CUMT--Java复习--文件及IO流

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Stringfout.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IOExceptionString 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8System.out.println(buff.limit());                   //输出0System.out.println(buff.position());                //输出0buff.put("a");buff.put("b");buff.put("c");System.out.println(buff.limit());                   //输出8System.out.println(buff.position());                //输出3System.out.println(buff.get(0));              //输出abuff.flip();                                        //此时limit=3，position=0System.out.println(buff.get());                     //输出abuff.clear();                                       //position=0,limit=8System.out.println(buff.limit());                   //输出8}
}