Java - 文件和I/O

---

---

java.io 包包含几乎所有你可能需要在 Java 中执行输入和输出 (I/O) 的类。所有这些流都表示输入源和输出目标。java.io 包中的流支持多种数据，例如基本类型、对象、本地化字符等。

流

流可以定义为一系列数据。流有两种：

• InputStream - InputStream 用于从源读取数据。

• OutputStream - OutputStream 用于将数据写入目标。

Java 提供了强大而灵活的与文件和网络相关的 I/O 支持，但本教程涵盖了与流和 I/O 相关的非常基本的功能。我们将逐一查看最常用的示例：

字节流

Java 字节流用于执行 8 位字节的输入和输出。虽然有很多与字节流相关的类，但最常用的类是FileInputStream 和 FileOutputStream。以下是一个使用这两个类将输入文件复制到输出文件的示例：

示例

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;

public class CopyFile {

   public static void main(String args[]) throws IOException {  
      FileInputStream in = null;
      FileOutputStream out = null;

      try {
         in = new FileInputStream("input.txt");
         out = new FileOutputStream("output.txt");
         
         int c;
         while ((c = in.read()) != -1) {
            out.write(c);
         }
      }finally {
         if (in != null) {
            in.close();
         }
         if (out != null) {
            out.close();
         }
      }
   }
}

现在让我们有一个名为input.txt 的文件，其内容如下：

This is test for copy file.

下一步，编译上述程序并执行它，这将导致创建一个 output.txt 文件，其内容与 input.txt 中的内容相同。因此，让我们将上述代码放入 CopyFile.java 文件中，并执行以下操作：

$javac CopyFile.java
$java CopyFile

字符流

Java 字节流用于执行 8 位字节的输入和输出，而 Java 字符流用于执行 16 位 Unicode 的输入和输出。虽然有很多与字符流相关的类，但最常用的类是FileReader 和 FileWriter。虽然内部 FileReader 使用 FileInputStream，FileWriter 使用 FileOutputStream，但这里的主要区别是 FileReader 一次读取两个字节，FileWriter 一次写入两个字节。

我们可以重写上面的示例，它使用这两个类来复制一个输入文件（包含 Unicode 字符）到一个输出文件：

示例

import java.io.FileReader;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;

public class CopyFile {

   public static void main(String args[]) throws IOException {
      FileReader in = null;
      FileWriter out = null;

      try {
         in = new FileReader("input.txt");
         out = new FileWriter("output.txt");
         
         int c;
         while ((c = in.read()) != -1) {
            out.write(c);
         }
      }finally {
         if (in != null) {
            in.close();
         }
         if (out != null) {
            out.close();
         }
      }
   }
}

现在让我们有一个名为input.txt 的文件，其内容如下：

This is test for copy file.

下一步，编译上述程序并执行它，这将导致创建一个 output.txt 文件，其内容与 input.txt 中的内容相同。因此，让我们将上述代码放入 CopyFile.java 文件中，并执行以下操作：

$javac CopyFile.java
$java CopyFile

标准流

所有编程语言都支持标准 I/O，用户程序可以从键盘获取输入，然后在计算机屏幕上产生输出。如果您了解 C 或 C++ 编程语言，那么您一定了解三个标准设备 STDIN、STDOUT 和 STDERR。类似地，Java 提供以下三个标准流：

• 标准输入 - 这用于向用户程序提供数据，通常使用键盘作为标准输入流，表示为System.in。

• 标准输出 − 用于输出用户程序产生的数据，通常使用计算机屏幕作为标准输出流，表示为System.out。

• 标准错误 − 用于输出用户程序产生的错误数据，通常使用计算机屏幕作为标准错误流，表示为System.err。

下面是一个简单的程序，它创建了一个InputStreamReader来读取标准输入流，直到用户输入“q”为止：

示例

import java.io.InputStreamReader;
public class ReadConsole {
   public static void main(String args[]) throws IOException {
      InputStreamReader cin = null;

      try {
         cin = new InputStreamReader(System.in);
         System.out.println("Enter characters, 'q' to quit.");
         char c;
         do {
            c = (char) cin.read();
            System.out.print(c);
         } while(c != 'q');
      }finally {
         if (cin != null) {
            cin.close();
         }
      }
   }
}

让我们将以上代码保存在ReadConsole.java文件中，并尝试编译和执行它，如下面的程序所示。这个程序会持续读取并输出相同的字符，直到我们按下'q'：

$javac ReadConsole.java
$java ReadConsole
Enter characters, 'q' to quit.
1
1
e
e
q
q

文件读取和写入

如前所述，流可以定义为一系列数据。InputStream用于从源读取数据，OutputStream用于将数据写入目标。

以下是处理输入和输出流的类层次结构。

两个重要的流是FileInputStream和FileOutputStream，本教程将对此进行讨论。

FileInputStream

此流用于从文件读取数据。可以使用关键字new创建对象，并且有多种类型的构造函数可用。

下面的构造函数采用文件名（字符串）来创建一个输入流对象以读取文件：

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

下面的构造函数采用文件对象来创建一个输入流对象以读取文件。首先，我们使用File()方法创建文件对象，如下所示：

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

一旦你拥有了InputStream对象，就可以使用一系列辅助方法来读取流或对流执行其他操作。

还有其他重要的输入流可用，更多详情请参考以下链接：

• ByteArrayInputStream

• DataInputStream

FileOutputStream

FileOutputStream用于创建文件并将数据写入其中。如果文件不存在，此流将在打开它进行输出之前创建它。

以下是可以用来创建FileOutputStream对象的两个构造函数。

下面的构造函数采用文件名（字符串）来创建一个输入流对象以写入文件：

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

下面的构造函数采用文件对象来创建一个输出流对象以写入文件。首先，我们使用File()方法创建文件对象，如下所示：

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

一旦你拥有了OutputStream对象，就可以使用一系列辅助方法来写入流或对流执行其他操作。

还有其他重要的输出流可用，更多详情请参考以下链接：

• ByteArrayOutputStream

• DataOutputStream

示例

以下示例演示了InputStream和OutputStream：

import java.io.OutputStream;

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();

         for(int i = 0; i < size; i++) {
            System.out.print((char)is.read() + "  ");
         }
         is.close();
      } catch (IOException e) {
         System.out.print("Exception");
      }	
   }
}

以上代码将创建文件test.txt并将给定的数字以二进制格式写入其中。标准输出屏幕上的输出也将相同。

文件导航和I/O

我们将学习其他一些类，以了解文件导航和I/O的基础知识。

• File类

• FileReader类

• FileWriter类

Java中的目录

目录是一个File，它可以包含其他文件和目录的列表。您可以使用File对象创建目录，列出目录中可用的文件。有关完整详细信息，请查看可以在File对象上调用的所有方法以及与目录相关的那些方法的列表。

创建目录

有两个有用的File实用程序方法可用于创建目录：

• mkdir( )方法创建一个目录，成功时返回true，失败时返回false。失败表示File对象中指定的路径已存在，或者由于整个路径尚不存在而无法创建目录。

• mkdirs()方法创建目录及其所有父目录。

以下示例创建"/tmp/user/java/bin"目录：

示例

import java.io.File;

public class CreateDir {

   public static void main(String args[]) {
      String dirname = "/tmp/user/java/bin";
      File d = new File(dirname);
      
      // Create directory now.
      d.mkdirs();
   }
}

编译并执行以上代码以创建"/tmp/user/java/bin"。

注意 − Java会根据约定自动处理UNIX和Windows上的路径分隔符。如果您在Windows版本的Java上使用正斜杠(/)，路径仍然可以正确解析。

列出目录

您可以使用File对象提供的list( )方法列出目录中所有可用的文件和目录，如下所示：

示例

import java.io.File;

public class ReadDir {

   public static void main(String[] args) {
      File file = null;
      String[] paths;
  
      try {      
         // create new file object
         file = new File("/tmp");

         // array of files and directory
         paths = file.list();

         // for each name in the path array
         for(String path:paths) {
            // prints filename and directory name
            System.out.println(path);
         }
      } catch (Exception e) {
         // if any error occurs
         e.printStackTrace();
      }
   }
}

这将根据/tmp目录中可用的目录和文件产生以下结果：

输出

test1.txt
test2.txt
ReadDir.java
ReadDir.class