JavaEE文件操作和IO

2025-03-12 约 4894 字预计阅读 10 分钟

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【JavaEE】文件操作和IO

博客结尾附有此篇博客的全部代码！！！

一、认识文件

1.1 狭义和广义的文件概念

狭义的文件：通常指存储在磁盘中的普通文件，是由字节（或字符）序列构成的数据集合，以一定的结构保存在存储介质中（如 FAT、ext4 等文件系统）。
广义的文件：概念则更为广泛，不仅包括磁盘上的普通文件，还涵盖了其他多种资源。例如：
1.设备文件：包括字符设备和块设备，代表硬件设备（如键盘、显示器、硬盘等）
2.目录：存储文件名和相关元数据的特殊文件
3.虚拟文件：如 Linux 系统中 /proc 下的伪文件，用于显示内核和进程状态。
4.其他资源：在某些情况下，网卡、声卡等外设也可以被视为文件

1.2 文件路径

绝对路径 ：绝对路径是从文件系统的根目录（通常是 / 或 C:\）开始的完整路径，它唯一地标识了文件或目录的位置。

相对路径 ：相对路径是从当前工作目录（Current Working Directory，CWD）开始的路径，它描述了从当前目录到目标文件或目录的相对位置。

1.3 文件的分类

文本文件（以记事本打开可以看懂的）：是由可打印字符（如字母、数字、标点符号等）组成的文件，通常以人类可读的形式存储数据。
内容表示：文件内容以字符编码（如ASCII、UTF-8、GBK 等）存储，每个字符占用一个或多个字节。

二进制文件（以记事本打开时乱码）：二进制文件是以二进制形式存储数据的文件，文件内容可以是任意字节序列，不一定对应可打印字符。
内容表示：文件内容以字节序列存储，可以包含任何数值（0-255），不局限于字符编码。

二、Java 中操作⽂件

2.1 File类

Java中将文件的操作封装在File类中。（创建目录、删除文件、重命名文件等…）

属性：

构造方法：

File 的构造方法，能够传入一个路径，来指定一个文件，这个路径可以是绝对路径也可以是相对路径，构造好对象之后，就可以通过这些方法，来完成一些具体的功能了

方法：

2.2 代码演示

在Java代码编写的时候不能用windows默认的分隔符："/“斜杠

idea中用斜杠可能会被JVM识别成转义字符

我们可以用反斜杠”“或者”//“来表示。

import java.io.File;
import java.io.IOException;

public class Demo1 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
//        File file=new File("D:Project/java/java-biog" +
//                "/Day20250312/IO测试文件.txt");
        File file = new File("./IO测试文件.txt");
        System.out.println("File 对象的⽗⽬录⽂件路径:"+file.getParent());
        System.out.println("FIle 对象的纯⽂件名称:"+file.getName());
        System.out.println("File 对象的⽂件路径:"+file.getPath());
        System.out.println("File 对象的绝对路径:"+file.getAbsolutePath());
        System.out.println("File 对象的修饰过的绝对路径:"+file.getCanonicalPath());
        System.out.println("File 对象描述的⽂件是否真实存在:"+file.exists());
        System.out.println("File 对象代表的⽂件是否是⼀个⽬录:"+file.isDirectory());
        System.out.println("File 对象代表的⽂件是否是⼀个普通⽂件:"+file.isFile());
    }
}

运行结果：

createNewFile（）和delete（）：

public class Demo2 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        File file=new File("D:/Project/java/java-biog/" +
                "Day20250312/hello.txt");

        if(!file.exists()){
            boolean file1=file.createNewFile();
            System.out.println("file文件创建成功："+file1);
        }
        System.out.println(file.delete());
    }
}

public class Demo3 {
    public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException {
        File file=new File("D:/Project/java/java-biog/" +
                "Day20250312/hello.txt");
        if(!file.exists()){
            boolean file1=file.createNewFile();
            System.out.println("file文件创建成功："+file1);
        }

        Thread.sleep(6000);
        file.deleteOnExit();
    }
}

list()和listFiles():

public class Demo4 {
    public static void main(String[] args) {
        File file=new File("D:/Project/java/java-biog/" +
                "Day20250312");
        System.out.println(Arrays.toString(file.list()));
        System.out.println(Arrays.toString(file.listFiles()));
    }
}

mkdir()和mkdirs()：

public class Demo5 {
    public static void main(String[] args) {
        File file1=new File("D:/Project/java/java-biog/" +
                "Day20250312/hello1");
        boolean f1=file1.mkdir();
        System.out.println(f1);
        File file2=new File("D:/Project/java/java-biog/" +
                "Day20250312/hello2/aaa/bbb/ccc");
        boolean f2=file2.mkdirs();
        System.out.println(f2);
    }
}

mkdirs():

mkdir():

renameTo(File dest)、canRead()和canWrite():

public class Demo6 {
    public static void main(String[] args) {
        File file1=new File("D:/Project/java/java-biog/" +
                "Day20250312/IO测试文件.txt");
        System.out.println(file1.renameTo(new File("D:/Project/java/java-biog/" +
                "Day20250312/IO.txt")));
                
        System.out.println(file1.canRead()); // 判断用户是否对文件有可读权限 false
        System.out.println(file1.canWrite()); // 判断用户是否对文件有可写权限 false
    }
}

三、文件内容的读写 —— 数据流

文件内容的读写涉及的操作：

打开文件 –》读文件（写文件） –》关闭文件

输入:内存 –》硬盘

输出：硬盘 –》内存

3.1 字节流和字符流

字节流：主要针对二进制文本，是以字节为单位进行读写的

InputStream：字节输入流的超类，用于从源读取字节。
OutputStream：字节输出流的超类，用于向目标写入字节。

字符流：主要针对二进制文本，是以字节为单位进行读写的

Reader：针对文本文件，是以字符为单位进行读写的
Writer：字符输出流的超类，用于向目标写入字符。

以上面两个文件给大家演示：

字节流

InputStream ：

InputStream是一个抽象类，要使用还需要实现具体的类（FileInputStream）。

public class Demo8 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        FileInputStream fis1=null;
        try{
             fis1 = new FileInputStream("D:/Project/java/java-biog/" +
                    "Day20250312/IO测试文件目录/测试图片.png");
            while(true){
                int ch = fis1.read();
                if(ch == -1){
                    break;
                }
                System.out.println(ch);
            }
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } finally{
            fis1.close();
        }
    }
}

改进之后，代码显得不美观！

Java 中提供了一个语法，try with resourcestry ( )

public class Demo9 {
    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
        try(InputStream inputStream=new FileInputStream("D:/Project/java/java-biog/"  +
                                    "Day20250312/IO测试文件目录/测试图片.png")){
            while(true){
                int n=inputStream.read();
                if(n==-1) break;
                System.out.println(n);
            }
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

public class Demo10 {
    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
        try(InputStream i=new FileInputStream("D:/Project/java/java-biog/"  +
                "Day20250312/IO测试文件目录/测试图片.png")){
            while(true){
                byte[] b=new byte[1024];
                int n=i.read(b);
                if(n==-1) break;
                for (int j = 0; j < n; j++) {
                    System.out.println(n);
                }
            }
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

FileInputStream是InputStream子类，InputStream实现Closeable接口。所以，当进入 try 块时，inputStream 被初始化。一旦退出 try 块（无论是因为正常结束还是由于异常），JVM 会自动调用 inputStream 的 close() 方法来关闭文件流。

OutputStream ：

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

public class Demo11 {
    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
        String content = "Hello, World!";
        try( OutputStream outputStream=new FileOutputStream("D:/Project/java/java-biog/"  +
                "Day20250312/IO测试文件目录/测试1.txt",true)){
            outputStream.write(content.getBytes());
                outputStream.flush();//刷新输出流，确保所有数据都被写出
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

红框里面的true,可以让本次写的内容不覆盖上次的内容，在上次内容后面追加本次的内容！

public class Demo12 {
    public static void main(String[] args) {
        try (OutputStream outputStream = new FileOutputStream("D:/Project/java/java-biog/" +
                "Day20250312/IO测试文件目录/测试1.txt", true)) {
            byte[] b = new byte[]{99, 98, 97};
            outputStream.write(b);
            outputStream.flush();//刷新输出流，确保所有数据都被写出
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

字符流

Reader：

public class Demo13 {
    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
        try(Reader reader=new FileReader("D:/Project/java/java-biog/" +
                "Day20250312/IO测试文件目录/测试1.txt")){
            while(true){
                int ch=reader.read();
                if(ch==-1) break;
                for (int i = 0; i < ch; i++) {
                    System.out.println(ch);
                }
            }

        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

public class Demo14 {
    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
        try(Reader reader=new FileReader("D:/Project/java/java-biog/" +
                "Day20250312/IO测试文件目录/测试1.txt")){
            while(true){
                char[] chars=new char[1024];
                int ch=reader.read(chars);
                if(ch==-1) break;
                for (int i = 0; i < ch; i++) {
                    System.out.println(chars[i]);
                }
            }

        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

Writer :

public class Demo15 {
    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
        try(Writer writer=new FileWriter("D:/Project/java/java-biog/"  +
                               "Day20250312/IO测试文件目录/测试1.txt")){
            BufferedWriter bufferedWriter=new BufferedWriter(writer);
            writer.write("hello world");
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

BufferedWriter 可以配置为在特定条件下自动刷新缓冲区（例如，当缓冲区满或遇到换行符时）。这确保了数据及时写入，而不需要手动调用 flush() 方法。

3.2 特别注意

不管字节流或字符流读写文件，结束都需要关闭文件？

每次程序打开一个文件，就会在文件的描述表中（固定长度的顺序表），每次打开文件，就相当申请一个表项。如果光打开，不关闭，后续表项申请完，后续再打开文件，就会打开失败。

字符流和字节流读相同的字符，输出的字节是不同的？

“你好”这两个字，字节流读取是三个字节，而字符流读取是两个字节 。这个是不矛盾的。
在字节流中，对于中文字符“你”和“好”，在 UTF-8 编码中，每个字符通常占用3个字节。
对于 UTF-8 编码的文本，Java 会根据编码规则正确地将3个字节的字节序列转换为一个字符。因此，对于“你好”这两个字，字符流会正确地读取两个字（每个中文字符在 UTF-8 中通常占用3个字节，但字符流按字符读取，所以是两个字）。
通常是因为在字节流读取时没有正确处理 UTF-8 的多字节特性，而字符流读取则自动处理了编码，正确地按字符读取。

四、实战演示

4.1 查找删除文件

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），并且后续询问⽤⼾是否要删除该⽂件。

思路：

先输入扫描文件目录，并判断是否是目录，不是则退出
输入要删除文件的关键字
traversefile（）这个方法是遍历目录下的每个文件
判断是否是目录，是目录进行递归，不是目录，则判断是否是空文件；如果不是空文件，则进行deletefile（）操作是否删除此文件

public class Demo16 {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入要扫描的目录：");
        String filename = sc.next();
        File file = new File(filename);
        if (!file.isDirectory()) {
            System.out.println("您输⼊的不是目录，退出");
            return;
        }
        System.out.println("请输入要删除的文件：");
        String deleteName = sc.next();
        traversefile(file, deleteName);
    }

    private static void traversefile(File file, String deleteName) {
        //1.遍历该目录下的文件
        File[] files = file.listFiles();
        //2.判断是否目录是否为空
        if (files == null || files.length == 0) {
            return;
        }
        for (File f : files) {
            //判断是否是目录还是普通文件
            if (f.isDirectory()) {
                traversefile(f, deleteName);
            } else {
                deletefile(f, deleteName);
            }
        }

    }

    private static void deletefile(File f, String deleteName) {
        if (f.getName().contains(deleteName)) {
            System.out.println("找到包含关键字的文件，是否删除"+f.getName()+"文件，(y/n)");
            Scanner sc = new Scanner(System.in);
            String answer = sc.next();
            if (answer.equals("y")) {
                f.delete();
                System.out.println("文件删除！！！");
            } else {
                return;
            }
        }
    }
}

4.2 普通文件的复制

需要让用户指定两个文件路径，一个是源路径 (被复制的文件)，一个是目标路径(复制之后生成的文件)，打开源路径的文件，读取里面的内容，并写入到目标文件。

思路：

输入源文件和目标文件路径（判断源文件路径，因为OutputStream会自动创建一个文件）
运用InputStream和OutputStream从源文件读取写入到目标文件

public class Demo17 {
    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入源路径：");
        String filename = sc.next();
        File file = new File(filename);
        System.out.println("请输入目标文件路径：");
        String copyName = sc.next();
        if(!file.isFile()){
            System.out.println("源路径不是一个普通的文件！返回！");
            return;
        }
        try(InputStream in = new FileInputStream(file);
            OutputStream ou=new FileOutputStream(copyName) ){
            while(true){
                byte[] b = new byte[1024];
                int len = in.read(b);
                if(len==-1){
                    break;
                }
                for(int i=0;i<len;i++){
                    ou.write(b[i]);
                }
            }
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

4.3 文件内容查找

不仅要找到文件名包含关键字，还要找到文件内容包含关键字

思路：

1.遍历，递归，找到文件名包含关键字的文件并返回文件名

2.判断文件内容，这里用Reader，因为需要将读到的字符拼接起来（Stringbuffer），将拼接起来的字符和关键字对比

public class Demo18 {
    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入要扫描的目录：");
        String filename = sc.next();
        File file = new File(filename);
        if (!file.isDirectory()) {
            System.out.println("您输⼊的不是目录，退出");
            return;
        }
        System.out.println("请输入关键字：");
        String impName = sc.next();
        traversefile(file, impName);
    }

    private static void traversefile(File file, String impName) throws FileNotFoundException {
        //1.遍历该目录下的文件
        File[] files = file.listFiles();
        //2.判断是否目录是否为空
        if (files == null || files.length == 0) {
            return;
        }
        for (File f : files) {
            //判断是否是目录还是普通文件
            if (f.isDirectory()) {
                traversefile(f, impName);
            } else {
                foudnfile(f, impName);
            }
        }

    }

    private static void foudnfile(File f, String impName) throws FileNotFoundException {
        if(f.getName().contains(impName)) {
            System.out.println("文件名包含关键字"+f.getName());
        }else{
            try(Reader reader= new FileReader(f)) {
                StringBuffer sb = new StringBuffer();
                while(true) {
                    char[] buf = new char[1024];
                    int len= reader.read(buf);
                   if (len == -1) {
                       break;
                   }
                   for(int i=0; i<len; i++) {
                       sb.append(buf[i]);
//                       sb.append(buf, 0, len);
                   }
                   //return stringBuilder.indexOf(word) != -1;
                   // stringBuilder.indexOf()是StringBuffer类中的一个方法，找到关键字word方法会返回 true;反之，返回false
                   if(sb.toString().contains(impName)) {
                       System.out.println(f.getName());
                   }
                }
            } catch (IOException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
        }
    }
}