day11【IO流】
今日内容
- File类
- 递归
- 文件过滤器
- 字节流
- 文件复制
- 字节缓冲流
目标
第一章 File类
1.1 概述
java.io.File 类是文件和目录路径名的抽象表示,主要用于文件和目录的创建、查找和删除等操作。File类将文件,文件夹和路径封装成了对象,提供大量的方法来操作这些对象。
1.2 File类的静态成员变量
static String pathSeparator 与系统有关的路径分隔符。
- Window操作系统,分隔符是分号。
- Linux操作系统,分隔符是冒号。
static String separator 与系统有关的默认名称分隔符。
- Window操作系统,名称分割符号为 \。
- Linux操作系统,名称分隔符号为 /。
1.3 File类构造方法
public File(String pathname) :通过将给定的路径名字符串转换为抽象路径名来创建新的 File实例。
public File(String parent, String child) :从父路径名字符串和子路径名字符串创建新的 File实例。
public File(File parent, String child) :从父抽象路径名和子路径名字符串创建新的 File实例。
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| public static void main(String[] args){ String pathname = "D:\\aaa.txt"; File file1 = new File(pathname); System.out.println(file1);
String parent = "d:\\aaa"; String child = "bbb.txt"; File file2 = new File(parent, child); System.out.println(file2); File parentDir = new File("d:\\aaa"); String child = "bbb.txt"; File file3 = new File(parentDir, child); System.out.println(file3); }
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注意:
- 一个File对象代表硬盘中实际存在的一个文件或者目录。
- 无论该路径下是否存在文件或者目录,都不影响File对象的创建。
1.4 File类的获取方法
public String getAbsolutePath() :返回此File的绝对路径名字符串。
public String getPath() :将此File转换为路径名字符串。
public String getName() :返回由此File表示的文件或目录的名称。
public long length() :返回由此File表示的文件的长度。
public File getParentFile()返回由此File表示的文件或目录的父目录,如果没有父目录,返回null。
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| public static void main(String[] args) { File f = new File("d:/aaa/bbb.java"); System.out.println("文件绝对路径:"+f.getAbsolutePath()); System.out.println("文件构造路径:"+f.getPath()); System.out.println("文件名称:"+f.getName()); System.out.println("文件长度:"+f.length()+"字节"); System.out.ptintln("文件路径的父路径"+f.getParentFile());
File f2 = new File("d:/aaa"); System.out.println("目录绝对路径:"+f2.getAbsolutePath()); System.out.println("目录构造路径:"+f2.getPath()); System.out.println("目录名称:"+f2.getName()); System.out.println("目录长度:"+f2.length()); System.out.ptintln("目录父路径"+f2.getParentFile()); }
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1.5 绝对路径和相对路径
- 绝对路径:从盘符开始的路径,这是一个完整的路径,绝对路径具有唯一性。
- 相对路径:相对于项目目录的路径,这是一个便捷的路径,开发中经常使用。
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| public static void main(String[] args) { File f = new File("D:\\bbb.java"); System.out.println(f.getAbsolutePath());
File f2 = new File("bbb.java"); System.out.println(f2.getAbsolutePath()); }
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1.6 File类判断方法
public boolean exists() :此File表示的文件或目录是否实际存在。
public boolean isDirectory() :此File表示的是否为目录。
public boolean isFile() :此File表示的是否为文件。
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| public static void main(String[] args) { File f = new File("d:\\aaa\\bbb.java"); File f2 = new File("d:\\aaa"); System.out.println("d:\\aaa\\bbb.java 是否存在:"+f.exists()); System.out.println("d:\\aaa 是否存在:"+f2.exists()); System.out.println("d:\\aaa 文件?:"+f2.isFile()); System.out.println("d:\\aaa 目录?:"+f2.isDirectory()); }
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1.7 File类创建删除功能的方法
public boolean createNewFile() :当且仅当具有该名称的文件尚不存在时,创建一个新的空文件。
public boolean delete() :删除由此File表示的文件或目录。 不进回收站,直接删除。
public boolean mkdirs() :创建由此File表示的目录,包括任何必需但不存在的父目录。
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| public static void main(String[] args) throws IOException { File f = new File("aaa.txt"); System.out.println("是否存在:"+f.exists()); System.out.println("是否创建:"+f.createNewFile()); System.out.println("是否存在:"+f.exists());
File f2= new File("newDir"); System.out.println("是否存在:"+f2.exists()); System.out.println("是否创建:"+f2.mkdirs()); System.out.println("是否存在:"+f2.exists());
System.out.println(f.delete());
System.out.println(f2.delete()); }
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1.8 File类目录遍历方法
public File[] listFiles()返回一个File数组,表示该File目录中的所有的子文件或目录、
public File[] listFiles(FileFilter filter)返回一个File数组,表示该File目录中的所有的子文件或目录,filter是文件过滤器,可以过滤不需要的文件。
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| public static void main(String[] args) { File dir = new File("d:\\java_code"); File[] files = dir.listFiles(); for (File file : files) { System.out.println(file); } }
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FileFilter接口
文件过滤器接口,此接口的实现类可以传递给方法listFiles(),实现文件的过滤功能
FileFilter接口方法:
public boolean accept(File path):方法参数就是listFiles()方法获取到的文件或者目录的路径。如果方法返回true,表示需要此路径,否则此路径将被忽略。
遍历目录,获取所有的Java文件
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| public static void main(String[] args){ File dir = new File("d:\\demo"); File[] files = dir.listFiles(new FileFilter() { @Override public boolean accept(File pathname) { if(pathname.isDirectory()) return true; return pathname.getName().toLowerCase().endsWith("java"); } }); for(File file : files){ System.out.println(file); } }
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第二章 方法递归
2.1 概述
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| public static void a(){ a(); }
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2.2 递归求和
计算1 ~ n的和
分析:num的累和 = num + (num-1)的累和,所以可以把累和的操作定义成一个方法,递归调用。
实现代码:
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| public static void main(String[] args) { int num = 5; int sum = getSum(num); System.out.println(sum);
}
public static int getSum(int num) {
if(num == 1){ return 1; }
return num + getSum(num-1); }
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代码执行图解:

注意:递归一定要有条件限定,保证递归能够停止下来,否则就是四递归。递归次数不要太多,否则会发生栈内存溢出,会抛出StackOverflowError错误。
2.3 递归求阶乘
阶乘:所有小于及等于该数的正整数的积。
分析:n的阶乘:n! = n * (n-1) … 3 * 2 * 1
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| public static void main(String[] args) { int n = 3; int value = getValue(n); System.out.println("阶乘为:"+ value); }
public static int getValue(int n) { if (n == 1) { return 1; }
return n * getValue(n - 1); }
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2.4 目录遍历
遍历D:\aaa 目录下的所有文件和所有的子目录。
分析:目录遍历,无法判断多少级目录,所以在遍历需要进行判断,如果遍历到的还是目录,就要使用递归,遍历所有目录。
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| public static void main(String[] args){ File dir = new File("D:\\aaa"); printDir(dir); }
public static void printDir(File dir) { System.out.println(dir); File[] files = dir.listFiles(); for (File file : files) { if (file.isFile()) { System.out.println(file); } else { printDir(file); } } }
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2.5 目录遍历搜索java文件
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| public static void main(String[] args){ File dir = new File("D:\\aaa"); printDir(dir); }
public static void printDir(File dir) { File[] files = dir.listFiles(new FileFilter() { @Override public boolean accept(File pathname) { if(pathname.isDirectory()) return true; return pathname.getName().toLowerCase().endsWith("java"); } }); for (File file : files) { if (file.isFile()) { System.out.println(file); } else { printDir(file); } } }
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第三章 IO流
3.1 什么是IO
生活中,你肯定经历过这样的场景。当你编辑一个文本文件,忘记了ctrl+s ,可能文件就白白编辑了。当你电脑上插入一个U盘,可以把一个视频,拷贝到你的电脑硬盘里。那么数据都是在哪些设备上的呢?键盘、内存、硬盘、外接设备等等。
我们把这种数据的传输,可以看做是一种数据的流动,按照流动的方向,以内存为基准,分为输入input 和输出output ,即流向内存是输入流,流出内存的输出流。
Java中I/O操作主要是指使用java.io包下的内容,进行输入、输出操作。输入也叫做读取数据,输出也叫做作写出数据。
3.2 IO的分类
根据数据的流向分为:输入流和输出流。
- 输入流 :把数据从
其他设备上读取到内存中的流。
- 输出流 :把数据从
内存 中写出到其他设备上的流。
格局数据的类型分为:字节流和字符流。
- 字节流 :以字节为单位,读写数据的流。
- 字符流 :以字符为单位,读写数据的流。
3.3 IO的流向说明图解

3.4 IO流顶层父类
| 类 |
含义 |
| java.io.OutputStream |
字节输出流顶层父类,抽象类,定义了写出数据方法write()。 |
| java.io.InputStream |
字节输入流顶层父类,抽象类,定义了读取数据方法read()。 |
| java.io.Writer |
字符输出流顶层父类,抽象类,定义了写出数据方法write()。 |
| java.io.Reader |
字符输入流顶层父类,抽象类,定义了读取数据方法read()。 |
第四章 字节流
4.1 一切都是字节
一切文件数据(文本、图片、视频等)在存储时,都是以二进制数字的形式保存,都一个一个的字节,那么传输时一样如此。所以,字节流可以传输任意文件数据。在操作流的时候,我们要时刻明确,无论使用什么样的流对象,底层传输的始终为二进制数据。
提示:8个二进制位为1个字节,0000-0000 是1个字节。
4.2 字节输出流OutputStream
java.io.OutputStream 抽象类是表示字节输出流的所有类的超类,将指定的字节信息写出到目的地。它定义了字节输出流的基本共性功能方法。
public void close() :关闭此输出流并释放与此流相关联的任何系统资源。
public void write(byte[] b):将 b.length字节从指定的字节数组写入此输出流。
public void write(byte[] b, int off, int len) :从指定的字节数组写入 len字节,从偏移量 off开始输出到此输出流。
public abstract void write(int b) :将指定的字节输出流。
注意:close方法,当完成流的操作时,必须调用此方法,释放系统资源。
4.3 FileOutputStream类
OutputStream有很多子类,我们从最简单的一个子类开始。
java.io.FileOutputStream 类是文件输出流,用于将数据写出到文件。
构造方法
public FileOutputStream(File file):创建文件输出流以写入由指定的 File对象表示的文件。
public FileOutputStream(String name): 创建文件输出流以指定的名称写入文件。
当你创建一个流对象时,必须传入一个文件路径。该路径下,如果没有这个文件,会创建该文件。如果有这个文件,会清空这个文件的数据。
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| public class FileOutputStreamConstructor { public static void main(String[] args) throws IOException{ File file = new File("a.txt"); FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file); } }
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写出字节数据
- 写出字节:
write(int b) 方法,每次可以写出一个字节数据,代码使用演示:
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| public static void main(String[] args) throws IOException { FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos.txt"); fos.write(97); fos.write(98); fos.write(99); fos.close(); }
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注意:
- 虽然参数为int类型四个字节,但是只会保留一个字节的信息写出。
- 写出的整数被直接写在目的文件中。
- 流操作完毕后,必须释放系统资源,调用close方法,千万记得。
- 写出字节数组:
write(byte[] b),每次可以写出数组中的数据,代码使用演示:
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| public static void main(String[] args) throws IOException { FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos.txt"); byte[] b = "abcdef".getBytes(); fos.write(b); fos.close(); }
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- 写出指定长度字节数组:
write(byte[] b, int off, int len) ,每次写出从off索引开始,len表示写出的个字节个数。
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| public static void main(String[] args) throws IOException { FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos.txt"); byte[] b = "abcde".getBytes(); fos.write(b,2,2); fos.close(); }
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数据追加续写
经过以上的演示,每次程序运行,创建输出流对象,都会清空目标文件中的数据。如何保留目标文件中数据,还能继续添加新数据呢?
public FileOutputStream(File file, boolean append): 创建文件输出流以写入由指定的 File对象表示的文件。
public FileOutputStream(String name, boolean append): 创建文件输出流以指定的名称写入文件。
这两个构造方法,参数中都需要传入一个boolean类型的值,true 表示追加数据,false 表示清空原有数据。这样创建的输出流对象,就可以指定是否追加续写了,代码使用演示:
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| public static void main(String[] args) throws IOException { FileOutputStream fos = new FileOutputStream("fos.txt",true); byte[] b = "abcde".getBytes(); fos.write(b); fos.close(); }
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4.4 IO中write方法的源码解析
- 我调用write方法写出数据的时候,JDK源代码中最终调用的方法是writeBytes()方法。
private native void writeBytes(byte b[], int off, int len, boolean append)throws IOException
- 方法是本地方法是和操作系统交互的方法。
- 操作系统本身就具有IO功能,因此JVM是调用操作系统中的功能实现数据的读写!
java.io.InputStream 抽象类是表示字节输入流的所有类的超类,可以读取字节信息到内存中。它定义了字节输入流的基本共性功能方法。
public void close() :关闭此输入流并释放与此流相关联的任何系统资源。
public abstract int read(): 从输入流读取数据的下一个字节。
public int read(byte[] b): 从输入流中读取一些字节数,并将它们存储到字节数组 b中 。
java.io.FileInputStream 类是文件输入流,从文件中读取字节。
构造方法
FileInputStream(File file): 通过打开与实际文件的连接来创建一个 FileInputStream ,该文件由文件系统中的 File对象 file命名。
FileInputStream(String name): 通过打开与实际文件的连接来创建一个 FileInputStream ,该文件由文件系统中的路径名 name命名。
当你创建一个流对象时,必须传入一个文件路径。该路径下,如果没有该文件,会抛出FileNotFoundException
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| public class FileInputStreamConstructor { public static void main(String[] args) throws IOException{ File file = new File("a.txt"); FileInputStream fos = new FileInputStream(file); FileInputStream fos = new FileInputStream("b.txt"); } }
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读取字节数据
- 读取字节:
read方法,每次可以读取一个字节的数据,提升为int类型,读取到文件末尾,返回-1,代码使用演示:
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| public static void main(String[] args) throws IOException{ FileInputStream fis = new FileInputStream("read.txt"); int read = fis.read(); System.out.println((char) read); read = fis.read(); System.out.println((char) read); read = fis.read(); System.out.println((char) read); read = fis.read(); System.out.println((char) read); read = fis.read(); System.out.println((char) read); read = fis.read(); System.out.println( read); fis.close(); }
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注意:如果文件中存在-1,我们在读取文件时也不会直接读取到-1,因为-1是两个字节,即-和1。每个文件都会被操作系统赋予一个结束的标识,JVM调用操作系统功能实现文件读取的,因此操作系统读取到文件结束标识后,会将表示返回到JVM中,而JVM接收到文件结束标识后,返回read()方法-1。
使用循环改进:
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| public static void main(String[] args) throws IOException{ FileInputStream fis = new FileInputStream("read.txt"); int b = 0 ; while ((b = fis.read())!=-1) { System.out.println((char)b); } fis.close(); }
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使用字节数组读取
read(byte[] b),每次读取b的长度个字节到数组中,返回读取到的有效字节个数,读取到末尾时,返回-1 ,代码使用演示:
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| public static void main(String[] args) throws IOException{ FileInputStream fis = new FileInputStream("read.txt"); int len ; byte[] b = new byte[2]; while (( len= fis.read(b))!=-1) { System.out.println(new String(b)); } fis.close(); }
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错误数据d,是由于最后一次读取时,只读取一个字节e,数组中,上次读取的数据没有被完全替换,所以要通过len ,获取有效的字节,代码使用演示:
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| public static void main(String[] args) throws IOException{ FileInputStream fis = new FileInputStream("read.txt"); int len ; byte[] b = new byte[2]; while (( len= fis.read(b))!=-1) { System.out.println(new String(b,0,len)); } fis.close(); }
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第五章 IO流中的异常处理
在字节流的案例中,我们一直使用的是throws抛出异常。如果出现异常的话,程序将不会执行close()方法,因此异常需要使用try catch进行处理。
- try外声明变量,try内建立对象。
- finally中进行资源释放。
- 进行流对象非空判断。
- 如果有多个流对象,单独进行释放
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| public static void main(String[] args){ FileOutputStream fos = null; try{ fos.write(100); }catch(IOException ex){ ex.PrintStackTrace(); }finally{ if(fos!=null) try{ fos.close(); }catch(IOException ex){ ex.PrintStackTrace(); } } }
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第六章 文件复制
使用字节流可以进行任何文件的复制,因为字节流操作的是组成文件的最小单元-字节。
复制原理图解:

案例实现
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| public static void main(String[] args) throws IOException { FileInputStream fis = new FileInputStream("D:\\test.jpg"); FileOutputStream fos = new FileOutputStream("test_copy.jpg");
byte[] b = new byte[1024]; int len; while ((len = fis.read(b))!=-1) { fos.write(b, 0 , len); }
fos.close(); fis.close(); }
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第七章 字节缓冲流
7.1 缓冲流介绍
缓冲流:针对基础流对象进行高效处理的流对象。或者为基础流增加功能。
字节缓冲流:BufferedInputStream,BufferedOutputStream
缓冲流的基本原理,是在创建流对象时,会创建一个内置的默认大小的缓冲区数组,通过缓冲区读写,减少系统IO次数,从而提高读写的效率。
7.2 字节缓冲流
BufferedOutputStream继承OutputStream,write()方法不必从新学习。
BufferedInputStream继承InputStream,read()方法不必从新学习。
构造方法
public BufferedInputStream(InputStream in) :创建一个 新的缓冲输入流。
public BufferedOutputStream(OutputStream out): 创建一个新的缓冲输出流。
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| BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("bis.txt"));
BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("bos.txt"));
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注意:在使用缓冲流时,必须传递基础流。
效率测试
查询API,缓冲流读写方法与基本的流是一致的,我们通过复制大文件(375MB),测试它的效率。
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| public static void main(String[] args) throws IOException { long start = System.currentTimeMillis(); FileInputStream fis = new FileInputStream("jdk8.exe"); FileOutputStream fos = new FileOutputStream("copy.exe") int b = 0; while ((b = fis.read()) != -1) { fos.write(b); } long end = System.currentTimeMillis(); System.out.println("普通流复制时间:"+(end - start)+" 毫秒"); }
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| public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException { long start = System.currentTimeMillis(); BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("jdk8.exe")); BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("copy.exe")); int len = 0; byte[] bytes = new byte[8*1024]; while ((len = bis.read(bytes)) != -1) { bos.write(bytes, 0 , len); } long end = System.currentTimeMillis(); System.out.println("缓冲流使用数组复制时间:"+(end - start)+" 毫秒"); } 缓冲流复制时间:8016 毫秒
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| public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException { long start = System.currentTimeMillis(); BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("jdk8.exe")); BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("copy.exe")); int len = 0; byte[] bytes = new byte[8*1024]; while ((len = bis.read(bytes)) != -1) { bos.write(bytes, 0 , len); } long end = System.currentTimeMillis(); System.out.println("缓冲流使用数组复制时间:"+(end - start)+" 毫秒"); } 缓冲流使用数组复制时间:666 毫秒
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