Java 流(Stream)、文件(File)和IO

Java 中的流（Stream）、文件（File）和 IO（输入输出）是处理数据读取和写入的基础设施，它们允许程序与外部数据（如文件、网络、系统输入等）进行交互。

java.io 包是 Java 标准库中的一个核心包，提供了用于系统输入和输出的类，它包含了处理数据流（字节流和字符流）、文件读写、序列化以及数据格式化的工具。

java.io 是处理文件操作、流操作以及低级别 IO 操作的基础包。

java.io 包中的流支持很多种格式，比如：基本类型、对象、本地化字符集等等。

一个流可以理解为一个数据的序列。输入流表示从一个源读取数据，输出流表示向一个目标写数据。

读取控制台输入

Java 的控制台输入由 System.in 完成。

为了获得一个绑定到控制台的字符流，你可以把 System.in 包装在一个 BufferedReader 对象中来创建一个字符流。

下面是创建 BufferedReader 的基本语法：

BufferedReaderbr=newBufferedReader(newInputStreamReader(System.in));

BufferedReader 对象创建后，我们便可以使用 read() 方法从控制台读取一个字符，或者用 readLine() 方法读取一个字符串。

从控制台读取多字符输入

从 BufferedReader 对象读取一个字符要使用 read() 方法，它的语法如下：

intread()throwsIOException

每次调用 read() 方法，它从输入流读取一个字符并把该字符作为整数值返回。 当流结束的时候返回 -1。该方法抛出 IOException。

下面的程序示范了用 read() 方法从控制台不断读取字符直到用户输入 q 。

//使用 BufferedReader 在控制台读取字符importjava.io.*;publicclassBRRead{publicstaticvoidmain(String[]args)throwsIOException{charc;//使用 System.in 创建 BufferedReaderBufferedReaderbr=newBufferedReader(newInputStreamReader(System.in));System.out.println("输入字符, 按下 'q' 键退出。");//读取字符do{c=(char)br.read();System.out.println(c);}while(c!='q');}}

以上实例编译运行结果如下:

输入字符, 按下 'q' 键退出。

ez4code

r

u

n

o

o

b





q

q

从控制台读取字符串

从标准输入读取一个字符串需要使用 BufferedReader 的 readLine() 方法。

它的一般格式是：

StringreadLine()throwsIOException

下面的程序读取和显示字符行直到你输入了单词"end"。

//使用 BufferedReader 在控制台读取字符importjava.io.*;publicclassBRReadLines{publicstaticvoidmain(String[]args)throwsIOException{//使用 System.in 创建 BufferedReaderBufferedReaderbr=newBufferedReader(newInputStreamReader(System.in));Stringstr;System.out.println("Enter lines of text.");System.out.println("Enter 'end' to quit.");do{str=br.readLine();System.out.println(str);}while(!str.equals("end"));}}

以上实例编译运行结果如下:

Enter lines of text.

Enter 'end' to quit.

This is line one

This is line one

This is line two

This is line two

end

end

JDK 5 后的版本我们也可以使用 Java Scanner 类来获取控制台的输入。

控制台输出

在此前已经介绍过，控制台的输出由 print( ) 和 println() 完成。这些方法都由类 PrintStream 定义，System.out 是该类对象的一个引用。

PrintStream 继承了 OutputStream类，并且实现了方法 write()。这样，write() 也可以用来往控制台写操作。

PrintStream 定义 write() 的最简单格式如下所示：

voidwrite(intbyteval)

该方法将 byteval 的低八位字节写到流中。

实例

下面的例子用 write() 把字符 "A" 和紧跟着的换行符输出到屏幕：

importjava.io.*;//演示 System.out.write().publicclassWriteDemo{publicstaticvoidmain(String[]args){intb;b='A';System.out.write(b);System.out.write('\n');}}

运行以上实例在输出窗口输出 "A" 字符

A

注意： write() 方法不经常使用，因为 print() 和 println() 方法用起来更为方便。

读写文件

如前所述，一个流被定义为一个数据序列。输入流用于从源读取数据，输出流用于向目标写数据。

字节流（处理二进制数据）

字节流用于处理二进制数据，例如文件、图像、视频等。

字符流（处理文本数据）

字符流用于处理文本数据，例如读取和写入字符串或文件。

辅助类（其他重要类）

辅助类提供对文件、目录以及随机文件访问的支持。

下面将要讨论的两个重要的流是 FileInputStream 和 FileOutputStream 。

FileInputStream

该流用于从文件读取数据，它的对象可以用关键字 new 来创建。

有多种构造方法可用来创建对象。

可以使用字符串类型的文件名来创建一个输入流对象来读取文件：

InputStreamf=newFileInputStream("C:/java/hello");

也可以使用一个文件对象来创建一个输入流对象来读取文件。我们首先得使用 File() 方法来创建一个文件对象：

Filef=newFile("C:/java/hello");InputStreamin=newFileInputStream(f);

创建了 InputStream 对象，就可以使用下面的方法来读取流或者进行其他的流操作。

除了 InputStream 外，还有一些其他的输入流，更多的细节参考下面链接：

• ByteArrayInputStream
• DataInputStream

FileOutputStream

该类用来创建一个文件并向文件中写数据。

如果该流在打开文件进行输出前，目标文件不存在，那么该流会创建该文件。

有两个构造方法可以用来创建 FileOutputStream 对象。

使用字符串类型的文件名来创建一个输出流对象：

OutputStreamf=newFileOutputStream("C:/java/hello")

也可以使用一个文件对象来创建一个输出流来写文件。我们首先得使用File()方法来创建一个文件对象：

Filef=newFile("C:/java/hello");OutputStreamfOut=newFileOutputStream(f);

创建 OutputStream 对象完成后，就可以使用下面的方法来写入流或者进行其他的流操作。

除了 OutputStream 外，还有一些其他的输出流，更多的细节参考下面链接：

• ByteArrayOutputStream
• DataOutputStream

实例

下面是一个演示 InputStream 和 OutputStream 用法的例子：

importjava.io.*;publicclassfileStreamTest{publicstaticvoidmain(String[]args){try{bytebWrite[]={11,21,3,40,5};OutputStreamos=newFileOutputStream("test.txt");for(intx=0;x<bWrite.length;x++){os.write(bWrite[x]);//writes the bytes}os.close();InputStreamis=newFileInputStream("test.txt");intsize=is.available();for(inti=0;i<size;i++){System.out.print((char)is.read()+"");}is.close();}catch(IOExceptione){System.out.print("Exception");}}}

上面的程序首先创建文件test.txt，并把给定的数字以二进制形式写进该文件，同时输出到控制台上。

以上代码由于是二进制写入，可能存在乱码，你可以使用以下代码实例来解决乱码问题：

//文件名 :fileStreamTest2.javaimportjava.io.*;publicclassfileStreamTest2{publicstaticvoidmain(String[]args)throwsIOException{Filef=newFile("a.txt");FileOutputStreamfop=newFileOutputStream(f);//构建FileOutputStream对象,文件不存在会自动新建OutputStreamWriterwriter=newOutputStreamWriter(fop,"UTF-8");//构建OutputStreamWriter对象,参数可以指定编码,默认为操作系统默认编码,windows上是gbkwriter.append("中文输入");//写入到缓冲区writer.append("\r\n");//换行writer.append("English");//刷新缓存冲,写入到文件,如果下面已经没有写入的内容了,直接close也会写入writer.close();//关闭写入流,同时会把缓冲区内容写入文件,所以上面的注释掉fop.close();//关闭输出流,释放系统资源FileInputStreamfip=newFileInputStream(f);//构建FileInputStream对象InputStreamReaderreader=newInputStreamReader(fip,"UTF-8");//构建InputStreamReader对象,编码与写入相同StringBuffersb=newStringBuffer();while(reader.ready()){sb.append((char)reader.read());//转成char加到StringBuffer对象中}System.out.println(sb.toString());reader.close();//关闭读取流fip.close();//关闭输入流,释放系统资源}}

文件和I/O

还有一些关于文件和I/O的类，我们也需要知道：

• File Class(类)
• FileReader Class(类)
• FileWriter Class(类)

Java中的目录

创建目录：

File类中有两个方法可以用来创建文件夹：

• mkdir( ) 方法创建一个文件夹，成功则返回true，失败则返回false。失败表明File对象指定的路径已经存在，或者由于整个路径还不存在，该文件夹不能被创建。
• mkdirs() 方法创建一个文件夹和它的所有父文件夹。

下面的例子创建 "/tmp/user/java/bin"文件夹：

importjava.io.File;publicclassCreateDir{publicstaticvoidmain(String[]args){Stringdirname="/tmp/user/java/bin";Filed=newFile(dirname);//现在创建目录d.mkdirs();}}

编译并执行上面代码来创建目录 "/tmp/user/java/bin"。

注意： Java 在 UNIX 和 Windows 自动按约定分辨文件路径分隔符。如果你在 Windows 版本的 Java 中使用分隔符 (/) ，路径依然能够被正确解析。

读取目录

一个目录其实就是一个 File 对象，它包含其他文件和文件夹。

如果创建一个 File 对象并且它是一个目录，那么调用 isDirectory() 方法会返回 true。

可以通过调用该对象上的 list() 方法，来提取它包含的文件和文件夹的列表。

下面展示的例子说明如何使用 list() 方法来检查一个文件夹中包含的内容：

importjava.io.File;publicclassDirList{publicstaticvoidmain(Stringargs[]){Stringdirname="/tmp";Filef1=newFile(dirname);if(f1.isDirectory()){System.out.println("目录"+dirname);Strings[]=f1.list();for(inti=0;i<s.length;i++){Filef=newFile(dirname+"/"+s[i]);if(f.isDirectory()){System.out.println(s[i]+"是一个目录");}else{System.out.println(s[i]+"是一个文件");}}}else{System.out.println(dirname+"不是一个目录");}}}

以上实例编译运行结果如下：

目录 /tmp

bin 是一个目录

lib 是一个目录

demo 是一个目录

test.txt 是一个文件

README 是一个文件

index.html 是一个文件

include 是一个目录

删除目录或文件

删除文件可以使用 java.io.File.delete() 方法。

以下代码会删除目录 /tmp/java/ ，需要注意的是当删除某一目录时，必须保证该目录下没有其他文件才能正确删除，否则将删除失败。

测试目录结构：

/tmp/java/

|-- 1.log

|-- test

importjava.io.File;publicclassDeleteFileDemo{publicstaticvoidmain(String[]args){//这里修改为自己的测试目录Filefolder=newFile("/tmp/java/");deleteFolder(folder);}//删除文件及目录publicstaticvoiddeleteFolder(Filefolder){File[]files=folder.listFiles();if(files!=null){for(Filef:files){if(f.isDirectory()){deleteFolder(f);}else{f.delete();}}}folder.delete();}}