Java中文件读写操作与常用技巧分享
作者:Java极客技术
一、摘要
在之前的文章中,我们了解到在 Java I/O 体系中,File 类是唯一代表磁盘文件本身的对象。
File 类定义了一些与平台无关的方法来操作文件,包括检查一个文件是否存在、创建、删除文件、重命名文件、判断文件的读写权限是否存在、设置和查询文件的最近修改时间等等操作。
值得注意的地方是,Java 中通常的 File 并不代表一个真实存在的文件对象,当你通过指定一个路径描时,它就会返回一个代表这个路径相关联的一个虚拟对象,这个可能是一个真实存在的文件或者是一个包含多个文件的目录。
下面我们一起来看看 File 类有哪些操作方法,以及实际使用过程中如何避坑。
二、File 类介绍
大家 JDK 中源代码,你会发现 File 类没有无参构造方法,最常用的是使用下面的构造方法来生成 File 对象。
以 windows 操作系统为例,操作文件的方式如下!
// 指定一个完整路径,获取文件对象 File file = new File("D:\\Files\\test.txt"); System.out.println(file1.getName()); // 指定一个父文件路径和子文件名称,获取文件对象 File file = new File("D:\\Files", "test.txt"); System.out.println(file2.getName());
File 类中定义了很多关于 File 对象的一些操作方法,我们通过一段代码一起来看看。
public static void main(String[] args) throws Exception { // 指定一个文件完整路径,获取文件对象 File file = new File("D:\\Files\\test.txt"); // 获取文件父节点目录对象 File parentFile = file.getParentFile(); // 判断指定路径的文件目录是否存在 if(parentFile.exists()){ System.out.println("文件目录存在"); } else { // 创建文件夹,可以自动创建多级文件夹 parentFile.mkdirs(); System.out.println("文件目录不存在,创建一个文件目录"); } // 判断指定父节点路径的是否是一个目录 if(parentFile.isDirectory()){ System.out.println("父节点路径是一个目录"); } // 判断指定路径的文件是否存在 if(file.exists()){ System.out.println("文件存在"); } else { // 创建文件 file.createNewFile(); System.out.println("文件不存在,创建一个文件"); } // 获取目录下的所有文件/文件夹(仅该层路径下) File[] files = parentFile.listFiles(); System.out.print("路径下有文件:"); for (File f : files) { System.out.print(f + ";"); } System.out.println(); // 获取文件名、文件夹名 System.out.println("files[0]的文件名:" + files[0].getName()); // 获取文件、文件夹路径 System.out.println("files[0]的文件路径:" + files[0].getPath()); // 获取文件、文件夹绝对路径 System.out.println("files[0]的绝对路径:" + files[0].getAbsolutePath()); // 获取文件父目录路径 System.out.println("files[0]的父文件夹名:" + files[0].getParent()); // 判断文件、文件夹是否存在 System.out.println(files[0].exists() ? "files[0]的存在" : "files[0]的不存在"); // 判断文件是否可写 System.out.println(files[0].canWrite() ? "files[0]的可写" : "files[0]的不可写"); // 判断文件是否可读 System.out.println(files[0].canRead() ? "files[0]的可读" : "files[0]的不可读"); // 判断文件是否可执行 System.out.println(files[0].canExecute() ? "file[0]可执行" : "file[0]不可执行"); // 判断文件、文件夹是不是目录 System.out.println(files[0].isDirectory() ? "files[0]的是目录" : "files[0]的不是目录"); // 判断拿文件、文件夹是不是标准文件 System.out.println(files[0].isFile() ? "files[0]的是文件" : "files[0]的不是文件"); // 判断路径名是不是绝对路径 System.out.println(files[0].isAbsolute() ? "files[0]的路径名是绝对路径" : "files[0]的路径名不是绝对路径"); // 获取文件、文件夹上一次修改时间 System.out.println("files[0]的最后修改时间:" + files[0].lastModified()); // 获取文件的字节数,如果是一个文件夹则这个值为0 System.out.println("files[0]的大小:" + files[0].length() + " Bytes"); // 获取文件路径URI后的路径名 System.out.println("files[0]的路径转换为URI:" + files[0].toURI()); // 下面的代码逻辑,假设目录下有3个以上文件 // 对文件重命名 File newfile = new File(file.getParentFile(), "22.txt"); //新的文件名称 files[0].renameTo(newfile); // 删除指定的文件、文件夹 files[1].delete(); // 当虚拟机终止时删除指定的文件、文件夹 files[2].deleteOnExit(); }
输出结果如下:
文件目录存在
父节点路径是一个目录
文件存在
路径下有文件:D:\Files\1.txt;D:\Files\2.txt;D:\Files\3.txt;
files[0]1.txt
files[0]的文件路径:D:\Files\1.txt
files[0]的绝对路径:D:\Files\1.txt
files[0]的父文件夹名:D:\Files
files[0]的存在
files[0]的可写
files[0]的可读
file[0]不可执行
files[0]的不是目录
files[0]的是文件
files[0]的路径名是绝对路径
files[0]的最后修改时间:1686814709000
files[0]的大小:8 Bytes
files[0]的路径转换为URI:file:/D:/Files/1.txt
示例代码中,基本比较全面地演示了 File 的一些基本用法,比如文件或者文件夹的新增、重命名、删除,以及获取文件或者文件夹相关信息等操作。
其中有两点地方,值得注意:
- 第一个就是分隔符的问题。不同的操作系统,路径分隔符是不一样的,这个可以通过
File.separator
解决,具体实现看下面 - 第二个就是删除的如果是一个文件夹的话,文件夹下还有文件/文件夹,是无法删除成功的
关于不同操作系统下的路径符号问题解决办法!(windows->“\”;Linux->“/”)
在实际的编程过程中,我们不可能为了区分操作系统,然后又单独写一份文件路径。
可以通过File.separator
来实现跨平台的编程逻辑,File.separator
会根据不同的操作系统取不同操作系统下的分隔符。
以上面的示范代码为例,我们可以对写法进行如下改造!
// windows 系统下的文件绝对路径定义方式 String path = "d:"+File.separator +"Files"+File.separator+"text.txt"; File file = new File(path);
文件的路径结果会与预期一致!
三、文件的读写操作
对文件的读写,可以通过字节流或者字符流接口来完成,但不管哪种方式,大致分以下几个步骤完成。
- 第一步:获取一个文件 file 对象
- 第二步:通过 file 对象,获取一个字节流或者字符流接口的对象,进行读写操作
- 第三步:关闭文件流
具体的代码实践如下!
3.1、通过字节流接口写入
字节流接口的文件写入,可以通过OutputStream
下的子类FileOutputStream
来实现文件的数据写入操作。
具体实例如下:
// 创建一个 readWriteDemo.txt 文件 File file = new File("readWriteDemo.txt"); if(!file.exists()){ file.createNewFile(); } // 向文件中写入数据(这种方式会覆盖原始数据) OutputStream outputStream = new FileOutputStream(file); String str = "我们一起学习Java"; outputStream.write(str.getBytes(StandardCharsets.UTF_8)); outputStream.close();
上面的操作方式会覆盖原始数据,如果想在已有的文件里面,进行追加写入数据,可以如下方式实现。
// 追加数据写入(这种方式不会覆盖原始数据) OutputStream appendOutputStream = new FileOutputStream(file, true); String str = "-----这是追加的内容------"; appendOutputStream.write(str.getBytes(StandardCharsets.UTF_8)); appendOutputStream.close();
3.2、通过字节流接口读取
字节流方式的文件读取,可以通过InputStream
下的子类FileInputStream
来实现文件的数据读取操作。
具体实例如下:
// 获取 readWriteDemo.txt 文件 File file = new File("readWriteDemo.txt"); if(file.exists()){ // 获取文件流 InputStream input = new FileInputStream(file); // 临时区 byte[] buffer = new byte[1024]; // 分次读取数据,每次最多读取1024个字节,将数据读取到临时区之中,同时返回读取的字节个数,如果遇到文件末尾,会返回-1 int len; while ((len = input.read(buffer)) > -1) { // 字节转为字符串 String msg = new String(buffer, 0, len, StandardCharsets.UTF_8); System.out.println(msg); } // 数据读取完毕之后,关闭输入流 input.close(); }
3.3、通过字符流接口写入
在之前的文章中,我们了解到为了简化字符的数据传输操作,JDK 提供了 Writer 与 Reader 字符流接口。
字符流方式的文件写入,可以通过Writer
下的子类FileWriter
来实现文件的数据写入操作。
具体实例如下:
// 创建一个 newReadWriteDemo.txt 文件 File file = new File("newReadWriteDemo.txt"); if(!file.exists()){ file.createNewFile(); } // 实例化Writer类对象 Writer out = new FileWriter(file) ; // 输出字符串 out.write("Hello"); // 输出换行 out.write("\n"); // 追加信息,append 方法底层本质调用的是 write 方法 out.append("我们一起来学习Java"); // 关闭输出流 out.close();
3.4、通过字符流接口读取
字符流方式的文件读取,可以通过Reader
下的子类FileReader
来实现文件的数据读取操作。
具体实例如下:
// 创建一个 newReadWriteDemo.txt 文件 File file = new File("newReadWriteDemo.txt"); if(file.exists()){ // 实例化输入流 Reader reader = new FileReader(file); // 临时区 char[] buffer = new char[1024]; // 分次读取数据,每次最多读取1024个字符,将数据读取到临时区之中,同时返回读取的字节个数,如果遇到文件末尾,会返回-1 int len; while ((len = reader.read(buffer)) > -1) { // 字符转为字符串 String msg = new String(buffer, 0, len); System.out.println(msg); } // 关闭输入流 reader.close(); }
3.5、文件拷贝
在实际的软件开发过程中,避免不了文件拷贝。通过以上的接口方法,我们可以很容易的写出一个文件复制的方法。
比如以字节流操作为例,具体实例如下:
// 1. 创建一个字节数组作为数据读取的临时区 byte[] buffer = new byte[1024]; // 2. 创建一个 FileInputStream 对象用于读取文件 InputStream input = new FileInputStream(new File("input.txt")); // 3. 创建一个 FileOutputStream 对象用于写入文件 OutputStream output = new FileOutputStream(new File("output.txt")); // 4. 循环读取文件内容到临时区,并将临时区中的数据写入到输出文件中 int length; while ((length = input.read(buffer)) != -1) { output.write(buffer, 0, length); } // 5. 关闭输入流 input.close(); // 6. 关闭输出流 output.close();
除此之外,JDK 也支持采用缓存流读写技术来实现数据的高效读写。
之所为高效,是因为字节缓冲流内部维护了一个缓冲区,读写时先将数据存入缓冲区中,当缓冲区满时再将数据一次性读取出来或者写入进去,这样可以减少与磁盘实际的 I/O 操作次数,可以显著提升读写操作的效率。
比如以字节流缓冲流为例,包装类分别是:BufferedInputStream(字节缓存输入流) 和 BufferedOutputStream(字符缓存输入流)。
采用缓冲流拷贝文件,具体实例如下:
// 1. 创建一个字节数组作为数据读取的临时区 byte[] buffer = new byte[1024]; // 2. 创建一个 BufferedInputStream 缓存输入流对象用于读取文件 InputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream(new File("input.txt"))); // 3. 创建一个 BufferedOutputStream 缓存输出流对象用于写入文件 OutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(new File("output.txt"))); // 4. 循环读取文件内容到临时区,并将缓冲区中的数据写入到输出文件中 int length; while ((length = bis.read(buffer)) != -1) { bos.write(buffer, 0, length); } // 5. 关闭输入流 bis.close(); // 6. 关闭输出流 bos.close();
在大文件的拷贝中,使用缓存流比不使用缓存流技术至少快 10 倍,耗时是很明显的,大家可以亲自试一下。
四、字节流与字符流的互转
在之前的文章中,我们了解到字节流与字符流,两者其实是可以互转的。
其中 InputStreamReader 和 OutputStreamWriter 就是转化桥梁。
4.1、字节流转字符流的操作
字节流转字符流的操作,主要体现在数据的读取阶段,转化过程如下图所示:
以上文中的字节流接口读取文件为例,如果我们想要转换字符流接口来读取数据,具体的操作方式如下:
// 获取 readWriteDemo.txt 文件 File file = new File("readWriteDemo.txt"); if(file.exists()){ // 获取字节输入流 InputStream inputStream = new FileInputStream(file); // 转字符流输入流,指定 UTF_8 编码规则,读取数据 Reader reader = new InputStreamReader(inputStream, StandardCharsets.UTF_8); // 缓冲区 char[] buffer = new char[1024]; // 分次读取数据,每次最多读取1024个字符,将数据读取到缓冲区之中,同时返回读取的字节个数 int len; while ((len = reader.read(buffer)) > -1) { // 字符转为字符串 String msg = new String(buffer, 0, len); System.out.println(msg); } // 关闭输入流 reader.close(); inputStream.close(); }
当读取数据的时候,先通过字节流读取,再转成字符流读取。
字节流转字符流,需要指定编码规则,如果没有指定,会取当系统默认的编码规则。
4.2、字符流转字节流的操作
字符流转字节流的操作,主要体现在数据的写入阶段,转化过程如下图所示:
以上文中的字节流接口写入文件为例,如果我们想要转换字符流接口来写入数据,具体的操作方式如下:
// 创建一个 newReadWriteDemo.txt 文件 File file = new File("readWriteDemo.txt"); if(!file.exists()){ file.createNewFile(); } // 获取字节输出流 OutputStream outputStream = new FileOutputStream(file); // 转字符流输出流,指定 UTF_8 编码规则,写入数据 Writer out = new OutputStreamWriter(outputStream, StandardCharsets.UTF_8); // 输出字符串 out.write("Hello"); // 输出换行 out.write("\n"); // 追加信息,append 方法底层本质调用的是 write 方法 out.append("我们一起来学习Java"); // 关闭输出流 out.close(); outputStream.close();
同样的,当写入数据的时候,先通过字符流写入,再转成字节流输出。
字符流转字节流,也需要指定编码规则,如果没有指定,会取当系统默认的编码规则。
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