = (char)c;
//            System.out.print(ch);
//        }
        //手动close
        //reader.close();

        //带有字符数组参数的read方法,将没有元素read()方法填满
//        Reader reader = new FileReader("d:/test.txt");
//        try{
//            while(true) {//循环多次,把文件中的内容全部读完.
//                char[] cubf = new char[2];
//                //n表示读到的字符的个数
//                int n = reader.read(cubf);
//                if(n == -1) {
//                    //读取完毕
//                    break;
//                }
//                System.out.println("n = "+n);
//                for (int i = 0; i < n; i++) {
//                    System.out.println(cubf[i]);
//                }
//            }
//        }finally {
//            //一个文件使用完了之后要记得close.
//            reader.close();
//        }

        try(Reader reader = new FileReader("d:/test.txt");) {
            while(true) {
                char[] cbuf = new char[3];
                int n = reader.read(cbuf);
                if(n == -1) {
                    break;
                }
                System.out.println("n = "+ n);
                for (int i = 0; i < n; i++) {
                    System.out.println(cbuf[i]);
                }
            }
        }
    }
}

在这里插入图片描述
Java中一个字符由UTF-8编码的是三个字节.24个比特位. 计算2^24发现 >> 65535. 最大范围不应该是2^24-1吗?

在 Java 标准库内部, 对于字符编码是进行了很多的处理工作的.
如果是只使用 char,此时使用的字符集,固定就是 unicode.
如果是使用 String,此时就会自动的把每个字符的 unicode 转换成 utf8.
同样表示一个汉字,utf8是3个字节,而unicode是2个字节.
也就是说char类型的数组中每一个字符都是unicode编码的.一旦使用这个字符数组构造成String,每一个字符就会被转换成utf8.
相应地,如果字符串s 调用 s.charAt(i),也会转换成unicode.

1.2.2 Writer

代码示例:

public class Demo8 {
    public static void main(String[] args) {
        try(Writer writer = new FileWriter("d:/test.txt",true)) {//不想删除原有数据,就得加true.
            //直接使用writer方法就可以写入数据
            writer.write("我在学习文件IO");
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

利用 PrintWriter 找到我们熟悉的方法

上述，我们其实已经完成输出工作，但总是有所不方便，我们接来下将 OutputStream 处理下，使用
PrintWriter 类来完成输出，因为
PrintWriter 类中提供了我们熟悉的 print/println/printf 方法

代码示例:

public class Demo12 {
    public static void main(String[] args) {
        try(OutputStream outputStream = new FileOutputStream("d:/test.txt")) {
            PrintWriter writer = new PrintWriter(outputStream);
            writer.printf("hello");
            writer.flush();
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

PrintWriter 这样的类, 在进行写入的时候,不一定是直接写硬盘, 而是先把数据写入到一个内存构成的"缓冲区"中(buffer).
引入缓冲区,目的是为了提高效率!!!
当我们写入缓冲区之后,如果还没来得及把缓冲区的数据写入硬盘,进程就结束了，此时数据就丢了!!
为了能够确保数据确实被写入硬盘,就应该在合适的时机,使用 flush 方法手动刷新缓冲区.

2.小程序练习

运用文件地基本操作和文件内容读写操作实现一些小工具程序,锻炼我们地能力.

练习一

扫描指定目录,并找到名称中包含指定字符地所有普通文件(不包含目录),并且后序询问用户是否要删除文件.

import java.io.File;
import java.util.Scanner;

/**
 * Date: 2025-04-2025/4/16
 * User: 11
 * Time: 23:13
 * 扫描指定目录,并找到名称中包含指定字符的所有普通文件(不包含目录),并且询问用户是否要删除该文件.
 */

public class 实现练习1 {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入你要扫描的目录: ");
        String path = sc.next();
        File rootpath = new File(path);
        //判断目录是否合法.
        if(!rootpath.isDirectory()) {
            System.out.println("输入的目录不合法!");
        }
        //输入要查询的关键字
        System.out.println("请输入要删除文件的关键词: ");
        String word = sc.next();
        //递归扫描目录
        scanDir(rootpath,word);
    }
    //递归扫描目录
    public static void scanDir(File rootpath,String word) {
        //1.先列出rootpath中所有文件和目录
        File[] files = rootpath.listFiles();
        if(files == null) {
            return;
        }
        for(File f : files) {
            //加个日志,方便观察当前递归的执行过程
            System.out.println("当前扫描文件: "+f.getAbsoluteFile());
            if(f.isDirectory()) {
                //目录继续递归
                scanDir(f,word);
            }else {
                //普通文件,判断是否删除.
                checkDelete(f,word);
            }
        }
    }
    public static void checkDelete(File f,String word) {
        if(!f.getName().contains(word)) {
            //不是word文件,不必删除.
            return;
        }
        //需要删除
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.println("当前文件为: "+f.getAbsoluteFile() +"请确认是否删除,请输入(Y/n): ");
        String choice = sc.next();
        if(choice.equals("Y") || choice.equals("y")) {
            f.delete();
            System.out.println("删除成功!");
        }else {
            System.out.println("取消删除!");
        }
    }
}

练习二

进行普通文件的复制

public class test2 {
    public static void main(String[] args) {
        //输入要被复制文件的路径
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入文件路径: ");
        String s = sc.next();
        File sourceFile = new File(s);
        //判断文件是否存在.
        if(!sourceFile.exists()) {
            System.out.println("文件不存在,请确实路径是否正确!");
        }
        //判断文件是否为普通文件.
        if(!sourceFile.isFile()) {
            System.out.println("文件不是普通文件,请确认路径是否正确!");
        }
        System.out.println("请输入要复制到的目标路径: ");
        String destPath = sc.next();
        File destFile = new File(destPath);
        if(destFile.exists()) {
            if(destFile.isDirectory()) {
                System.out.println("目标路径已存在,并且是一个目录,请确认路径是否正确!");
            }
            if(destFile.isFile()) {
                System.out.println("目标路径已存在,并且是一个文件,请确认是否覆盖(y/n): ");
                String choice = sc.next();
                if(!choice.toLowerCase().contains("y")) {
                    System.out.println("停止覆盖!");
                    return;
                }
            }
        }
        //将文件从sourceFile处复制到destFile处
        try(InputStream is = new FileInputStream(sourceFile)) {
            try(OutputStream os = new FileOutputStream(destFile)) {
                byte[] buf = new byte[1024];
                int len;
                while(true) {
                    len = is.read(buf);
                    if(len == -1) {
                        break;
                    }
                    os.write(buf,0,len);//将buf这个数组从下标0开始,写了len个.
                }
                os.flush();
            } catch (IOException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
        System.out.println("覆盖成功!");
    }
}

练习三

扫描指定目录，并找到内容中包含指定字符的所有普通文件（不包含目录）
注意：给出的代码性能较差，所以尽量不要在太复杂的目录下或者大文件下实验

public class test3 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入你要扫描的路径: ");
        String rootPath = sc.next();
        File rootFile = new File(rootPath);
        //判断路径是否合法
        if(!rootFile.isDirectory()) {
            System.out.println("输入路径不合法!");
        }
        System.out.println("请输入你要找出的文件名中的字符: ");
        String word = sc.next();
        List<File> result = new ArrayList<>();
        //深度优先遍历(递归)
        dfs(rootFile,word,result);
        System.out.println("共找到了符合条件的文件: " + result.size() + "个, 它们分别是: ");
        for(File file : result) {
            System.out.println(file.getCanonicalPath());
        }
    }
    public static void dfs(File rootFile,String word,List<File> result) throws IOException {
        File[] files = rootFile.listFiles();
        if(files == null || files.length == 0) {
            return;
        }
        for(File file : files) {
            if(file.isDirectory()) {
                dfs(file,word,result);
            }else {
                if(checkContent(file,word) || checkName(file,word)) {
                    result.add(file.getAbsoluteFile());
                }
            }
        }
    }
    public static boolean checkContent(File file,String word) throws IOException {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();//用于高效地拼接文件内容
        try(InputStream is = new FileInputStream(file)) {
            //Scanner 用于逐行读取输入流中的内容。
            //这里指定了编码格式为 "UTF-8"，表示文件内容是以 UTF-8 编码格式进行读取
            try(Scanner scanner = new Scanner(is,"UTF-8")) {
                while(scanner.hasNextLine()) {//判断文件中是否还有下一行内容。如果有，则进入循环，逐行读取文件。
                    sb.append(scanner.nextLine());//scanner.nextLine()表示读取当前行的内容。
                    sb.append("\r\n");//在每行内容后面追加一个换行符（\r\n），这是为了确保在拼接多行内容时每行之间能够保持换行。
                }
            }
        }
        // 检查 StringBuilder 对象 sb 中是否包含指定的 word 字符串。
        // indexOf(word) 方法会返回 word 在 sb 中首次出现的位置。如果 word 不在 sb 中，则返回 -1。
        return sb.indexOf(word) != -1;
    }
    public static boolean checkName(File file,String word) {
        //怎么判断文件名包含word关键字?
        if(file.getName().contains(word)) {
            return true;
        }
        return false;
    }
}

本篇博客到这里就结束啦, 感谢观看 ❤❤❤

🐎期待与你的下一次相遇😊😊😊

【文件操作与IO】详细解析文件操作与IO (二)

王子,公主请阅🚀

要开心

要快乐

顺便进步

1.数据流

1.1 字节流

1.1.1 InputStream概述

1.1. 2 OutputStream概述

1.2 字符流

1.2.1 Reader

1.2.2 Writer

2.小程序练习

练习一

练习二

练习三

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