11.3 I/O类使用
由于在IO操作中，须要使用的数据源有非常多，作为一个IO技术的刚開始学习的人。从读写文件開始学习IO技术是一个比較好的选择。由于文件是一种常见的数据源，并且读写文件也是程序猿进行IO编程的一个基本能力。本章IO类的使用就从读写文件開始。
11.3.1 文件操作
文件(File)是 最常见的数据源之中的一个，在程序中常常须要将数据存储到文件里，比如图片文件、声音文件等数据文件，也常常须要依据须要从指定的文件里进行数据的读取。当然， 在实际使用时，文件都包括一个的格式。这个格式须要程序猿依据须要进行设计。读取已有的文件时也须要熟悉相应的文件格式，才干把数据从文件里正确的读取出 来。
文件的存储介质有非常多，比如硬盘、光盘和U盘等。由于IO类设计时，从数据源转换为流对象的操作由API实现了。所以存储介质的不同对于程序猿来说是透明的。和实际编写代码无关。
11.3.1.1 文件的概念
文件是计算机中一种主要的数据存储形式，在实际存储数据时，假设对于数据的读写速度要求不是非常高，存储的数据量不是非常大时，使用文件作为一种持久数据存储的方式是比較好的选择。
存储在文件内部的数据和内存中的数据不同，存储在文件里的数据是一种“持久存储”，也就是当程序退出或计算机关机以后，数据还是存在的，而内存内部的数据在程序退出或计算机关机以后，数据就丢失了。
在不同的存储介质中，文件里的数据都是以一定的顺序依次存储起来，在实际读取时由硬件以及操作系统完毕对于数据的控制。保证程序读取到的数据和存储的顺序保持一致。
每一个文件以一个文件路径和文件名称称进行表示，在须要訪问该文件的时，仅仅须要知道该文件的路径以及文件的全名就可以。在不同的操作系统环境下，文件路径的表示形式是不一样的，比如在Windows操作系统中一般的表示形式为C:\windows\system，而Unix上的表示形式为/user/my。所以假设须要让Java程序能够在不同的操作系统下执行，书写文件路径时还须要比較注意。
11.3.1.1.1 绝对路径和相对路径
绝对路径是指书写文件的完整路径，比如d:\java\Hello.java，该路径中包括文件的完整路径d:\java以及文件的全名Hello.java。使用该路径能够唯一的找到一个文件，不会产生歧义。
可是使用绝对路径在表示文件时，受到的限制非常大。且不能在不同的操作系统下执行，由于不同操作系统下绝对路径的表达形式存在不同。
相对路径是指书写文件的部分路径。比如\test\Hello.java，该路径中仅仅包括文件的部分路径\test和文件的全名Hello.java。部分路径是指当前路径下的子路径。比如当前程序在d:\abc下执行，则该文件的完整路径就是d:\abc\test。使用这样的形式。能够更加通用的代表文件的位置。使得文件路径产生一定的灵活性。
在Eclipse项目中执行程序时，当前路径是项目的根目录，比如工作空间存储在d:\javaproject，当前项目名称是Test，则当前路径是：d:\javaproject\Test。在控制台以下执行程序时。当前路径是class文件所在的目录。假设class文件包括包名。则以该class文件最顶层的包名作为当前路径。
另外在Java语言的代码内部书写文件路径时。须要注意大写和小写，大写和小写须要保持一致，路径中的目录名称区分大写和小写。由于’\’是Java语言中的特殊字符。所以在代码内部书写文件路径时，比如代表“c:\test\java\Hello.java”时，须要书写成“c:\test\java\Hello.java”或“c:/test/java/Hello.java”。这些都须要在代码中注意。
11.3.1.1.2 文件名称称
文件名称称一般採用“文件名称.后缀名”的形式进行命名。当中“文件名称”用来表示文件的作用，而使用后缀名来表示文件的类型。这是当前操作系统中常见的一种形式，比如“readme.txt”文件，当中readme代表该文件时说明文件，而txt后缀名代表文件时文本文件类型。在操作系统中，还会自己主动将特定格式的后缀名和相应的程序关联。在双击该文件时使用特定的程序打开。
事实上在文件名称称仅仅是一个标示，和实际存储的文件内容没有必定的联系，仅仅是使用这样的方式方便文件的使用。
在程序中须要存储数据时，假设自己设计了特定的文件格式。则能够自己定义文件的后缀名。来标示自己的文件类型。
和文件路径一样，在Java代码内部书写文件名称称时也区分大写和小写，文件名称称的大写和小写必须和操作系统中的大写和小写保持一致。
另外。在书写文件名称称时不要忘记书写文件的后缀名。
11.3.1.2 File类
为了非常方便的代表文件的概念，以及存储一些对于文件的基本操作，在java.io包中设计了一个专门的类——File类。
在File类中包括了大部分和文件操作的功能方法，该类的对象能够代表一个详细的文件或目录，所以曾经曾有人建议将该类的类名改动成FilePath，由于该类也能够代表一个目录，更准确的说是能够代表一个文件路径。
以下介绍一下File类的基本使用。
1、File对象代表文件路径
File类的对象能够代表一个详细的文件路径。在实际代表时，能够使用绝对路径也能够使用相对路径。
以下是创建的文件对象演示样例。
public File(String pathname)
该演示样例中使用一个文件路径表示一个File类的对象，比如：
File f1 = new File(“d:\test\1.txt”);
File f2 = new File(“1.txt”);
File f3 = new File(“e:\abc”);
这里的f1和f2对象分别代表一个文件。f1是绝对路径，而f2是相对路径。f3则代表一个目录。目录也是文件路径的一种。
public File(String parent, String child)
也能够使用父路径和子路径结合，实现代表文件路径。比如：
File f4 = new File(“d:\\test\\”,”1.txt”);
这样代表的文件路径是：d:\test\1.txt。
2、File类常常用法
File类中包括了非常多获得文件或目录属性的方法，使用起来比較方便，以下将常见的方法介绍例如以下：
a、createNewFile方法
public boolean createNewFile() throws IOException
该方法的作用是创建指定的文件。
该方法仅仅能用于创建文件，不能用于创建目录，且文件路径中包括的目录必须存在。
b、delect方法
public boolean delete()
该方法的作用是删除当前文件或目录。
假设删除的是目录，则该目录必须为空。假设须要删除一个非空的目录，则须要首先删除该目录内部的每一个文件和目录，然后在能够删除。这个须要书写一定的逻辑代码实现。
c、exists方法
public boolean exists()
该方法的作用是推断当前文件或目录是否存在。
d、getAbsolutePath方法
public String getAbsolutePath()
该方法的作用是获得当前文件或目录的绝对路径。比如c:\test\1.t则返回c:\test\1.t。
e、getName方法
public String getName()
该方法的作用是获得当前文件或目录的名称。比如c:\test\1.t，则返回1.t。
f、getParent方法
public String getParent()
该方法的作用是获得当前路径中的父路径。
比如c:\test\1.t则返回c:\test。
g、isDirectory方法
public boolean isDirectory()
该方法的作用是推断当前File对象是否是目录。
h、isFile方法
public boolean isFile()
该方法的作用是推断当前File对象是否是文件。
i、length方法
public long length()
该方法的作用是返回文件存储时占用的字节数。该数值获得的是文件的实际大小，而不是文件在存储时占用的空间数。
j、list方法
public String[] list()
该方法的作用是返回当前目录下全部的文件名称和目录名称。
说明，该名称不是绝对路径。
k、listFiles方法
public File[] listFiles()
该方法的作用是返回当前目录下全部的文件对象。
l、mkdir方法
public boolean mkdir()
该方法的作用是创建当前文件目录，而不创建该路径中的其他目录。假设d盘下仅仅有一个test目录，则创建d:\test\abc目录则成功，假设创建d:\a\b目录则创建失败，由于该路径中d:\a目录不存在。假设创建成功则返回true，否则返回false。
m、mkdirs方法
public boolean mkdirs()
该方法的作用是创建目录，假设当前路径中包括的父目录不存在时，也会自己主动依据须要创建。
n、renameTo方法
public boolean renameTo(File dest)
该方法的作用是改动文件名称。在改动文件名称时不能改变文件路径，假设该路径下已有该文件，则会改动失败。
o、setReadOnly方法
public boolean setReadOnly()
该方法的作用是设置当前文件或目录为仅仅读。
3、File类基本演示样例
以上各方法实现的測试代码例如以下：
import java.io.File;
* File类使用演示样例
*/
public class FileDemo {
public static void main(String[] args) {
//创建File对象
File f1 = new File("d:\\test");
File f2 = new File("1.txt");
File f3 = new File("e:\\file.txt");
File f4 = new File("d:\\","1.txt");
//创建文件
try{
boolean b = f3.createNewFile();
}catch(Exception e){
e.printStackTrace();
}
//推断文件是否存在
System.out.println(f4.exists());
//获得文件的绝对路径
System.out.println(f3.getAbsolutePath());
//获得文件名称
System.out.println(f3.getName());
//获得父路径
System.out.println(f3.getParent());
//推断是否是目录
System.out.println(f1.isDirectory());
//推断是否是文件
System.out.println(f3.isFile());
//获得文件长度
System.out.println(f3.length());
//获得当前目录下全部文件和目录名称
String[] s = f1.list();
for(int i = 0;i < s.length;i++){
System.out.println(s[i]);
}
//获得文件对象
File[] f5 = f1.listFiles();
for(int i = 0;i < f5.length;i++){
System.out.println(f5[i]);
}
//创建目录
File f6 = new File("e:\\test\\abc");
boolean b1 = f6.mkdir();
System.out.println(b1);
b1 = f6.mkdirs();
System.out.println(b1);
//改动文件名称
File f7 = new File("e:\\a.txt");
boolean b2 = f3.renameTo(f7);
System.out.println(b2);
//设置文件为仅仅读
f7.setReadOnly();
}
}4、File类综合演示样例
以下以两个演示样例演示File类的综合使用。第一个演示样例是显示某个目录下的全部文件和目录。原理是输出当前名称。然后推断当前File对 象是文件还是目录，假设则获得该目录下的全部子文件和子目录。并递归调用该方法实现。第二个演示样例是删除某个目录下的全部文件和目录。原理是推断 是否是文件，假设是文件则直接删除，假设是目录。则获得该目录下全部的子文件和子目录，然后递归调用该方法处理全部子文件和子目录，然后将空文件 夹删除。
则測试时慎重使用第二个方法，以免删除自己实用的数据文件。演示样例代码例如以下：
import java.io.File;
/**
* 文件综合使用演示样例
*/
public class AdvanceFileDemo {
public static void main(String[] args) {
File f = new File("e:\\Book");
printAllFile(f);
File f1 = new File("e:\\test");
deleteAll(f1);
}
/**
* 打印f路径下全部的文件和目录
* @param f 文件对象
*/
public static void printAllFile(File f){
//打印当前文件名称
System.out.println(f.getName());
//是否是目录
if(f.isDirectory()){
//获得该目录下全部子文件和子目录
File[] f1 = f.listFiles();
//循环处理每一个对象
int len = f1.length;
for(int i = 0;i < len;i++){
//递归调用。处理每一个文件对象
printAllFile(f1[i]);
}
}
}
/**
* 删除对象f下的全部文件和目录
* @param f 文件路径
*/
public static void deleteAll(File f){
//文件
if(f.isFile()){
f.delete();
}else{ //目录
//获得当前目录下的全部子文件和子目录
File f1[] = f.listFiles();
//循环处理每一个对象
int len = f1.length;
for(int i = 0;i < len;i++){
//递归调用。处理每一个文件对象
deleteAll(f1[i]);
}
//删除当前目录
f.delete();
}
}
}
关于File类的使用就介绍这么多。其他的方法和使用时须要注意的问题还须要多进行练习和实际使用。
11.3.1.3 读取文件
尽管前面介绍了流的概念。可是这个概念对于刚開始学习的人来说，还是比較抽象的。以下以实际的读取文件为样例。介绍流的概念。以及输入流的基本使用。
依照前面介绍的知识。将文件里的数据读入程序，是将程序外部的数据传入程序中，应该使用输入流——InputStream或Reader。而由于读取的是特定的数据源——文件。则能够使用输入相应的子类FileInputStream或FileReader实现。
在实际书写代码时，须要首先熟悉读取文件在程序中实现的过程。
在Java语言的IO编程中。读取文件是分两个步骤：1、将文件里的数据转换为流，2、读取流内部的数据。当中第一个步骤由系统完毕。仅仅须要创建相应的流对象就可以，对象创建完毕以后步骤1就完毕了。第二个步骤使用输入流对象中的read方法就可以实现了。
使用输入流进行编程时。代码一般分为3个部分：1、创建流对象，2、读取流对象内部的数据，3、关闭流对象。以下以读取文件的代码演示样例：
import java.io.*;
/**
* 使用FileInputStream读取文件
*/
public class ReadFile1 {
public static void main(String[] args) {
//声明流对象
FileInputStream fis = null;
try{
//创建流对象
fis = new FileInputStream("e:\\a.txt");
//读取数据，并将读取到的数据存储到数组中
byte[] data = new byte[1024]; //数据存储的数组
int i = 0; //当前下标
//读取流中的第一个字节数据
int n = fis.read();
//依次读取兴许的数据
while(n != -1){ //未到达流的末尾
//将有效数据存储到数组中
data[i] = (byte)n;
//下标添加
i++;
//读取下一个字节的数据
n = fis.read();
}
//解析数据
String s = new String(data,0,i);
//输出字符串
System.out.println(s);
}catch(Exception e){
e.printStackTrace();
}finally{
try{
//关闭流，释放资源
fis.close();
}catch(Exception e){}
}
}
}
在该演示样例代码中。首先创建一个FileInputStream类型的对象fis：
fis = new FileInputStream(“e:\a.txt”);
这样建立了一个连接到数据源e:\a.txt的流。并将该数据源中的数据转换为流对象fis，以后程序读取数据源中的数据，仅仅须要从流对象fis中读取就可以。
读取流fis中的数据。须要使用read方法。该方法是从InputStream类中继承过来的方法。该方法的作用是每次读取流中的一个字节。假设须要读取流中的全部数据，须要使用循环读取，当到达流的末尾时，read方法的返回值是-1。
在该演示样例中，首先读取流中的第一个字节：
int n = fis.read();
并将读取的值赋值给int值n，假设流fis为空，则n的值是-1，否则n中的最后一个字节包括的时流fis中的第一个字节。该字节被读取以后，将被从流fis中删除。
然后循环读取流中的其他数据，假设读取到的数据不是-1，则将已经读取到的数据n强制转换为byte。即取n中的有效数据——最后一个字节，并存储到数组data中。然后调用流对象fis中的read方法继续读取流中的下一个字节的数据。
一直这样循环下去，直到读取到的数据是-1，也就是读取到流的末尾则循环结束。
这里的数组长度是1024。所以要求流中的数据长度不能超过1024。所以该演示样例代码在这里具有一定的局限性。假设流的数据个数比較多，则能够将1024扩大到合适的个数就可以。
经过上面的循环以后。就能够将流中的数据依次存储到data数组中，存储到data数组中有效数据的个数是i个。即循环次数。
事实上截至到这里。IO操作中的读取数据已经完毕。然后再依照数据源中的数据格式。这里是文件的格式，解析读取出的byte数组就可以。
该演示样例代码中的解析，仅仅是将从流对象中读取到的有效的数据。也就是data数组中的前n个数据。转换为字符串，然后进行输出。
在该演示样例代码中，仅仅是在catch语句中输出异常的信息，便于代码的调试。在实际的程序中，须要依据情况进行一定的逻辑处理。比如给出提示信息等。
最后在finally语句块中，关闭流对象fis，释放流对象占用的资源，关闭数据源，实现流操作的结束工作。
上面详细介绍了读取文件的过程，事实上在实际读取流数据时。还能够使用其他的read方法。以下的演示样例代码是使用另外一个read方法实现读取的代码：
import java.io.FileInputStream;
/**
* 使用FileInputStream读取文件
*/
public class ReadFile2 {
public static void main(String[] args) {
//声明流对象
FileInputStream fis = null;
try{
//创建流对象
fis = new FileInputStream("e:\\a.txt");
//读取数据，并将读取到的数据存储到数组中
byte[] data = new byte[1024]; //数据存储的数组
int i = fis.read(data);
//解析数据
String s = new String(data,0,i);
//输出字符串
System.out.println(s);
}catch(Exception e){
e.printStackTrace();
}finally{
try{
//关闭流，释放资源
fis.close();
}catch(Exception e){}
}
}
}该演示样例代码中。仅仅使用一行代码：
int i = fis.read(data);
就实现了将流对象fis中的数据读取到字节数组data中。该行代码的作用是将fis流中的数据读取出来，并依次存储到数组data中，返回值为实际读取的有效数据的个数。
使用该中方式在进行读取时，能够简化读取的代码。
当然，在读取文件时，也能够使用Reader类的子类FileReader进行实现，在编写代码时，仅仅须要将上面演示样例代码中的byte数组替换成char数组就可以。
使用FileReader读取文件时，是依照char为单位进行读取的，所以更适合于文本文件的读取，而对于二进制文件或自己定义格式的文件来说。还是使用FileInputStream进行读取，方便对于读取到的数据进行解析和操作。
读取其他数据源的操作和读取文件相似。最大的差别在于建立流对象时选择的类不同。而流对象一旦建立，则主要的读取方法是一样，假设仅仅使用最主要的read方法进行读取。则使用基本上是一致的。这也是IO类设计的初衷，使得对于流对象的操作保持一致，简化IO类使用的难度。
程。
主要的输出流包括OutputStream和Writer两个，差别是OutputStream体系中的类(也就是OutputStream的子类)是依照字节写入的，而Writer体系中的类(也就是Writer的子类)是依照字符写入的。
使用输出流进行编程的步骤是：
1、建立输出流
建立相应的输出流对象，也就是完毕由流对象到外部数据源之间的转换。
2、向流中写入数据
将须要输出的数据，调用相应的write方法写入到流对象中。
3、关闭输出流
在写入完毕以后，调用流对象的close方法关闭输出流，释放资源。
在使用输出流向外部输出数据时，程序猿仅仅须要将数据写入流对象就可以，底层的API实现将流对象中的内容写入外部数据源，这个写入的过程对于程序猿来说是透明的，不须要专门书写代码实现。
在向文件里输出数据。也就是写文件时，使用相应的文件输出流，包括FileOutputStream和FileWriter两个类。以下以FileOutputStream为样例说明输出流的使用。
演示样例代码例如以下：
import java.io.*;
/**
* 使用FileOutputStream写文件演示样例
*/
public class WriteFile1 {
public static void main(String[] args) {
String s = "Java语言";
int n = 100;
//声明流对象
FileOutputStream fos = null;
try{
//创建流对象
fos = new FileOutputStream("e:\\out.txt");
//转换为byte数组
byte[] b1 = s.getBytes();
//换行符
byte[] b2 = "\r\n".getBytes();
byte[] b3 = String.valueOf(n).getBytes();
//依次写入文件
fos.write(b1);
fos.write(b2);
fos.write(b3);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}finally{
try{
fos.close();
}catch(Exception e){}
}
}
}
该演示样例代码写入的文件使用记事本打开以后，内容为：
Java语言 100
在该演示样例代码中，演示了将一个字符串和一个int类型的值依次写入到同一个文件里。在写入文件时，首先创建了一个文件输出流对象fos：
fos = new FileOutputStream(“e:\out.txt”);
该对象创建以后，就实现了从流到外部数据源e:\out.txt的连接。
说明：当外部文件不存在时。系统会自己主动创建该文件，可是假设文件路径中包括未创建的目录时将出现异常。
这里书写的文件路径能够是绝对路径也能够是相对路径。
在 实际写入文件时，有两种写入文件的方式：覆盖和追加。当中“覆盖”是指清除原文件的内容，写入新的内容。默认採用该种形式写文件。“追加”是指在已有文件 的末尾写入内容，保留原来的文件内容，比如写日志文件时，一般採用追加。在实际使用时能够依据须要採用适合的形式。能够使用：
public FileOutputStream(String name, boolean append) throws FileNotFoundException
仅仅须要使用该构造方法在构造FileOutputStream对象时。将第二个參数append的值设置为true就可以。
流对象创建完毕以后，就能够使用OutputStream中提供的wirte方法向流中依次写入数据了。最主要的写入方法仅仅支持byte数组格式的数据。所以假设须要将内容写入文件，则须要把相应的内容首先转换为byte数组。
这里以例如以下格式写入数据：首先写入字符串s。使用String类的getBytes方法将该字符串转换为byte数组。然后写入字符串“\r\n”，转换方式同上。该字符串的作用是实现文本文件的换行显示，最后写入int数据n，首先将n转换为字符串。再转换为byte数组。这样的写入数据的顺序以及转换为byte数组的方式就是流的数据格式。也就是该文件的格式。由于这里写的都是文本文件。所以写入的内容以明文的形式显示出来，也能够依据自己须要存储的数据设定特定的文件格式。
事实上，全部的数据文件，包括图片文件、声音文件等等，都是以一定的数据格式存储数据的。在保存该文件时，将须要保存的数据依照该文件的数据格式依次写入就可以，而在打开该文件时，将读取到的数据依照该文件的格式解析成相应的逻辑就可以。
最后，在数据写入到流内部以后，假设须要马上将写入流内部的数据强制输出到外部的数据源，则能够使用流对象的flush方法实现。假设不须要强制输出，则仅仅须要在写入结束以后。关闭流对象就可以。在关闭流对象时，系统首先将流中未输出到数据源中的数据强制输出，然后再释放该流对象占用的内存空间。
使用FileWriter写入文件时，步骤和创建流对象的操作都和该演示样例代码一致。仅仅是在转换数据时。须要将写入的数据转换为char数组。对于字符串来说，能够使用String中的toCharArray方法实现转换，然后依照文件格式写入数据就可以。
对于其他类型的字节输出流/字符输出流来说，仅仅是在逻辑上连接不同的数据源，在创建对象的代码上会存在一定的不同，可是一旦流对象创建完毕以后，主要的写入方法都是write方法。也须要首先将须要写入的数据依照一定的格式转换为相应的byte数组/char数组。然后依次写入就可以。
所以IO类的这样的设计形式。仅仅须要熟悉该体系中的某一个类的使用以后，就能够触类旁通的学会其他同样类型的类的使用，从而简化程序猿的学习。使得使用时保持统一。