[Java EE] 文件IO(一):文件概念与文件系统操作

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1. 认识文件

1.1 文件的两种定义方法

文件的定义方法分为狭义上的文件和广义上的文件,狭义上的文件就是:针对硬盘这种持久化存储的I/O设备，当我们想要进⾏数据保存时，往往不是保存成⼀个整体，⽽是独⽴成⼀个个的单位进⾏保存，这个独⽴的单位就被抽象成⽂件的概念，就类似办公桌上的⼀份份真实的⽂件⼀般.通俗地来说,就是平时我们保存在硬盘上上的文件,就是狭义上的文件.

广义上的文件就是:操作系统把很多的资源,包括硬件资源和软件资源,全部都抽象成了文件.

[问题] 文件夹是不是文件呢?
是的,文件类型不仅仅包括图片文件,影像文件等.我们平时用户叫的文件夹,专业一点讲叫做目录文件,简称目录.

1.2 什么是IO

IO是input和output的缩写,叫做输入和输出,这里的输入和输出的方向统一以CPU为参照来看.

向着CPU方向来的,叫做输入,反着CPU方向来的,叫做输出.

1.3 文件在计算机中的储存形式

随着文件越来越多,我们必须对文件进行有序地组织,组织方式是按照层级的结构进行组织,也就是我们数据结构中学习到的树形结构,即文件和文件之间有着明显的嵌套关系文件在计算机中统一以树形结构来存储,它是一颗N叉树结构.

1.4 文件路径(path)

如何在文件系统中定位我们唯一一个文件呢?树中的每一个结点都可以被一条从根开始,一直到达结点的路径所描述,这种描述方式称为绝对路径.在windows操作系统中,根节点以盘符开头,目录和目录之间用"/“或者”"隔开.
例如:
D:\personal\Java\MySQL\mysql-connector-java-5.1.47.jar

除了可以从根节点开始之外,还可以从任意结点出发,进行路径描述,而这种描述方式,叫做相对路径,当前目录用".“表示,上一级目录用”…"表示.
例如:
当前所在目录为MySQL

• ./mysql-connector-java-5.1.47.jar
• ../MySQL/mysql-connector-java-5.1.47.jar

举例:大一新生去上课
大一新生刚来到大学,不知道大学中的教学楼都在哪里,于是在上第一节课的时候就会问路上的学长学姐:"学长,行思楼的A202教室在哪里?"于是学长便告诉了他:"直走之后右转到行思楼,进入教学楼之后,左转进入A座,上二楼一直直走就可以找到(绝对路径)."但是在进入行思楼之后,这位新生又忘记了教室怎么走,于是问楼道里的一个学姐:"学姐,A202教室在哪里."于是学姐并告诉了他:“左转进入A座,上二楼一直直走就可以找到(相对路径).”

[拓展]
有些目录中的文件可以通过在windowsShellPower或者Win+R中输入绝对路径直接运行,存在与环境变量Path中的文件可以直接通过文件名来运行.

1.5 文件的分类

即使是普通⽂件，根据其保存数据的不同，也经常被分为不同的类型，我们⼀般简单的划分为⽂本⽂件和⼆进制⽂件，分别指代保存被字符集编码的⽂本和按照标准格式保存的⾮被字符集编码过的⽂件.文本文件中的内容都是合法的字符,即文本文件中的二进制数据通过编码可以构成合法的字符,但是二进制文件中存啥都可以,在经过系统编码之后,编码出的字符不一定合法.
我们平时常见的:docx,pptx,mp3,mp4,png,jpg等文件都是二进制文件.像txt,md,html,java,c文件都是文本文件.
那么我们如何区分这个文件是二进制文件还是文本文件呢?最简单粗暴的方法,就是使用记事本对这个文件进行打开操作,如果打开之后是一堆乱码,就是二进制文件,如果打开时可以看懂的字,就是文本文件.
二进制文件:

文本文件:

2. Java中的文件操作

对Java的文件操作,分为对文件系统的操作(创建文件,删除文件,重命名文件等),和对文件内容操作(读文件,写文件).
Java中通过java.io中的File类来描述一个文件(包括目录).但是需要注意的一点就是有File对象,并不意味着File对象真实存在.如我们在创建一个新文件的时候,文件就不存在.

2.1 File的属性,构造方法,成员方法.

2.1.1 属性

在windows操作系统中,分割符可以是正斜杠和反斜杠两种.

2.1.2 构造方法

注意:第二个字符串类型的路径中可以是绝对路径的字符串,也可以是相对路径的字符串.但是要注意的一点就是,如果是相对路径的时候,默认的开始目录是当前项目所在的目录.

2.1.3 成员方法

下面这些方法,都是通过调用系统的API来完成对文件的操作的.

常用方法演示:

public static void main(String[] args) throws IOException {
        //绝对路径
        File file = new File("D:/personal/Java/java_git/java-learning/Java EE初阶/IoTest.txt");
        System.out.println(file.exists());//判断文件是否存在
        System.out.println(file.getAbsolutePath());//输出文件的绝对路径
        System.out.println(file.getName());//获取文件名
        System.out.println(file.getParent());//获取文件的父目录
        System.out.println(file.getCanonicalPath());//输出修饰之后的路径
        System.out.println(file.isDirectory());//判断文件是否是目录文件
        System.out.println(file.isFile());//判断文件是否是非目录文件
        System.out.println(file.renameTo(new File("D:/personal/Java/java_git/java-learning/Java EE初阶/IoTest2.txt")));
        //因为重命名操作需要传入的是文件类型的数据,不是字符串,我们需要通过new操作来进行对文件路径的包装
        System.out.println(file.delete());//删除文件
    }

注意:这里虽然文件不存在,但是也会输出路径.

[注意]

• getAbsolutePath()方法中,如果构造方法中给出的是相对路径,那么就只是把当前项目的路径与构造方法中的路径进行简单的拼接,无论这个文件是否存在.其中getCanonicalPath()方法会去掉一些不必要的东西.

public static void main(String[] args) throws IOException {
        File file = new File("./test.txt");//所写的文件名不一定要存在
        System.out.println(file.getAbsolutePath());//只是把当前项目所在的路径与文件名进行了简单的拼接
        System.out.println(file.getCanonicalPath());//去掉了一些没有必要的东西
    }

运行结果:

• mkdir()和mkdirs()方法,前者用来创建单层目录,后者可以通过用斜杠隔开创建双层目录.

public static void main(String[] args) {
        File file = new File("./aaa/bbb/test");
        System.out.println(file.mkdirs());//创建目录,包含中间目录
        File file1 = new File("ccc");
        System.out.println(file1.mkdir());//创建目录
    }

运行之后:

• 创建文件createNewFile()有时会失败,所以在含有该方法的方法中,我们要给出throws IOException异常.
• deleteOnExit()方法,在执行到这个方法的时候并不会立即删除文件,而是在该调用该方法的线程结束之后才会删除该文件.

public static void main(String[] args) throws IOException {
        File file = new File("./test.txt");
        System.out.println(file.createNewFile());
        file.deleteOnExit();//在主线程结束之后才删除文件
        System.out.println(file.exists());//在主线程结束之前,文件仍然存在
    }

运行结果:
此时我们可以看到,最后一个方法返回的是true.
这个方法也在我们的日常开发中有着广泛的应用.比如系统中有一些"临时文件"需要再进程结束之后再删除掉.

• 在对文件进行重命名的时候,传入方法中的对象是一个文件类型的对象,我们不可以直接传入字符串,我们需要在方法中通过new File(String s)的办法来创建一个新文件.

public static void main(String[] args) throws IOException {
        File file = new File("D:/personal/Java/java_git/java-learning/Java EE初阶/IoTest.txt");
        System.out.println(file.createNewFile());
        System.out.println(file.renameTo(new File("D:/personal/Java/java_git/java-learning/Java EE初阶/IoTest2.txt")));
        //因为重命名操作需要传入的是文件类型的数据,不是字符串,我们需要通过new操作来进行对文件路径的包装
        }