IO流

File 类

1. File 类位于 java.io 包中，主要用于表示文件和目录路径。
2. 注意：File 对象仅仅是路径名的抽象表示，并不一定对应一个真实存在的文件或目录。
3. 可以通过 File 类完成对文件/目录的创建、删除、获取属性等操作，但读写文件内容还需要使用 IO 流。
4. 常见构造方法：

   构造方法	说明
   public File(String pathname)	根据给定路径名字符串创建一个 File 对象
   public File(String parent, String child)	根据父路径和子路径字符串创建一个 File 对象
   public File(File parent, String child)	根据父 File 对象和子路径字符串创建一个 File 对象

   Note

   import java.io.File;
    
   public class Main {
     public static void main(String[] args) {
       // 根据路径字符串创建 File 对象
       File file1 = new File("test.txt");
    
       // 根据父路径和子路径创建
       File file2 = new File("/Users/sun", "test.txt");
    
       // 根据父 File 对象和子路径创建
       File parent = new File("/Users/sun");
       File file3 = new File(parent, "test.txt");
    
       // 打印对象信息
       printFileInfo("file1", file1);
       printFileInfo("file2", file2);
       printFileInfo("file3", file3);
     }
    
     private static void printFileInfo(String name, File file) {
       System.out.println("==== " + name + " ====");
       System.out.println("路径: " + file.getPath());
       System.out.println("绝对路径: " + file.getAbsolutePath());
       System.out.println("是否存在: " + file.exists());
       System.out.println("是否是目录: " + file.isDirectory());
       System.out.println("是否是文件: " + file.isFile());
       System.out.println();
     }
   }
    

常用方法

方法签名	说明
public String getName()	只返回文件或目录的名称，不包含路径。
public String getPath()	返回创建 File 对象时传入的路径字符串，不一定是绝对路径。
public String getAbsolutePath()	返回绝对路径（会根据当前工作目录补全）。即使文件不存在，也能返回字符串。
public String getParent()	返回父路径字符串（可能是相对路径）。若没有父路径则返回 null。
public long length()	返回文件大小（单位：字节）。目录调用此方法，返回值未指定（通常为 0）。不存在的文件也返回 0。
public long lastModified()	返回文件最后修改时间（毫秒）。不存在的文件返回 0。
public boolean exists()	判断文件或目录是否真实存在。常用前置检查，很多方法调用前最好先判断。
public boolean isFile()	判断是否是文件。存在且是文件时返回 true，不存在或目录时返回 false。
public boolean isDirectory()	判断是否是目录。存在且是目录时返回 true，不存在时返回 false。
public boolean canRead()	判断文件是否可读。结果受系统权限控制。
public boolean canWrite()	判断文件是否可写。在只读目录或权限不足时会返回 false。
public boolean isHidden()	判断文件是否隐藏。不存在的文件返回 false。不同操作系统定义不同（Windows 取决于隐藏属性，Linux/macOS 以 . 开头）。
public boolean createNewFile()	创建一个新文件。文件已存在时返回 false。不能自动创建父目录，父目录不存在会抛 IOException。
public boolean delete()	删除文件或空目录。非空目录删除失败。删除失败时返回 false，不会抛异常。
public boolean mkdir()	创建单级目录。父目录不存在时创建失败，返回 false。
public boolean mkdirs()	创建多级目录。父目录不存在时也会自动创建。
public String[] list()	返回目录下所有文件/子目录的名称数组。只能对目录调用，否则返回 null。目录为空时返回空数组 []。
public File[] listFiles()	返回目录下所有文件/子目录的 File 对象数组。只能对目录调用，否则返回 null。空目录时返回空数组。

import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
 
public class Main {
  public static void main(String[] args) throws IOException {
    // 准备测试路径
    File file = new File("test.txt");
    File dir = new File("testDir");
    File dirs = new File("a/b/c");
 
    // 1. 创建文件
    if (!file.exists()) {
      file.createNewFile();
      System.out.println("文件 test.txt 创建成功");
    }
 
    // 2. 获取文件信息
    System.out.println("getName(): " + file.getName());
    System.out.println("getPath(): " + file.getPath());
    System.out.println("getAbsolutePath(): " + file.getAbsolutePath());
    System.out.println("getParent(): " + file.getParent());
    System.out.println("length(): " + file.length() + " 字节");
    System.out.println("lastModified(): " +
                       new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss")
                       .format(new Date(file.lastModified())));
 
    // 3. 判断方法
    System.out.println("exists(): " + file.exists());
    System.out.println("isFile(): " + file.isFile());
    System.out.println("isDirectory(): " + file.isDirectory());
    System.out.println("canRead(): " + file.canRead());
    System.out.println("canWrite(): " + file.canWrite());
    System.out.println("isHidden(): " + file.isHidden());
 
    // 4. 创建目录
    if (!dir.exists()) {
      dir.mkdir();
      System.out.println("目录 testDir 创建成功");
    }
 
    if (!dirs.exists()) {
      dirs.mkdirs();
      System.out.println("多级目录 a/b/c 创建成功");
    }
 
    // 5. 列出目录内容
    File currentDir = new File(".");
    String[] names = currentDir.list();
    System.out.println("当前目录下的文件/目录名称：");
    if (names != null) {
      for (String name : names) {
        System.out.println("  " + name);
      }
    }
 
    File[] files = currentDir.listFiles();
    System.out.println("当前目录下的文件/目录对象：");
    if (files != null) {
      for (File f : files) {
        System.out.println("  " + f.getAbsolutePath());
      }
    }
 
    // 6. 删除文件和目录（注意：delete() 不能删除非空目录）
    if (file.delete()) {
      System.out.println("文件 test.txt 删除成功");
    }
    if (dir.delete()) {
      System.out.println("目录 testDir 删除成功");
    }
    if (dirs.delete()) {
      System.out.println("目录 a/b/c 删除成功（如果是空目录）");
    }
  }
}
 

File 过滤器

1. 在 Java 中，File 类提供了过滤器功能，用于筛选目录下的文件或文件夹。通过过滤器，我们可以控制 listFiles() 或 list() 方法返回的文件集合。

2. listFiles() 可以接受两种类型的过滤器：

   • FileFilter：接受一个 File 对象作为参数，返回 boolean，决定是否包含该文件或目录。
   • FilenameFilter：接受两个参数，第一个是当前目录的 File 对象，第二个是文件名（字符串），返回 boolean，决定是否包含该文件或目录。

3. 过滤器的使用：

   方法	描述
   File[] listFiles(FileFilter filter)	使用 FileFilter 过滤文件或目录
   File[] listFiles(FilenameFilter filter)	使用 FilenameFilter 过滤文件或目录
   String[] list(FilenameFilter filter)	返回符合 FilenameFilter 条件的文件名数组

   import java.io.File;
   import java.io.FileFilter;
   import java.io.FilenameFilter;
               
   public class Main {
       public static void main(String[] args) {
           File dir = new File("/");
               
           // 使用 FileFilter 过滤器：只显示目录
           File[] directories = dir.listFiles(new FileFilter() {
               @Override
               public boolean accept(File file) {
                   return file.isDirectory();
               }
           });
           System.out.println("所有目录：");
           for (File f : directories) {
               System.out.println(f.getName());
           }
               
           // 使用 FilenameFilter 过滤器：只显示 .txt 文件
           File[] txtFiles = dir.listFiles(new FilenameFilter() {
               @Override
               public boolean accept(File dir, String name) {
                   return name.endsWith(".txt");
               }
           });
           System.out.println("所有 .txt 文件：");
           for (File f : txtFiles) {
               System.out.println(f.getName());
           }
               
           // 使用 Lambda 表达式简化
           File[] javaFiles = dir.listFiles(f -> f.getName().endsWith(".java"));
           System.out.println("所有 .java 文件：");
           for (File f : javaFiles) {
               System.out.println(f.getName());
           }
       }
   }
               

IO 流概述

1. 输入（Input）：指程序从外部系统获取数据。核心含义是“读”，例如从文件、网络、数据库或内存中读取数据。
2. 输出（Output）：指程序将数据输出到外部系统。核心含义是“写”，例如将数据写入文件、网络连接或控制台。
3. 数据源（Data Source）：提供数据的媒介，可以是文件、数据库、内存、网络、外部设备等。
4. 流的概念：流是一种有序的数据传输通道，程序通过流可以连续地读取或写入数据。
5. 流的特点：
   • 单向性：数据在流中只能单向传输，输入流从外部到程序，输出流从程序到外部。
   • 有序性：数据按顺序读写，不能跳跃访问（除非使用随机访问类如 RandomAccessFile）。
   • 连接性：流通常连接一个具体的数据源或目的地，通过流对象操作数据源。
6. 常见场景：
   • 从磁盘文件读取文本内容（InputStream/FileReader）
   • 将程序输出写入日志文件（OutputStream/FileWriter）
   • 网络通信（Socket InputStream/OutputStream）
   • 数据库读写（通过流读取 Blob、Clob 等二进制或字符数据）

IO 流的分类

1. 按流的方向：
   • 输入流（Input Stream）：数据从外部流向程序，典型类：InputStream、Reader。
     • 示例：FileInputStream fis = new FileInputStream("data.txt");
   • 输出流（Output Stream）：数据从程序流向外部，典型类：OutputStream、Writer。
     • 示例：FileOutputStream fos = new FileOutputStream("data.txt");

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2. 按处理的数据单元：

   • 字节流（Byte Stream）：以字节为单位读写数据。适用于所有类型文件，包括文本、图片、音视频。 典型类：InputStream、OutputStream及其子类。

   • 字符流（Character Stream）：以字符为单位读写数据。专门用于文本文件，自动处理字符编码。 典型类：Reader、Writer及其子类。

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3. 按处理对象不同：

   • 节点流（Node Stream / 低级流）：直接连接到数据源或目的地。 例如：FileInputStream、FileOutputStream。

   • 处理流（Filter / 包装流）：不直接连接数据源，而是包装其他流提供增强功能，例如缓冲、加密、压缩、对象序列化。 例如：BufferedReader、BufferedOutputStream、DataInputStream。

IO 流体系结构

字节流

OutputStream

FileOutputStream

InputStream

FileInputStream

字符流

Writer

FileWriter

Reader

FileReader

缓冲流

字节缓冲流

字符缓冲流

转换流

InputStreamReader

OutputStreamWriter

打印流

PrintStream

PrintWriter

标准输入 / 输出

数据流

DataOutputStream

DataInputStream

对象流

ObjectOutputStream

ObjectInputStream

序列化和反序列化

transient 关键字

字节数组流

ByteArrayOutputStream

ByteArrayInputStream

对象克隆

浅拷贝

深拷贝

配置文件读取

Properties

ResourceBundle

NIO