【教程】Java 流(Stream)、文件(File)和IO

╰+攻爆jí腚メ 2022-03-08 00:48 362阅读 0赞

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Java.io 包几乎包含了所有操作输入、输出需要的类。所有这些流类代表了输入源和输出目标。

Java.io 包中的流支持很多种格式，比如：基本类型、对象、本地化字符集等等。

一个流可以理解为一个数据的序列。输入流表示从一个源读取数据，输出流表示向一个目标写数据。

Java 为 I/O 提供了强大的而灵活的支持，使其更广泛地应用到文件传输和网络编程中。

但本节讲述最基本的和流与 I/O 相关的功能。我们将通过一个个例子来学习这些功能。

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## 读取控制台输入 ##

Java 的控制台输入由 System.in 完成。

为了获得一个绑定到控制台的字符流，你可以把 System.in 包装在一个 BufferedReader 对象中来创建一个字符流。

下面是创建 BufferedReader 的基本语法：

BufferedReader br = new BufferedReader(new 
                          InputStreamReader(System.in));

BufferedReader 对象创建后，我们便可以使用 read() 方法从控制台读取一个字符，或者用 readLine() 方法读取一个字符串。

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## 从控制台读取多字符输入 ##

从 BufferedReader 对象读取一个字符要使用 read() 方法，它的语法如下：

int read( ) throws IOException

每次调用 read() 方法，它**从输入流读取一个字符**并把该字符作为整数值返回。 当流结束的时候返回 -1。该方法抛出 IOException。

下面的程序示范了用 read() 方法从控制台不断读取字符直到用户输入 "q"。

//使用 BufferedReader 在控制台读取字符
     
    import java.io.*;
     
    public class BRRead {
        public static void main(String args[]) throws IOException {
            char c;
            // 使用 System.in 创建 BufferedReader
            BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
            System.out.println("输入字符, 按下 'q' 键退出。");
            // 读取字符
            do {
                c = (char) br.read();//read()每次读一个字符
                System.out.println(c);
            } while (c != 'q');
        }
    }

以上实例编译运行结果如下:

>     输入字符, 按下 'q' 键退出。
>     runoob
>     r
>     u
>     n
>     o
>     o
>     b
>     
>     
>     q
>     q

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## 从控制台读取字符串 ##

从标准输入读取一个字符串需要使用 BufferedReader 的 readLine() 方法。

它的一般格式是：

String readLine( ) throws IOException

下面的程序读取和显示字符行直到你输入了单词"end"。

//使用 BufferedReader 在控制台读取字符
    import java.io.*;
     
    public class BRReadLines {
        public static void main(String args[]) throws IOException {
            // 使用 System.in 创建 BufferedReader
            BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
            String str;
            System.out.println("Enter lines of text.");
            System.out.println("Enter 'end' to quit.");
            do {
                str = br.readLine();
                System.out.println(str);
            } while (!str.equals("end"));
        }
    }

以上实例编译运行结果如下:

>     Enter lines of text.
>     Enter 'end' to quit.
>     This is line one
>     This is line one
>     This is line two
>     This is line two
>     end
>     end

> JDK 5 后的版本我们也可以使用 [Java Scanner][] 类来获取控制台的输入。

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## 控制台输出 ##

在此前已经介绍过，控制台的输出由 print( ) 和 println() 完成。这些方法都由类 PrintStream 定义，System.out 是该类对象的一个引用。

PrintStream 继承了 OutputStream类，并且实现了方法 write()。这样，write() 也可以用来往控制台写操作。

PrintStream 定义 write() 的最简单格式如下所示：

void write(int byteval)

该方法将 byteval 的低八位字节写到流中。

### 实例 ###

下面的例子用 write() 把字符 "A" 和紧跟着的换行符输出到屏幕：

import java.io.*;
     
    //演示 System.out.write().
    public class WriteDemo {
        public static void main(String args[]) {
            int b;
            b = 'A';
            System.out.write(b);
            System.out.write('\n');
        }
    }

运行以上实例在输出窗口输出 "A" 字符

>     A

**注意：**write() 方法不经常使用，因为 print() 和 println() 方法用起来更为方便。

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## 读写文件 ##

如前所述，一个流被定义为一个数据序列。输入流用于从源读取数据，输出流用于向目标写数据。

下图是一个描述输入流和输出流的类层次图。

![iostream2xx.png][]

下面将要讨论的两个重要的流是 FileInputStream 和 FileOutputStream：

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## FileInputStream ##

该流用于从文件读取数据，它的对象可以用关键字 new 来创建。

有多种构造方法可用来创建对象。

可以使用字符串类型的文件名来创建一个输入流对象来读取文件：

InputStream f = new FileInputStream("C:/java/hello");

也可以使用一个文件对象来创建一个输入流对象来读取文件。我们首先得使用 File() 方法来创建一个文件对象：

File f = new File("C:/java/hello"); 
    
    InputStream out = new FileInputStream(f);

创建了InputStream对象，就可以使用下面的方法来读取流或者进行其他的流操作。

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <th>序号</th> 
 <th>方法及描述</th> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>1</td> 
 <td>public void close() throws IOException{} 关闭此文件输入流并释放与此流有关的所有系统资源。抛出IOException异常。</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>2</td> 
 <td>protected void finalize()throws IOException {} 这个方法清除与该文件的连接。确保在不再引用文件输入流时调用其 close 方法。抛出IOException异常。</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>3</td> 
 <td>public int read(int r)throws IOException{} 这个方法从 InputStream 对象读取指定字节的数据。返回为整数值。返回下一字节数据，如果已经到结尾则返回-1。</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>4</td> 
 <td>public int read(byte[] r) throws IOException{} 这个方法从输入流读取r.length长度的字节。返回读取的字节数。如果是文件结尾则返回-1。</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>5</td> 
 <td>public int available() throws IOException{} 返回下一次对此输入流调用的方法&nbsp;可以不受阻塞地从此输入流读取的字节数。返回一个整数值。</td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

除了 InputStream 外，还有一些其他的输入流，更多的细节参考下面链接：

*  [ByteArrayInputStream][]
 *  [DataInputStream][]

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## FileOutputStream ##

该类用来创建一个文件，并向文件中写数据。

如果该流在打开文件进行输出前，目标文件不存在，那么该流会创建该文件。

有两个构造方法可以用来创建 FileOutputStream 对象。

使用字符串类型的文件名来创建一个输出流对象：

OutputStream f = new FileOutputStream("C:/java/hello")

也可以使用一个文件对象来创建一个输出流来写文件。我们首先得使用File()方法来创建一个文件对象：

File f = new File("C:/java/hello");
    OutputStream f = new FileOutputStream(f);

创建OutputStream 对象完成后，就可以使用下面的方法来写入流或者进行其他的流操作。

除了OutputStream外，还有一些其他的输出流，更多的细节参考下面链接：

*  [ByteArrayOutputStream][]
 *  [DataOutputStream][]

### 实例 ###

下面是一个演示 InputStream 和 OutputStream 用法的例子：

import java.io.*;
 
 public class fileStreamTest {
 public static void main(String args[]) {
 try {
 byte bWrite[] = { 11, 21, 3, 40, 5 };
 OutputStream os = new FileOutputStream("test.txt");
 for (int x = 0; x < bWrite.length; x++) {
 os.write(bWrite[x]); // writes the bytes
 }
 os.close();
 
 InputStream is = new FileInputStream("test.txt");
 int size = is.available();//可以读取多少个字节
 
 for (int i = 0; i < size; i++) {
 System.out.print((char) is.read() + " ");
 }
 is.close();
 } catch (IOException e) {
 System.out.print("Exception");
 }
 }
 }

上面的程序首先创建文件test.txt，并**把给定的数字**以二进制形式写进该文件，同时输出到控制台上。

以上代码由于是二进制写入，可能存在乱码，你可以使用以下代码实例来解决乱码问题：

//文件名 :fileStreamTest2.java
    import java.io.*;
     
    public class fileStreamTest2 {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
     
            File f = new File("a.txt");
            FileOutputStream fop = new FileOutputStream(f);
            // 构建FileOutputStream对象,文件不存在会自动新建
     
            OutputStreamWriter writer = new OutputStreamWriter(fop, "UTF-8");
            // 构建OutputStreamWriter对象,参数可以指定编码,默认为操作系统默认编码,windows上是gbk
     
            writer.append("中文输入");
            // 写入到缓冲区
     
            writer.append("\r\n");
            // 换行
     
            writer.append("English");
            // 刷新缓存冲,写入到文件,如果下面已经没有写入的内容了,直接close也会写入
     
            writer.close();
            // 关闭写入流,同时会把缓冲区内容写入文件,所以上面的注释掉
     
            fop.close();
            // 关闭输出流,释放系统资源
     
            FileInputStream fip = new FileInputStream(f);
            // 构建FileInputStream对象
     
            InputStreamReader reader = new InputStreamReader(fip, "UTF-8");
            // 构建InputStreamReader对象,编码与写入相同
     
            StringBuffer sb = new StringBuffer();
            while (reader.ready()) {
                sb.append((char) reader.read());
                // 转成char加到StringBuffer对象中
            }
            System.out.println(sb.toString());
            reader.close();
            // 关闭读取流
     
            fip.close();
            // 关闭输入流,释放系统资源
     
        }
    }

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## 文件和I/O ##

还有一些关于文件和I/O的类，我们也需要知道：

*  [File Class(类)][File Class]
 *  [FileReader Class(类)][FileReader Class]
 *  [FileWriter Class(类)][FileWriter Class]

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## Java中的目录 ##

### 创建目录： ###

File类中有两个方法可以用来创建文件夹：

*  **mkdir( )**方法创建一个文件夹，成功则返回true，失败则返回false。失败表明File对象指定的路径已经存在，或者由于整个路径还不存在，该文件夹不能被创建。
 *  **mkdirs()**方法创建一个文件夹和它的所有父文件夹。

下面的例子创建 "/tmp/user/java/bin"文件夹：

import java.io.File;
     
    public class CreateDir {
        public static void main(String args[]) {
            String dirname = "/tmp/user/java/bin";
            File d = new File(dirname);
            // 现在创建目录
            d.mkdirs();
        }
    }

编译并执行上面代码来创建目录 "/tmp/user/java/bin"。

**注意：** Java 在 UNIX 和 Windows 自动按约定分辨文件路径分隔符。如果你在 Windows 版本的 Java 中使用分隔符 (/) ，路径依然能够被正确解析。

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## 读取目录 ##

一个目录其实就是一个 File 对象，它包含其他文件和文件夹。

如果创建一个 File 对象并且它是一个目录，那么调用 isDirectory() 方法会返回 true。

可以通过调用该对象上的 list() 方法，来提取它包含的文件和文件夹的列表。

下面展示的例子说明如何使用 list() 方法来检查一个文件夹中包含的内容：

import java.io.File;
 
 public class DirList {
 public static void main(String args[]) {
 String dirname = "/tmp";
 File f1 = new File(dirname);
 if (f1.isDirectory()) {
 System.out.println("目录 " + dirname);
 String s[] = f1.list();
 for (int i = 0; i < s.length; i++) {
 File f = new File(dirname + "/" + s[i]);
 if (f.isDirectory()) {
 System.out.println(s[i] + " 是一个目录");
 } else {
 System.out.println(s[i] + " 是一个文件");
 }
 }
 } else {
 System.out.println(dirname + " 不是一个目录");
 }
 }
 }

以上实例编译运行结果如下：

>     目录 /tmp
>     bin 是一个目录
>     lib 是一个目录
>     demo 是一个目录
>     test.txt 是一个文件
>     README 是一个文件
>     index.html 是一个文件
>     include 是一个目录

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## 删除目录或文件 ##

删除文件可以使用 **java.io.File.delete()** 方法。

以下代码会删除目录 **/tmp/java/**，需要注意的是当删除某一目录时，必须保证该目录下没有其他文件才能正确删除，否则将删除失败。

测试目录结构：

>     /tmp/java/
>     |-- 1.log
>     |-- test

import java.io.File;
     
    public class DeleteFileDemo {
        public static void main(String args[]) {
            // 这里修改为自己的测试目录
            File folder = new File("/tmp/java/");
            deleteFolder(folder);
        }
     
        // 删除文件及目录
        public static void deleteFolder(File folder) {
            File[] files = folder.listFiles();
            if (files != null) {
                for (File f : files) {
                    if (f.isDirectory()) {
                        deleteFolder(f);
                    } else {
                        f.delete();
                    }
                }
            }
            folder.delete();
        }
    }

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[ByteArrayOutputStream]: http://www.runoob.com/java/java-bytearrayoutputstream.html
[DataOutputStream]: http://www.runoob.com/java/java-dataoutputstream.html
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