【JavaEE】(4) 文件操作和IO-EW帮帮网

一、文件

计算机中，文件保存在硬盘上，但是在程序中直接操作硬盘很复杂，操作系统就将硬盘封装成 “文件”，编程时，我们只需要操作打开文件、关闭文件、读文件、写文件等接口。操作系统通过文件管理器管理文件，所有文件构成一个 N 叉树结构：

所以可以通过文件路径描述一个文件的位置。对于每一级目录，windows 系统用 /（斜杠）、\（反斜杠）来划分；Linux、MacOS、Android 等用 / 划分。有相对路径和绝对路径，相对路径是相对于基准路径。./ 表示当前目录，../ 表示上一级目录。

二、文件的种类

文本文件：存合法字符，数据的解析方式基于字符编码。

ascii：用数字表示英文字母、标点符号、阿拉伯数字。

后面引入更大的码表，表示汉字、俄语字符等。

gbk：2 个字符表示一个汉字。（windows 简体中文默认 gbk、VS 默认编码跟随系统）

utf-8（主流）：utf-8 变长编码，2~4 个字节，一般汉字 3 个字节。

java 中一个 char 用到 utf-16（Unicode，定长）是 2 个字符表示一个汉字，String 会在内部转为 utf-8 的形式。

二进制文件：存什么都可以，比如图片、视频等。

三、文件操作

文件系统操作：创建文件、删除文件、移动文件、获取文件属性等。
文件内容操作：读文件、写文件。

1、File 类（文件系统操作）

属性

pathSeparator ：依赖系统的路径分隔符。

构造函数

File(String pathname)：pathname 是文件路径，相对或绝对。

File(String parent, String child)：与基准路径拼接，字符串形式。

File(File parent,String child)：与基准路径拼接，File 类形式。

对于开发工具来说，基准路径就是终端上显示的路径：

方法

getParent()：获取 File 的父目录。

getName()：获取 File 的文件名称。

getPath()：获取 File 的路径，看创建对象时的路径。

getAbsolutePath()：获取 File 的绝对路径，基准路径与相对路径单纯的拼接。

getCanonicalPath()：获取 File 的绝对路径，会去掉冗余的符号。

绝对路径示例：

相对路径示例：

exists()：File 文件是否真实存在。
isDirectory()：判断 File 是否是一个目录。
isFile()：判断 File 是否是一个普通文件。

createNewFile()：创建文件，创建成功返回 true。
delete()：删除成功返回 true。
deleteOnExit()：程序结束后，才会删除。（就像编辑 word，会对修改内容保存一个隐藏文件，当 word 内存中内容保存到磁盘后，程序退出，隐藏文件才会删除）

list()：列出目录下的所有文件名，返回的是 String[]。
listFiles()：列出目录下的所有文件，返回的是 File[]。

mkdir()：创建一层目录。
mkdirs()：创建多层目录。

renameTo(File dest)：文件改名或移动。

2、流对象（文件内容操作）

读（输入）文件和写（输出）文件都是相对于 CPU 的，读文件：将数据从硬盘读到内存；写文件：将数据从内存写到硬盘。

流对象主要分为两大类：

字节流：以字节为单位读（InputStream）写（OutputStream），常用于读写二进制文件。
字符流：以字符为单位读（Reader）写（Writer）（具体几个字节看编码方式，至少一个字节），常用于读写文本文件。

PS：C/C++ 没有字符流的概念，只能按字节读取。如果想读取像汉字这样的多字节字符，那么首先得识别这个字符串的二进制序列使用的什么编码方式，然后判断从哪到哪是一个完整的汉字，最后在编码表中对应起来。

2.1、InputStream（字节流）

InputStream 是个抽象类，不能创建实例，我们通过文件输入流 FileInputStream 创建实例（不仅文件有流得概念，网络等也有）。FileInputStream 会抛出 FileNotFoundException 异常。

三种参数的 read 方法：会抛出 IOException 异常，而 IOException 是 FileNotFoundException 的父类。

read()：每次读取一个字节。读取成功返回 0~255 的整数；读取失败返回 -1。

read(byte[] b)：最多读取 b.length 个字节到 b（输出型参数）中，返回读取到的字节数，读取完毕则返回 -1（之所以设计 b 为输出型参数，是因为 java 只能有一个返回值，而已经有了返回值 n）。

read(byte[] b, int off, int len)：从 off 位置开始，最多读取 len 个字节。
close()：读取完毕后，需要关闭文件。进程的 PCB 中有一个文件描述符表（顺序表）的属性，它不能扩容。当程序一直运行，并打开文件却不关闭文件，那么表的空间就会耗尽。耗尽后再尝试打开，就会失败。这属于“文件资源泄露”。

但是这样写还存在一个问题，比如下面这种写法，与上面的效果一样：

将 close 写到 finally，无论以何种形式退出，都会执行 close：

但是这样写代码就很丑，可读性降低，所以我们使用 try-with-resource 写法，会自动 close：

2.2、OutputStream（字节流）

write(int b)：写入一个字节。
write(byte[] b)：写入一个字节数组。
write(byte[] b, int off, int len)：写入一个字节数组的一部分。

按 OutputStream 每次打开文件，都会清空文件内容。为了不清空，需要加上 append 参数为 true。

2.3、Reader（字符流）

read 返回的是 0x00 ~ 0xff 的一个两字节整数，需要转换为 char。

2.4、Writer（字符流）

3、案例练习

3.1、案例1

扫描指定目录，找到所有包含指定字符的普通文件，并询问用户是否删除。

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

public class Demo10 {
    public static void main(String[] args) {
        // 1. 接收用户输入，指定目录文件名、字符串
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.println("输入扫描的文件名：");
        String dirname = scanner.nextLine();
        System.out.println("输入删除的文件名包含的字符串：");
        String filestr = scanner.nextLine();

        // 2. 扫描目录文件
        File dir = new File(dirname);
        if(!dir.isDirectory()) {
            System.out.println("该目录不存在！");
        }
        scanDir(dir, filestr);
        scanner.close();
    }

    private static void scanDir(File dir, String filestr) {
        // 获得目录下的文件列表
        File[] files = dir.listFiles();
        // 判断文件列表是否为空
        if(files == null) {
            System.out.println("目录文件为空！");
            return;
        }
        // 遍历文件列表，删除包含字符串的普通文件
        for(File file : files) {
            String filename = file.getName();
            // 是一个普通文件，且文件名包含指定字符串，尝试删除文件
            if(file.isFile() && filename.contains(filestr)) {
                tryDeleteFile(file);
            // 是一个目录文件，递归扫描
            }else if(file.isDirectory()) {
                scanDir(file, filestr);
            }
        }
    }

    private static void tryDeleteFile(File file) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        try {
            System.out.println("是否删除文件 " + file.getCanonicalPath() + "（Y or N）：");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        String choice = scanner.nextLine();
        if(choice.equalsIgnoreCase("Y")) {
            if(file.delete()) {
                System.out.println("文件删除成功！");
            } else {
                System.out.println("文件删除失败！");
            }
        }
        scanner.close();
    }
}

3.2、案例2

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.util.Scanner;

public class Demo11 {
    public static void main(String[] args) {
        // 1. 接收用户输入，指定源文件、目标文件
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.println("输入源文件路径：");
        String srcname = scanner.nextLine();
        System.out.println("输入目标文件路径：");
        String destname = scanner.nextLine();
        scanner.close();

        // 2. 判断源文件是否存在，目标文件的父目录是否存在
        File srcfile = new File(srcname);
        File destfile = new File(destname);
        if(!srcfile.isFile()) {
            System.out.println("源文件不存在！");
            return;
        }
        System.out.println(destfile.getParentFile());
        if(!destfile.getParentFile().isDirectory()) {
            System.out.println("目标文件的父目录不存在！");
            return;
        }

        // 3. 读取源文件内容，并写入目标文件
        copy(srcfile, destfile);
    }

    private static void copy(File srcfile, File destfile) {
        try (InputStream inputStream = new FileInputStream(srcfile);
             OutputStream outputStream = new FileOutputStream(destfile)) {
            byte[] bytes = new byte[1024];
            while(true) {
                int n = inputStream.read(bytes);
                if(n == -1) {
                    break;
                }
                outputStream.write(bytes, 0, n);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

【JavaEE】(4) 文件操作和IO