CUMT--Java复习--文件及IO流

目录

一、文件

1、文件系统和路径

2、File类

3、FilenameFilter接口

二、IO流

1、流的分类

2、流的体系结构

三、字节流 

1、InputStream

2、OutputStream

四、字符流

1、Reader

2、Writer 

五、过滤流和转换流

1、过滤流

2、转换流

六、序列化

1、对象序列化与反序列化

2、ObjectInputStream和ObjectOutputStream

七、NIO 

1、Buffer

2、Channel

一、文件

1、文件系统和路径

        一个文件系统包含三类对象：文件、目录和符号链接。

        文件系统中的对象用路径来作为唯一的识别，路径有绝对路径（根目录为参照）和相对路径（当前目录为基础）两种。

2、File类

        java.io包提供了一系列用于文件处理的接口和类，如下图。

        代码实例：

（1）File变量不一定初始化一个文件名，也可以是一个路径，“.”表示当前路径，在vscode环境下，代表当前项目的根目录，而不是当前包的路径。

（2）try...catch语句当File初始化的file变量路径不存在是生成一个该文件夹或文件，如果File初始化的是一个文件，那么如果该文件不存在，则在他应在的路径位置上生成一个该文件，若文件夹不存在，则生成一个该文件夹。

（3）对于vscode编译环境，使用file.list()生成“.”路径下的文件列表，输出是.vscode,bin,src这一类的项目根目录下的文件夹。file.listroots()生成的绝对路径文件列表，输出为C:/,D:/的系统根路径下目录。

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

public class Demo {
    public static void main(String[] args)
    {
        File file=new File(".");                       //"."是指当前路径
        System.out.println(file.getName());            //获取文件名
        System.out.println(file.getParent());          //父路径
        System.out.println(file.getAbsolutePath());    //绝对路径
        System.out.println(file.exists());             //file是否存在
        try
        {
            file.createNewFile();                      //如果file不存在则在当前路径下创建  
        }
        catch(IOException e)
        {
            e.printStackTrace();
        }
        String[] list=file.list();                     //当前路径的文件列表
        for(String name:list)
            System.out.println(name);
        File[] listroots=file.listRoots();             //电脑根目录下的文件列表
        for(File name:listroots)
            System.out.println(name);
        
    }
}

3、FilenameFilter接口

        FilenameFilter接口是一个文件过滤器接口，可以将符合条件的文件筛选出来，FilenameFilter接口只有一个accept（File dir，String name）方法，用于筛选符合条件的文件返回true。

        上面File类提到的list（）方法也可以接受FilenameFilter类型的参数。

        下面实例返回后缀为.zip和.txt的符合条件的文件列表。

String[] filterFileNames=file.list(
    new FilenameFilter() {
       public boolean accept(File dir,String name)
        {
            return(name.endsWith(".zip")||name.endsWith(".txt")); //过滤特定后缀
        }
    }
);
for(String name:filterFileNames)
    System.out.println(name);

二、IO流

        IO流是实现数据输入和输出的基础，流的优势在于使用统一的方式对数据进行操作或传递，简化代码操作。

1、流的分类

按流的流向来分类：

        输入流：只能从输入流中读取数据

        输出流：只能从输出流中写入数据

按流所操作的基本数据单元来分类：

        字节流：所操作的基本数据单元是8位的字节（byte）

        字符流：所操作的基本数据单元是16位的字符（unicode）

按流的角色来分类：

        节点流：用于从/向一个特定IO设备中读/写数据的流

        处理流：对一个已经存在的流进行连接或封锁，通过封锁后的流来实现数据的读/写功能

2、流的体系结构

        在使用IO流时，如果内容是文本内容，则使用字符流，若内容是二进制内容，如图像，则使用字节流。

        Java的IO流体系如下：

三、字节流 

         字节流的最基本的两个抽象类是InputStream和OutputStream，这两个都是抽象类，不能进行实例化，所以必须用子类（如FileInputStream和FileOutputStream）来进行实例化。

1、InputStream

        InputStream字节输入流的方法：

        InputStream子类：

        读取文件的实例：（注意缓冲区的设置） 

public class stream {
    public static void main(String[] args)
    {
        FileInputStream fin=null;
        try{
            fin = new FileInputStream("src/io/stream.java");
            byte[] bbuf=new byte[1024];             //缓冲区    
            int hasRead = 0;                       
            while((hasRead=fin.read(bbuf))>0)       //循环读取文件数据，read输出当前字节数
                    System.out.println(new String(bbuf,0,hasRead));     //String构造函数，三个参数byte[],offset,length
        }
        catch(IOException e){
            e.printStackTrace();
        }
        finally{
            try{
                fin.close();
            }
            catch(IOException e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

2、OutputStream

        OutputStream字节输出流的方法：

        OutputStream的子类：

        写入文件的实例：

import java.io.*;
import java.util.Scanner;


public class stream {
    public static void main(String[] args)
    {
        File file=new File("src/io/1.txt");
        try{
            file.createNewFile();                //创建一个文件
        }
        catch(IOException e)
        {
            e.printStackTrace();
        }
        Scanner sc=new Scanner(System.in);        
        FileOutputStream fout=null;
        try{
            fout=new FileOutputStream("src/io/1.txt");    //输出字节流
            System.out.println("请输入内容：");
            String str=sc.nextLine();                     //输入为String
            fout.write(str.getBytes());                   //转换为byte数组
        }
        catch(IOException e){
            e.printStackTrace();
        }
        finally{
            try{
                fout.close();
                sc.close();                               //关闭扫描流（很新颖）
            }
            catch(IOException e)
            {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

四、字符流

        字符流处理数据基本单元是字符，也就是char[]数组，而不是字节流的byte[]数组。

        字符流的两个基本流是字符输入流Reader和字符输出流Writer，这两个都是抽象类，不能进行实例化，可以使用FileReader和FileWriter来创建实例。

1、Reader

        Reader的子类：

        Reader方法：

        Reader实例：

        由于FileReader接口可以读文件，BufferedReader接口参数为Reader，FileReader只有read()方法，每次读一个字符，而BufferedReader存在新方法ReadLine（）可以逐行读，所以构成了下面的嵌套格式。

public class stream2 {
    public static void main(String []args)
    {
        BufferedReader br=null;
        try{
            br=new BufferedReader(new FileReader("src/io/stream3.java"));  //会引发FileNotFoundException，但该异常蕴含与IOException
            
            String result=null;
            while((result=br.readLine())!=null)
            {
                System.out.println(result);
            }
        }
        catch(IOException e)
        {
            e.printStackTrace();
        }
        finally{
            try{
                br.close();        //关闭字符流
            }
            catch(Exception e)
            {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

2、Writer 

        Writer子类：

         Writer方法：

        Writer实例：

        文件写入字符流，可以直接用write（）写入键盘输入的String变量，不需要嵌套。

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

public class stream2 {
    public static void main(String []args)
    {
        Scanner sc=new Scanner(System.in);
        FileWriter fw=null;
        try{
            fw=new FileWriter("src/io/1.txt");
            System.out.println("请输入内容： ");
            String str=sc.nextLine();
            fw.write(str);

        }
        catch(IOException e){
            e.printStackTrace();
        }
        finally{
            try{
                fw.close();
                sc.close();
            }
            catch(IOException e){
                 e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

五、过滤流和转换流

1、过滤流

        过滤流用于对已有流进行连接和封装处理，分为过滤输入流FilterInputStream和过滤输出流FilterOutputStream，分别继承于InputStream和OutputStream。 

        过滤流可以参见字节流处理中的BufferedInputStream类。

2、转换流

        转换流就是将字节流和字符流之间相互转换。

        InputStreamReader：将字节输入流转换成字符输入流

        OutputStreamWriter：将字符输出流转换成字节输出流

六、序列化

1、对象序列化与反序列化

        对象序列化：将对象数据写入一个输出流的过程。（将代码转换成二进制格式）

        反序列化：从一个输入流中读取一个对象。（从二进制格式中读代码）

        对象序列化的两个特点：

（1）可以在分布式应用中使用，参数和返回值必须序列化

（2）可以循环保存每一个对象的数据。

        序列化接口：java.lang.Serializable接口，接口中没有任何方法，当一个类implements该接口，则该类为可序列化类，可序列化类可以进行对象序列化。

2、ObjectInputStream和ObjectOutputStream

        ObjectInputStream和ObjectOutputStream分别是InputStream和OutputStream的子类，通过对象输出流通过writeObject来写入序列化对象，对象输入流通过readObject来读取序列化对象。

        下面对象序列化实例：

        try括号内建立回收机制，当try...catch结束后，自动对其执行close。

import java.io.FileOutputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.io.Serializable;

public class filter {
    public static void main(String [] args)
    {
        try(ObjectOutputStream obs=new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("src/io/1.txt")))
        {
            Person person=new Person("张三",25);
            obs.writeObject(person);
            obs.flush();
        }
        catch(Exception e)
        {
            e.printStackTrace();
        }

    }
}

class Person implements Serializable{
    private int age;
    private String name;
    public Person(String name,int age)
    {
        this.name=name;
        this.age=age;
    }
    public String toString()
    {
        return "姓名："+this.name+"，年龄："+this.age;
    }
}

七、NIO 

        NIO类将文件或文件的一段区域映射到内存中，可以像访问内存一样访问文件。

        NIO中两个核心类：Buffer和Channel，Buffer本质上是一个数组，Channel类似于流传输，相比于输入输出流，提供了一个map（）方法，将一块数据直接映射到内存。

1、Buffer

        Buffer类没有构造方法，而是通过静态方法获得Buffer对象。

static xxxBuffer allocate(int capacity) : 创建一个指令容量的xxxBuffer对象。（xxx代表数据类型如char）

         Buffer的四个重要方法：capacity（容量），limit（界限），position（位置），mark（标记）。

        capacity：最开始allocate设置的长度

        limit：初始化为capacity大小，当执行flip方法后，变为当前position大小，当执行clear方法后，再回到capacity大小

        position：初始化为0，当添加元素时，为添加元素所占总长度，不会因为后续获取靠前的数据而发生变化，因为Buffer类本质上是一个数组，当获取值后，不会影响数组变化

        mark：设置mark为当前position

        其他常用方法：

clear()将position设置为0，limit设置为capacity，丢弃标记
flip()将limit设置为当前position，position设置为0
rewind()将position设置为0，丢弃mark
reset()将position设置为以前的mark
get("2")将索引为2的元素获取，若为添加参数，则传入当前position的值
put("a")添加元素a

        测试代码：

import java.nio.CharBuffer;

public class nioDemo {
    public static void main(String[] args)
    {
        CharBuffer buff=CharBuffer.allocate(8);
        System.out.println(buff.capacity());                //输出8
        System.out.println(buff.limit());                   //输出0
        System.out.println(buff.position());                //输出0
        buff.put("a");
        buff.put("b");
        buff.put("c");
        System.out.println(buff.limit());                   //输出8
        System.out.println(buff.position());                //输出3
        System.out.println(buff.get(0));              //输出a
        buff.flip();                                        //此时limit=3，position=0
        System.out.println(buff.get());                     //输出a
        buff.clear();                                       //position=0,limit=8
        System.out.println(buff.limit());                   //输出8
    }
}

2、Channel

        Channel与Buffer的区别：

（1）Channel可以直接将指定文件部分或全部映射成Buffer

（2）程序不能直接访问Channel数据，Channel只能与Buffer交互。

参考书籍：《Java 8 基础应用与开发》QST青软实训编 

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