【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 Stringwhile (true) {int c = reader.read();if (c == -1) {break;}stringBuilder.append((char)c);}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}return stringBuilder.toString();}
}