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关于 java：5. Java IO 与文件操作

article 2025/9/14 10:06:00

一、File 类（读取文件属性）

1.1 java.io.File 类概述

  • File 是 Java IO 中的核心类，用于表示文件或目录的路径名。

  • 它是一个抽象路径名，可以表示实际存在或不存在的文件/文件夹。

  • File 类提供了创建、删除、重命名、判断属性、获取信息、遍历目录等功能。

注意：File 代表的是路径，而不是文件内容；真正的读写要通过流（InputStream、Reader 等）完成。

1.2 构造方法（路径的定义）

// 相对路径
File file1 = new File("example.txt");// 绝对路径（Windows 示例）
File file2 = new File("C:\\Users\\admin\\Desktop\\test.txt");// 父路径 + 子路径组合
File dir = new File("C:\\Users\\admin");
File file3 = new File(dir, "data.txt");

1.3 常用方法分类

1）判断文件或目录属性

方法说明示例
exists()文件/目录是否存在file.exists()
isFile()是否是文件file.isFile()
isDirectory()是否是目录file.isDirectory()
canRead()是否可读file.canRead()
canWrite()是否可写file.canWrite()
canExecute()是否可执行file.canExecute()

2）获取路径信息

方法说明
getName()获取文件名或目录名
getPath()获取路径（构造时传的）
getAbsolutePath()获取绝对路径
getParent()获取父路径字符串
getParentFile()获取父路径的 File 对象

3）文件/目录信息

方法说明
length()文件大小（字节），目录为0
lastModified()最后修改时间（时间戳，单位毫秒）
isHidden()是否是隐藏文件

4）创建/删除文件或目录

方法说明
createNewFile()创建新文件（若存在则不创建）
mkdir()创建单级目录
mkdirs()创建多级目录
delete()删除文件或空目录

5）遍历目录

方法返回类型说明
list()String[]获取子文件/目录名
listFiles()File[]获取子文件/目录对象
list(FilenameFilter)String[]带过滤器返回文件名
listFiles(FileFilter)File[]带过滤器返回 File 对象

1.4 常用案例演示

1）判断文件是否存在，获取基本属性

File file = new File("test.txt");if (file.exists()) {System.out.println("文件存在");System.out.println("是文件？" + file.isFile());System.out.println("是目录？" + file.isDirectory());System.out.println("大小：" + file.length() + " 字节");System.out.println("最后修改时间：" + new Date(file.lastModified()));
} else {System.out.println("文件不存在");
}

2）获取路径信息

File file = new File("data.txt");System.out.println("名称：" + file.getName());
System.out.println("路径：" + file.getPath());
System.out.println("绝对路径：" + file.getAbsolutePath());
System.out.println("父路径：" + file.getParent());

3）遍历目录

File dir = new File("C:\\Users\\admin");if (dir.isDirectory()) {File[] files = dir.listFiles();for (File f : files) {System.out.println((f.isDirectory() ? "[目录]" : "[文件]") + " " + f.getName());}
}

4）创建和删除文件/目录

// 创建文件
File file = new File("newFile.txt");
if (!file.exists()) {file.createNewFile();
}// 创建目录
File dir = new File("newFolder");
if (!dir.exists()) {dir.mkdir(); // 创建单级目录
}// 删除文件
file.delete();

1.5 文件过滤器使用示例

只列出 .txt 文件

File dir = new File("C:\\Users\\admin");  // 创建一个 File 对象，表示目录 C:\Users\adminFile[] txtFiles = dir.listFiles(new FilenameFilter() {  // 获取该目录下所有扩展名为 .txt 的文件public boolean accept(File dir, String name) {       // 实现 FilenameFilter 接口的 accept 方法return name.endsWith(".txt");                    // 只有以 .txt 结尾的文件名才会被接受}
});for (File f : txtFiles) {                  // 遍历所有筛选出的 .txt 文件System.out.println(f.getName());       // 输出每个文件的文件名（不含路径）
}

1.6 注意事项

  • File 类不会检查文件内容或权限，只是文件系统路径的抽象。

  • 调用 delete() 删除的是文件或空目录，不能直接删除非空目录。

  • 所有路径都建议使用双反斜杠 \\ 或使用 File.separator 来兼容跨平台。

1.7 小结

类型推荐用法
判断是否存在file.exists()
判断文件/目录isFile() / isDirectory()
获取大小与时间length() / lastModified()
遍历目录listFiles()
创建目录mkdir() / mkdirs()
创建文件createNewFile()
删除文件delete()

二、字节流：InputStream、OutputStream

2.1 字节流概述

Java 中的字节流用于处理 二进制数据，是 java.io 包中最基础的 IO 操作类型。

输入（读）方向输出（写）方向
InputStream（抽象类）OutputStream（抽象类）

字节流可以读取/写入所有类型的数据，如：图片、音频、视频、PDF、Word、压缩包等。

2.2 字节流的类结构（继承体系）

InputStream（抽象类）        ← 读取数据（byte）├── FileInputStream       ← 从文件中读取├── BufferedInputStream   ← 加缓冲，效率高└── ByteArrayInputStream  ← 从内存 byte[] 中读取OutputStream（抽象类）       ← 写出数据（byte）├── FileOutputStream      ← 向文件写入├── BufferedOutputStream  ← 加缓冲，效率高└── ByteArrayOutputStream ← 写入到内存 byte[]

2.3 InputStream 与 OutputStream 常用方法

InputStream 常用方法

方法说明
int read()每次读取一个字节（0~255）
int read(byte[] b)读取多个字节到数组中
int read(byte[] b, int off, int len)从 off 开始读 len 个字节
void close()关闭流，释放资源

OutputStream 常用方法

方法说明
void write(int b)写一个字节
void write(byte[] b)写多个字节
void write(byte[] b, int off, int len)写部分字节
void flush()刷新缓冲区
void close()关闭流，释放资源

2.4 常用子类详解

1）FileInputStream / FileOutputStream

用于从文件读取字节 或 写入字节到文件

FileInputStream fis = new FileInputStream("a.jpg");
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("b.jpg");int b;
while ((b = fis.read()) != -1) {fos.write(b); // 每次读写一个字节（效率较低）
}fis.close();
fos.close();

2）使用缓冲流提高效率：BufferedInputStream / BufferedOutputStream

BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("a.jpg"));
BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("b.jpg"));byte[] buffer = new byte[1024];
int len;
while ((len = bis.read(buffer)) != -1) {bos.write(buffer, 0, len);
}bis.close();
bos.close();

优点：缓冲区减少了系统调用次数，性能显著提升。

3）ByteArrayInputStream / ByteArrayOutputStream

  • 用于内存中读写（非文件）

  • 常用于网络传输、临时缓存处理、加密转换等场景

byte[] data = {65, 66, 67}; // ABC
ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(data);
int b;
while ((b = bais.read()) != -1) {System.out.print((char) b); // 输出 ABC
}
bais.close();

ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
baos.write(65);  // A
baos.write(66);  // B
baos.write(67);  // Cbyte[] result = baos.toByteArray();  // 获取写入结果
System.out.println(Arrays.toString(result)); // [65, 66, 67]

2.5 文件复制完整示例（推荐写法）

public static void copyFile(String source, String target) throws IOException {try (BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream(source));BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(target));) {byte[] buffer = new byte[4096];int len;while ((len = bis.read(buffer)) != -1) {bos.write(buffer, 0, len);}}
}

2.6 InputStream / OutputStream 应用场景

场景使用
图片、视频、音频处理FileInputStream + FileOutputStream
网络数据流接收处理InputStream / OutputStream（Socket等）
二进制数据处理（如 Base64）ByteArrayStream
高性能大文件处理加上 BufferedXXXStream
文件加密、压缩传输配合加密类、GZIP、ZipStream 等使用

2.7 常见错误与注意事项

  •  使用完流必须 close()（建议使用 try-with-resources 自动关闭）

  •  不推荐逐字节读写，推荐使用 byte[] 缓冲区

  •  字节流适合处理任意文件类型（而字符流只适合文本）

  •  read() 返回的是 int，范围 0~255，-1 表示 EOF（读取完毕）

2.8 小结

特性InputStream / OutputStream
单位字节（byte）
支持数据所有类型（文本、图片、音频等）
性能Buffered 子类性能更高
常用用途复制文件、网络传输、压缩、加密等

三、字符流：Reader、Writer

3.1 什么是字符流？

  • 字符流用于处理文本文件（字符型数据），如 .txt、.java 等。

  • 每次读写一个或多个字符（char），而不是字节。

  • 基于 Unicode 字符集设计，自动处理字符编码。

适用于只包含字符的文件，尤其是中文、英文、符号等文本内容。

3.2 类结构图

Reader（抽象类）        ← 读取字符├── FileReader        ← 从文件读取字符├── BufferedReader    ← 带缓冲，高效读取└── InputStreamReader ← 字节流转字符流（支持编码）Writer（抽象类）        ← 写入字符├── FileWriter        ← 向文件写入字符├── BufferedWriter    ← 带缓冲，高效写入└── OutputStreamWriter← 字符流转字节流（支持编码）

3.3 常用方法

Reader 类常用方法：

方法说明
int read()读取一个字符（返回 0~65535）或 -1 表示读完
int read(char[] cbuf)读取多个字符到字符数组
int read(char[] cbuf, int offset, int len)读取指定长度
void close()关闭流

Writer 类常用方法：

方法说明
void write(int c)写入单个字符
void write(char[] cbuf)写入字符数组
void write(String str)写入字符串
void flush()刷新缓冲区
void close()关闭流

3.4 常用子类与示例

1）FileReader / FileWriter（基础文件读写）

// 读取文本文件
FileReader reader = new FileReader("demo.txt");
int ch;
while ((ch = reader.read()) != -1) {System.out.print((char) ch);
}
reader.close();

// 写入文本文件
FileWriter writer = new FileWriter("demo.txt");
writer.write("你好，世界！");
writer.close();

2）使用 BufferedReader / BufferedWriter（推荐！更高效）

// 逐行读取文本文件
BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("demo.txt"));
String line;
while ((line = br.readLine()) != null) {System.out.println(line);
}
br.close();

// 写入文本，带换行
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("demo.txt"));
bw.write("第一行");
bw.newLine(); // 换行
bw.write("第二行");
bw.close();

3）InputStreamReader / OutputStreamWriter（支持编码）

// 指定编码读取（如 GBK）
InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream("gbk.txt"), "GBK"
);
BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
String line;
while ((line = br.readLine()) != null) {System.out.println(line);
}
br.close();

// 指定编码写入（如 UTF-8）
OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("utf8.txt"), "UTF-8"
);
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(osw);
bw.write("UTF-8 编码内容");
bw.close();

3.5 字符流 vs 字节流

对比点字节流（InputStream/OutputStream）字符流（Reader/Writer）
数据单位byte（字节）char（字符）
处理内容任意数据（包括图片、视频）文本数据（如 .txt）
编码处理不处理编码会自动进行字符编码转换
推荐用途二进制文件纯文本文件

3.6 注意事项

  •  字符流默认使用平台编码，可能导致跨平台乱码（建议手动指定编码）。

  •  如果处理的是二进制数据（图片、音频等），不要使用字符流！

  •  一般搭配缓冲流 BufferedReader / BufferedWriter 使用，效率高且功能强。

  •  推荐使用 try-with-resources 自动关闭流。

3.7 实战总结（推荐组合）

目标推荐组合
读文本文件BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader(...))
写文本文件BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter(...))
读带编码文本InputStreamReader + BufferedReader
写带编码文本OutputStreamWriter + BufferedWriter

四、缓冲流：BufferedReader、BufferedWriter

4.1 什么是缓冲流？

  • 缓冲流是对原始 Reader / Writer 的包装增强，通过内置缓冲区减少频繁的 I/O 访问，提高读写效率。

  • 它不会直接操作文件，而是将数据暂存在内存的缓冲区中，等到积累一定数量后一次性读写。

类名作用
BufferedReader提高字符读取效率，支持按行读取
BufferedWriter提高字符写入效率，支持缓冲写入与换行

4.2 使用场景

需求推荐缓冲流
读取大文本文件BufferedReader
写入大量文本BufferedWriter
按行处理文本（如日志、配置）BufferedReader.readLine()
想减少磁盘访问次数使用缓冲流

4.3 BufferedReader / BufferedWriter 类结构

BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("test.txt"));
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("test.txt"));

它们都是装饰器类（装饰设计模式），作用是增强基本流。

4.4 BufferedReader 使用详解

构造方法：

BufferedReader br = new BufferedReader(Reader in);
BufferedReader br = new BufferedReader(Reader in, int bufferSize); // 可设置缓冲大小

常用方法：

方法说明
String readLine()读取一行，返回 null 表示读完
int read()读取单个字符
int read(char[] cbuf, int off, int len)读取多个字符
void close()关闭流

示例：读取文本文件的每一行

BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("test.txt"));
String line;
while ((line = br.readLine()) != null) {System.out.println(line);
}
br.close();

4.5 BufferedWriter 使用详解

构造方法：

BufferedWriter bw = new BufferedWriter(Writer out);
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(Writer out, int bufferSize); // 可设置缓冲大小

常用方法：

方法说明
void write(String s)写入字符串
void newLine()写入一个换行符（平台独立）
void flush()强制将缓冲区内容写入目标
void close()关闭流并刷新缓冲区

示例：写入文件并换行

BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("output.txt"));
bw.write("第一行");
bw.newLine(); // 换行
bw.write("第二行");
bw.close();

4.6 缓冲流的原理（简略）

以 BufferedReader 为例：

private char cb[];    // 字符缓冲区
private int nChars, nextChar; // 当前缓冲区大小 & 当前读取索引int read() {if (nextChar >= nChars) {fill(); // 一次性从底层流读一批数据到 cb[]}return cb[nextChar++];
}

这样一来，磁盘读取次数就减少了，大大提升性能。

4.7 文件复制示例（纯文本，字符流方式）

public static void copyTextFile(String src, String dest) throws IOException {try (BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader(src));BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter(dest))) {String line;while ((line = br.readLine()) != null) {bw.write(line);bw.newLine(); // 保留原来的换行}}
}

4.8 使用技巧 & 注意事项

注意点说明
 推荐搭配 try-with-resources自动关闭流
 必须 flush() 或 close()否则可能内容没真正写入文件
 只适用于纯文本文件图片、视频请使用字节流
 推荐使用缓冲流而非原始 FileReader/FileWriter性能更高、功能更强

4.9 小结

对比项BufferedReaderBufferedWriter
功能提高字符读取效率，支持逐行读取提高字符写入效率，支持换行
内部缓冲有，默认 8192 字符有，默认 8192 字符
适合文本读取文本写入
搭配FileReader、InputStreamReaderFileWriter、OutputStreamWriter

五、文件读写、目录遍历、复制、删除

5.1 文件读写

1）写文件（使用 BufferedWriter）

BufferedWriter writer = new BufferedWriter(new FileWriter("example.txt"));
writer.write("Hello, world!");
writer.newLine();
writer.write("第二行内容");
writer.close();

2）读文件（使用 BufferedReader）

BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader("example.txt"));
String line;
while ((line = reader.readLine()) != null) {System.out.println(line);
}
reader.close();

推荐使用缓冲流：高效、支持按行读取写入。

5.2 目录遍历（使用 File 类）

遍历指定目录下所有文件和文件夹：

File dir = new File("C:/myfolder");
File[] files = dir.listFiles(); // 仅一层，不递归for (File file : files) {if (file.isFile()) {System.out.println("文件: " + file.getName());} else if (file.isDirectory()) {System.out.println("目录: " + file.getName());}
}

递归遍历所有子目录和文件：

public static void listAllFiles(File dir) {File[] files = dir.listFiles();if (files == null) return;for (File file : files) {if (file.isFile()) {System.out.println("文件: " + file.getAbsolutePath());} else if (file.isDirectory()) {System.out.println("目录: " + file.getAbsolutePath());listAllFiles(file); // 递归遍历}}
}

5.3 文件复制

1）字符流复制（用于文本文件）

public static void copyTextFile(String srcPath, String destPath) throws IOException {try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader(srcPath));BufferedWriter writer = new BufferedWriter(new FileWriter(destPath))) {String line;while ((line = reader.readLine()) != null) {writer.write(line);writer.newLine();}}
}

2）字节流复制（用于图片、音频、视频等二进制文件）

public static void copyBinaryFile(String srcPath, String destPath) throws IOException {try (FileInputStream in = new FileInputStream(srcPath);FileOutputStream out = new FileOutputStream(destPath)) {byte[] buffer = new byte[4096];int len;while ((len = in.read(buffer)) != -1) {out.write(buffer, 0, len);}}
}

5.4 删除文件与目录

1）删除单个文件

File file = new File("example.txt");
if (file.exists()) {boolean deleted = file.delete();System.out.println(deleted ? "删除成功" : "删除失败");
}

2）删除空目录

File dir = new File("emptyDir");
if (dir.isDirectory()) {dir.delete(); // 仅能删除空目录
}

3）递归删除目录及其所有内容（包括子文件夹）

public static void deleteDir(File dir) {File[] files = dir.listFiles();if (files != null) {for (File file : files) {if (file.isDirectory()) {deleteDir(file); // 递归删除子目录} else {file.delete(); // 删除文件}}}dir.delete(); // 删除目录本身
}

5.5 判断文件或目录属性

File f = new File("test.txt");
System.out.println("是否存在: " + f.exists());
System.out.println("是否为文件: " + f.isFile());
System.out.println("是否为目录: " + f.isDirectory());
System.out.println("绝对路径: " + f.getAbsolutePath());
System.out.println("父路径: " + f.getParent());
System.out.println("文件名: " + f.getName());
System.out.println("文件长度: " + f.length()); // 字节数

5.6 常见坑点提示

问题原因与解决
中文乱码指定编码 new OutputStreamWriter(..., "UTF-8")
无法删除目录必须先删除其中的所有文件和子目录
写入内容未落盘要调用 flush() 或 close()
多层目录创建失败用 mkdirs() 而不是 mkdir()
文件不存在注意判断 file.exists()，必要时 createNewFile()

六、文件编码问题（UTF-8 / GBK）

6.1 文件乱码的根源

编码问题通常发生在文件读写中字符与字节的转换阶段，例如：

  • Windows 系统默认编码为 GBK；

  • Linux/IDEA 默认编码为 UTF-8；

  • 一个文件写入时用了 GBK，读取时却用 UTF-8，会导致乱码（或直接抛出异常）。

6.2 常见编码格式

编码描述
UTF-8国际标准编码，支持所有字符，推荐使用
GBK中国大陆常见编码，兼容 GB2312，双字节表示中文
ISO-8859-1单字节编码，不支持中文（Java 默认处理异常时有时会退回这个）

6.3 编码影响的地方

环节是否涉及编码
写文件（Writer） 需要指定编码
读文件（Reader） 需要指定编码
文件名、路径 不受影响（现代 JVM 支持 UTF-8 文件名）

6.4 如何在 Java 中处理编码

1）正确的写法（推荐）

使用 InputStreamReader / OutputStreamWriter 并指定编码：

读取 GBK 文件

BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(new FileInputStream("gbk_file.txt"), "GBK")
);

写入 UTF-8 文件

BufferedWriter writer = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("utf8_file.txt"), "UTF-8")
);

2）错误写法（容易乱码）

// 不指定编码，使用平台默认编码（如 Windows 是 GBK，Linux 是 UTF-8）
BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader("some_file.txt"));

6.5 验证文件编码的小技巧

Java代码检测 UTF-8 vs GBK

public static void detectEncoding(String filePath) throws IOException {FileInputStream fis = new FileInputStream(filePath);byte[] bom = new byte[3];fis.read(bom);if ((bom[0] & 0xFF) == 0xEF && (bom[1] & 0xFF) == 0xBB && (bom[2] & 0xFF) == 0xBF) {System.out.println("UTF-8 with BOM");} else {System.out.println("可能是 GBK 或 UTF-8 无 BOM");}fis.close();
}

更准确的方法需要用第三方库如 juniversalchardet。

6.6 示例：跨平台读写防乱码

写入一个 UTF-8 文本文件

BufferedWriter writer = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("hello_utf8.txt"), StandardCharsets.UTF_8)
);
writer.write("你好，世界！");
writer.close();

在 GBK 系统下读取 UTF-8 文件（错例，可能乱码）

// 错误示范：不指定编码，默认 GBK
BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader("hello_utf8.txt"));

正确：读取时也指定 UTF-8

BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(new FileInputStream("hello_utf8.txt"), "UTF-8")
);

6.7 编码问题的常见坑与解决方案

问题原因解决方案
文本乱码读写编码不一致统一使用 UTF-8，并显式指定
控制台乱码IDEA 或终端编码设置错误修改 IDE 编码设置为 UTF-8
写入中文异常没指定编码，退回 ISO-8859-1指定 OutputStreamWriter(..., "UTF-8")
显示多个问号 ???控制台不支持字符集替换控制台字体或编码

6.8 编码实战建议

  •  始终统一编码（推荐 UTF-8，无 BOM）；

  •  所有读写都显式指定编码；

  •  团队项目设定统一编码规范（IDE、Git、文件）；

  •  使用 Notepad++、IDEA 或 Sublime 检查和转换文件编码。

6.9 实战工具方法封装

public static List<String> readFile(String path, String charset) throws IOException {try (BufferedReader reader = new BufferedReader(                   // 创建缓冲字符输入流，用于高效读取文本new InputStreamReader(new FileInputStream(path), charset))) { // 指定字符编码读取文件内容List<String> lines = new ArrayList<>();                        // 用于存储读取到的每一行文本String line;                                                   // 临时变量，存储每次读取的一行while ((line = reader.readLine()) != null) {                   // 持续读取直到文件末尾（readLine 读到 null）lines.add(line);                                           // 把每行内容加入列表}return lines;                                                  // 返回所有读取到的行}                                                                  // try-with-resources 自动关闭 reader 流
}public static void writeFile(String path, List<String> lines, String charset) throws IOException {try (BufferedWriter writer = new BufferedWriter(                   // 创建缓冲字符输出流，用于高效写入文本new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(path), charset))) { // 指定字符编码写入文件for (String line : lines) {                                    // 遍历列表中的每一行内容writer.write(line);                                        // 写入该行内容（不自动换行）writer.newLine();                                          // 写入一个换行符，等价于 println()}}                                                                  // try-with-resources 自动关闭 writer 流
}
http://www.lryc.cn/news/2396897.html

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