JAVAEE之文件IO_數據流概念，字節流：InputStream、OutputStream，字符流：reader、writer，及實例代碼

什么是數據流

?顧名思義，I 表示input，O 表示output，也就是輸入輸出流，主要是在程序與文件之間，用于傳輸數據的通道。既然要傳輸數據，那么我們需要理解文件和程序之間哪種方向的傳輸是輸入流，哪種傳輸作為輸出流？我們可以舉一個例子，如下圖所示:
在這里插入圖片描述
?IO 流是 Java IO 中的核心概念。流是在概念上表示無窮無盡的數據流。IO 流連接到數據源或數據的目的地，連接到數據源的叫輸入流，連接到數據目的地的叫輸出流。Java 程序不能直接從數據源讀取和向數據源寫入，只能借助 IO 流從輸入流中讀取數據，向輸出流中寫入數據。
?Java IO 中的流可以是基于字節的（讀取和寫入字節）也可以基于字符的（讀取和寫入字符），所以分為字節流和字符流，兩類流根據流的方向都可以再細分出輸入流和輸出流。
注意：這里的輸入、輸出是站在CPU的角度。

一、字節流

?字節流主要操作字節數據或二進制對象。字節流有兩個核心抽象類：InputStream 和 OutputStream。所有的字節流類都繼承自這兩個抽象類。

1.1 輸入字節流：InputStream

?InputStream 只是一個抽象類，要使用還需要具體的實現類。關于 InputStream 的實現類有很多，基本可以認為不同的輸入設備都可以對應一個 InputStream 類，我們現在只關心從文件中讀取，所以使用 FileInputStream。
常用的方法：
在這里插入圖片描述
參考實例代碼：

package CharStream;import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;public class Demo3 {public static void main(String[] args) {//1、創建File對象try(InputStream inputStream = new FileInputStream("D:/text.txt")){byte[] buffer = new byte[1024];int n = inputStream.read(buffer);   //2、讀取文件內容System.out.println("n:"+n);for (int i = 0; i < n; i++) {System.out.printf("%x\n",buffer[i]);}} catch (IOException e) {throw new RuntimeException(e);}}
}

利用 Scanner 進行字符讀取

?我們看到了對字符類型直接使用 InputStream 進行讀取是非常麻煩且困難的，所以，我們使用一種我們之前比較熟悉的類來完成該工作，就是 Scanner 類。

package CharStream;import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.util.Scanner;public class Demo5 {public static void main(String[] args) {try(InputStream inputStream = new FileInputStream("d:/text.txt")){//此時scanner就是從文件中讀取了！！Scanner scanner = new Scanner(inputStream);String s = scanner.next();System.out.println(s);} catch (IOException e) {throw new RuntimeException(e);}}
}

1.2 輸出字節流：OutputStream

構造方法：
在這里插入圖片描述
?OutputStream 同樣只是一個抽象類，要使用還需要具體的實現類。我們現在還是只關心寫入文件中，所以使用 FileOutputStream。
常用方法：

參考實例代碼：

package CharStream;import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;public class Demo4 {public static void main(String[] args) {//1. 打開文件，如果文件存在，會清除文件的內容，如果文件不存在，就會創建新文件try(OutputStream outputStream  = new FileOutputStream("d:/text.txt",true)){String s= "你好世界";//2. 使用wirte方法寫入內容,字符串調用getBytes()方法可以得到字符串對應的字節數組outputStream.write(s.getBytes());    //和writer類似，OutPutStream打開一個文件，就會默認清空文件的原有內容，如果不想清空，在構造方法中第二個參數傳入true//3. 關閉文件} catch (IOException e) {throw new RuntimeException(e);}}
}

?上述，我們其實已經完成輸出工作，但總是有所不方便，我們接來下將 OutputStream 處理下，使用PrintWriter 類來完成輸出，因為PrintWriter 類中提供了我們熟悉的 print/println/printf 方法。
參考實例代碼如下：

package CharStream;import java.io.*;
public class Demo6 {public static void main(String[] args) {try(OutputStream outputStream = new FileOutputStream("d:/text.txt")){//這里就相當于把字節流轉成字符流了PrintWriter writer = new PrintWriter(outputStream);writer.println("hello");writer.flush();   //} catch (FileNotFoundException e) {throw new RuntimeException(e);} catch (IOException e) {throw new RuntimeException(e);}}
}

二、字符流

?上面的字節流是以字節為單位讀寫文件數據，但是對unicode字符來說，中文字符占了兩個字節，處理不當會出現“亂碼”現象。
?字符流操作的是字符，字符流有兩個核心類：Reader 類和 Writer 。所有的字符流類都繼承自這兩個抽象類。

2.1 輸入字符流： Reader

字符流輸入流作用：讀取文件內容。
參考實例代碼：

package CharStream;import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;
import java.io.Reader;public class Demo1 {/*** 字符流* read* @param args* @throws IOException*/public static void main(String[] args) throws IOException {//  Reader reader = new FileReader("d:/text.txt");/*** 1.一次read一個字符** while(true){*             int c  = reader.read();   //無參數read,一次只返回一個字符*             if (c== -1){*                 //讀取完畢*                 break;*             }*             char ch = (char) c;*             System.out.println(ch);*         }*/try{//2.一次read多個字符while(true){char[] cubf = new char[1024];int n = reader.read(cubf);* n表示當前讀取到的字符的個數*  一個參數read：一次讀取若干個字符，會把參數指定的cbuf數組給填充滿*  應該往這個read里傳入的是一個空的字符數組，然后由read方法內部對這個數組內容進行填充，次數"cbhf"這個參數，稱為”輸出型參數·“if (n== -1){//完畢讀取break;}System.out.println("n = "+n);for (int i = 0; i < n; i++) {System.out.println(cubf[i]);}}}finally {reader.close();//3. 一個文件使用完了，要記得close (使用close方法，最主要的方法是為了釋放文件描述符)}*///try with resources語法的目的 ：（）定義的變量，會在try代碼快結束的時候（無論是正常結束還是拋異常），自動調用其中的close方法try(Reader reader = new FileReader("D:/text.txt") ){while(true){char[] cubf = new char[3];int n = reader.read(cubf);if (n == -1){break;}System.out.println("n："+n);for (int i = 0; i < n; i++) {System.out.println(cubf[i]);}}}// reader.read();   //三個參數read：一次讀取若干個字符，會把參數執行的cbuf數組中的off這個位置開始，到len這么長的范圍內填滿}
}

2.2 輸出字符流：Writer

參考代碼實例：

package CharStream;import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
import java.io.Writer;/*** @author Zhang* @date 2024/5/1620:23* @Description:*/
public class Demo2 {/***字符流* write* @param args*/public static void main(String[] args) {try(Writer writer = new FileWriter("d:/text.txt",true);) {writer.write("我在學習IO");  //寫入文件，默認會把原來的內容清空,解決辦法加true} catch (IOException e) {throw new RuntimeException(e);}}
}

三、字節流、字符流怎么選擇？

?字節流和字符流都有 read()、write()、flush()、close() 這樣的方法，這決定了它們的操作方式近似。
?字節流的數據是字節（二進制對象）。主要核心類是 InputStream 類和 OutputStream 類。字符流的數據是字符，主要核心類是 Reader 類和 Writer 類。所有的文件在硬盤或傳輸時都是以字節方式保存的，例如圖片，影音文件等都是按字節方式存儲的。字符流無法讀寫這些文件。
?所以，除了純文本數據文件使用字符流以外，其他文件類型都應該使用字節流方式。字節流到字符流的轉換可以使用 InputStreamReader 和 OutputStreamWriter。使用 InputStreamReader 可以將輸入字節流轉化為輸入字符流，使用OutputStreamWriter可以將輸出字節流轉化為輸出字符流。

相關練習：掃描指定目錄，并找到名稱中包含指定字符的所有普通文件（不包含目錄），并且后續詢問用戶是否要刪除該文件：

package CharStream;import java.io.File;
import java.util.Scanner;/*** @author Zhang* @date 2024/5/1715:28* @Description:*/
public class Test {public static void main(String[] args) {Scanner scanner = new Scanner(System.in);// 1. 先讓用戶輸入一個要掃描的目錄System.out.println("請輸入要掃描的路徑");String path = scanner.next();//判斷路徑是否存在File rootPath = new File(path);if (!rootPath.isDirectory()){System.out.println("您輸入的掃描的路徑有誤");return;}//2.再讓用戶輸入一個要查詢的關鍵詞System.out.println("請輸入要刪除文件的關鍵詞");String word = scanner.next();//3. 進行遞歸掃描,這個方法進行遞歸scanDir(rootPath,word);}private static void scanDir(File rootPath, String word) {//1. 先列出rootPath 中的所有文件和目錄File[] files = rootPath.listFiles();if(files  == null){///當前目錄為空，就可以直接返回了return;}//2. 遍歷這里的每個元素，針對不同各類型做出不同的處理for (File f: files){System.out.println("當前掃描的文件："+f.getAbsolutePath()); //加個日志，方便觀察當前遞歸的執行過程if (f.isFile()){//普通文件，檢查是否要被刪除，并執行刪除操作checkDelete(f,word);}else {//目錄，運用遞歸再去判定子目錄里包含的內容scanDir(f,word);}}}private static void checkDelete(File f, String word) {if (!f.getName().contains(word)){//不必刪除，直接方法結束return;}//需要刪除System.out.println("當前文件為："+f.getAbsolutePath() +",確認是否要刪除");Scanner scanner  = new Scanner(System.in);String choice = scanner.next();if (choice.equals("Y") || choice.equals("y")){//真正執行刪除操作f.delete();System.out.println("刪除完畢！");}else{//如果出入其他值，不一定是n,都會取消刪除操作System.out.println("取消操作！");}}
}