一文详解如何使用IO流实现文件数据的读写及文件复制_Java

一. 什么是io流?

io流本质上是 java 中用于处理设备间数据传输的 api（不止限于文件，还包括网络、内存、键盘等）,可以实现对文件数据的读写,区别于file类只能操作文件本身

输入流（input）：数据从外部设备（如文件、网络）进入程序（内存）；
输出流（output）：数据从程序（内存）发送到外部设备。file 类仅能操作文件的 “元数据”（如创建、删除、判断存在性），而 io 流负责文件内容的读写，这是两者的核心区别。

二. io流的分类

1. 字节io流：

以字节（8bit）为单位读写数据，可处理所有类型文件（文本、图片、视频等）

输入:fileinputstream() 对应的缓冲流: bufferedinputstream()

输出:fileoutputstream() 对应的缓冲流: bufferedoutputstream()

2.字符io流:

以字符（16bit，java 中char）为单位读写数据，仅适合处理文本文件

输入:filereader() 对应的缓冲流: bufferedreader()

输出:filewriter() 对应的缓冲流: bufferedwriter()

注意:为什么要记对应的缓冲流?

缓冲流（bufferedxxx）通过内置8kb 缓冲区（字节缓冲流）或字符缓冲区（字符缓冲流），减少直接与磁盘的 io 次数（磁盘 io 效率远低于内存操作），从而提升性能。

例如：读取文件时，缓冲流会一次性从磁盘读取 8kb 数据到缓冲区，程序从缓冲区获取数据；写入时先攒满缓冲区再一次性写入磁盘。

使用规范

处理流需 “包裹” 节点流，关闭时只需关闭外层处理流（会自动关闭内层节点流）：

// 示例：缓冲流包裹节点流
try (bufferedreader br = new bufferedreader(new filereader("test.txt"))) {
    string line;
    while ((line = br.readline()) != null) {
        // 读取数据
    }
} catch (ioexception e) {
    e.printstacktrace();
}

其他重要补充

流的继承关系：
- 所有字节输入流继承inputstream，字节输出流继承outputstream；
- 所有字符输入流继承reader，字符输出流继承writer（这四个是抽象基类，不能直接实例化）。
编码问题：字符流涉及编码转换，filereader/filewriter默认使用系统编码（可能导致乱码），建议用inputstreamreader/outputstreamwriter指定编码：
```
// 指定utf-8编码读取文本
reader reader = new inputstreamreader(new fileinputstream("test.txt"), "utf-8");
```
jdk7 + 的 try-with-resources：流实现了autocloseable接口，可在 try 后自动关闭，无需手动调用close()，推荐优先使用（如上述缓冲流示例）。

思维导图

练习一: 统计单一文件目录大小

package com.itheima.homework;

import java.io.file;

/**
 * @author administrator
 **需求：**
    假设在`d:\itheima\`目录下有若干个文件**（只有文件没有目录）**，请编写程序统计`d:\itheima`目录的大小。
 **提示：**
1. 如果没有`d:\itheima`目录，就在任意盘下创建一个`itheima`目录
2. 统计目录的大小就是统计目录中所有文件的大小之和
 */
public class work1 {
    public static void main(string[] args) {
        file file = new file("c:\\users\\administrator\\idea\\java-upgrade\\day06-file-recursion-io\\src\\com\\itheima\\d4_io\\d1_byteio");
        file[] files = file.listfiles();
        long length = 0;
        for (file file1 : files) {
            length+=file1.length();
        }
        system.out.println("总大小为"+length);

    }


}

练习2:统计目录若干文件大小

package com.itheima.homework;

import java.io.file;

/**
 * @author administrator
 **需求：
        假设在`d:\itheima\`目录下有若干个文件和目录，请编写程序统计`d:\itheima`目录的大小。

 **提示：**统计目录的大小就是统计目录(及其子目录)中所有文件的大小之和
 */
public class work2 {
    public static void main(string[] args) {
        file file = new file("day06-file-recursion-io");
        system.out.println("总大小为"+filesizecount(file));
    }
    public static long filesizecount(file dir){

        file[] files = dir.listfiles();
        long length = 0;
        for (file file1 : files) {
            if (file1.isfile()) {
                long len = file1.length();
                system.out.println(file1.getname()+"-->"+len);
                length+=file1.length();
            }else{
//                return filesizecount(file1); 不能return直接否定了外层循环
//                filesizecount(file1);
                //todo 没有累加非同级目录的文件大小,结果为909,只计算了1级目录的文件大小
                length +=filesizecount(file1);
                //递归就应该累加文件大小,就跟阶乘类似
                system.out.println("子级目录长度:"+ length);


            }
        }
    return length;
    }

}

练习3: 复制单个文件到目录中

package com.itheima.homework;

import java.io.*;

/**
 * @author administrator
 * **需求：**
 假设在`d:\itheima\`目录下有若干个文件**（只有文件没有目录）**，请编写程序将`d:\itheima`目录中的**一个文件**复制到当前模块下的`itheima`目录中，文件名不变。
 * **要求：**不使用commons-io框架
 */
public class work3 {
    public static void main(string[] args) throws ioexception {
        copyfile();
    }
    public static void copyfile()  {
        //复制文件的思路:字节流符合视频\图片\音频\文本,更普遍使用
        try(
                fileinputstream fis = new fileinputstream(new file("day06-file-recursion-io\\src\\com\\itheima\\d1_file\\demo1.java"));
                fileoutputstream fos = new fileoutputstream("day06-file-recursion-io\\src\\com\\itheima\\homework\\demo1.java");

        ) {
                       byte[] bytes = new byte[1024];
            int lenth = 0;
            while((lenth=fis.read(bytes))!=-1){
                fos.write(bytes,0,lenth);
            }
        } catch (ioexception e) {
            throw new runtimeexception(e);
        }
    }
}

练习4:将某一目录下所有文件复制到别的目录下

package com.itheima.homework;

import java.io.*;

/**
 * @author administrator
 * 假设在`d:\itheima\`目录下有若干个文件**（只有文件没有目录）**，请编写程序将`d:\itheima`目录中的**所有文件**复制到当前模块下的`itheima`目录中。
 */
/*todo error: fileinputstream 只能用于读取文件，不能读取目录
*   遍历目录中的每个文件
    为每个源文件创建独立的 fileinputstream
    为目标文件创建 fileoutputstream
    *
    * 输出目录拒绝访问的原因是：
    fileoutputstream 不能直接写入目录
    fileoutputstream 只能用于创建或写入文件，不能直接写入目录
    代码中 new fileoutputstream(outputfile) 试图将数据写入目录 work4，这是不允许的
    目标路径应该是文件而不是目录
    每个源文件都需要对应一个目标文件
    当前代码试图将所有文件内容都写入同一个目录路径*
    *使用 while((len = fis.read(bytes)) != -1) 循环读取
    每次读取后立即写入目标文件
    直到 read() 返回 -1（文件结束）才停止
    这样就能完整复制整个文件内容，而不是只复制前1024字节。*/
public class work4 {
    public static void main(string[] args) throws ioexception {
        file inputfile = new file("day06-file-recursion-io\\src\\com\\itheima\\d4_io\\d1_byteio");
        file outputfile = new file("day06-file-recursion-io\\src\\com\\itheima\\homework\\work4");
        copyfiles(inputfile,outputfile);
    }
    public static void copyfiles(file  dir,file outputfile) throws ioexception {
        //创建字节输入输出流
        //这里的都是目录

            //读取输入流目录的子级
            file[] files = dir.listfiles();
            for (file file : files) {
                //遍历父级目录下的文件是否是文件
                if (file.isfile()) {
                    try ( fileinputstream fis = new fileinputstream(file);
                          //todo 此时字节输入流已经拿到了文件
                          fileoutputstream fos = new fileoutputstream(new file(outputfile, file.getname()));
                          //todo 为输出字节流的目标文件指定具体文件名,父目录+子文件名
                          ){
                        byte[] bytes = new byte[1024];
                        int len = 0;
                        while ((len=fis.read(bytes))!=-1){
                             fos.write(bytes,0,len);
                         }
                    } catch (ioexception e) {
                        throw new runtimeexception(e);
                    }
                }else{
                    copyfiles(file, new file(outputfile, file.getname()));
                }
            }
            //读入和输出
            //关闭流

    }
}

练习5:符缓冲流读取数据并封装对象

package com.itheima.homework;

import java.io.*;
import java.util.arraylist;
import java.util.arrays;
import java.util.list;

/**
 * @author administrator
 * - 使用字符缓冲流读取”students.txt”文件，将每行数据封装为一个student对象，并将student对象存储到一个集合
 *
 * - 遍历并打印集合的所有student信息
 */
public class work5 {
    public static void main(string[] args) throws ioexception {
        reader file = new filereader("day06-file-recursion-io\\student.txt");
        bufferedreader br = new bufferedreader(file);
        //读取行
        string line = null;
        list<student> studentarraylist = new arraylist<>();
        while((line=br.readline())!=null){
            string s = new string(line);
            string[] split = s.split(",");
//            system.out.println(arrays.tostring( split));
            student student = new student(split[0], integer.parseint(split[1]));

            studentarraylist.add(student);

            /*//todo 而不是“每行都重复 3 次”，根本原因是：
                    //你把 new arraylist<>() 写在了 while 循环里
                    //→ 每读一行就 new 一个新的空集合 → 只装当前这一个 student → 打印完就弃用 → 下一行再 new 一个新的空集合……*/
        }
        br.close();
        system.out.println(studentarraylist);


    }
}