Java檔和輸入和輸出（I/O）

java.io包幾乎包含了在Java中執行輸入和輸出(I/O)所需的所有類。 所有這些流代表輸入源和輸出目的地。 java.io包中的流支持許多數據，如：原始，對象，本地化字元等。

1. 流(Streams)

流(Streams)可以定義為數據序列，它有兩種 -

• InPutStream - 它用於從源讀取數據。
• OutPutStream - 它用於將數據寫入目標。

Java為與檔和網路相關的I/O提供強大而靈活的支持，但本教程只涵蓋了流和I/O相關的非常基本的功能。下麵將看到一些最常用的例子 -

1.1. 位元組流
Java位元組流用於執行8位位元組的輸入和輸出。儘管有許多與位元組流相關的類，但最常用的類是FileInputStream和FileOutputStream。以下示例使用這兩個類將輸入檔的內容複製到輸出檔中 -

import java.io.*;
public class CopyFile {

   public static void main(String args[]) throws IOException {
      FileInputStream in = null;
      FileOutputStream out = null;

      try {
         in = new FileInputStream("D:\\input.txt");
         out = new FileOutputStream("D:\\output.txt");
         int c;
         while ((c = in.read()) != -1) {
            out.write(c);
         }
      }finally {
         if (in != null) {
            in.close();
         }
         if (out != null) {
            out.close();
         }
      }
   }
}

假設在D盤下有一個檔：input.txt，它的內容如下 -

This is test for copy file.
power by xuhuhu.com

下一步，編譯上面的程式並執行它，它將創建一個：D:/output.txt檔，內容與D:/input.txt中的相同。

1.2. 字元流

Java位元組流用於執行8位位元組的輸入和輸出，而Java字元流用於執行16位unicode的輸入和輸出。 儘管有許多與字元流相關的類，但最常用的類是FileReader和FileWriter。 雖然FileReader內部使用FileInputStream類，而FileWriter內部使用FileOutputStream類，但主要區別在於FileReader一次讀取兩個位元組，而FileWriter一次寫入兩個位元組。

可以重新編寫上面的例子，它使用這兩個類將輸入檔(具有unicode字元)複製到輸出檔中 -

import java.io.*;
public class CopyFile {

   public static void main(String args[]) throws IOException {
      FileReader in = null;
      FileWriter out = null;

      try {
         in = new FileReader("D:/input.txt");
         out = new FileWriter("D:/output.txt");

         int c;
         while ((c = in.read()) != -1) {
            out.write(c);
         }
      }finally {
         if (in != null) {
            in.close();
         }
         if (out != null) {
            out.close();
         }
      }
   }
}

假設在D盤下有一個檔：input.txt，它的內容如下 -

This is test for copy file.
power by xuhuhu.com

下一步，編譯上面的程式並執行它，它將創建一個：D:/output.txt檔，內容與D:/input.txt中的相同。

2. 標準流

所有編程語言都支持標準I/O，用戶的程式可以從鍵盤輸入，然後在電腦螢幕上產生輸出。 如果您瞭解C或C++編程語言，那麼應該瞭解三個標準流：STDIN，STDOUT和STDERR。 同樣，Java提供以下三個標準流 -

• 標準輸入 - 用於將數據提供給用戶程式，通常鍵盤用作標準輸入流並表示為System.in。
• 標準輸出 - 用於輸出用戶程式生成的數據，通常電腦螢幕用於標準輸出流並表示為System.out。
• 標準錯誤 - 用於輸出用戶程式生成的錯誤數據，通常電腦螢幕用於標準錯誤流並表示為System.err。

以下是一個簡單的程式，它使用InputStreamReader來讀取標準輸入流，直到用戶鍵入：q -

import java.io.*;
public class ReadConsole {

   public static void main(String args[]) throws IOException {
      InputStreamReader cin = null;

      try {
         cin = new InputStreamReader(System.in);
         System.out.println("Enter characters, 'q' to quit>");
         char c;
         do {
            c = (char) cin.read();
            System.out.print(c);
         } while(c != 'q');
      }finally {
         if (cin != null) {
            cin.close();
         }
      }
   }
}

將上面的代碼保存在ReadConsole.java檔中，並嘗試編譯並執行它，如下面的程式所示。 程式繼續讀取並輸出用戶輸入的字元，直到按q退出 -

$javac ReadConsole.java
$java ReadConsole
Enter characters, 'q' to quit>
1
1
a
a
C
C

3. 讀寫檔

如前所述，流可以定義為數據序列。 InputStream用於從源讀取數據，OutputStream用於將數據寫入目標。

以下是處理輸入和輸出流的類層次結構。

兩個重要的流是：FileInputStream和FileOutputStream，將在本教學中討論。

3.1. FileInputStream

此流用於從檔中讀取數據。 可以使用關鍵字new創建對象，並且有幾種類型的構造函數可用。

以下構造函數將檔案名作為字串來創建輸入流對象以讀取檔 -

InputStream f = new FileInputStream("D:/java/hello.txt");

以下構造函數採用檔對象來創建輸入流對象以讀取檔。 首先，使用File()方法創建一個檔對象，如下所示 -

File f = new File("D:/java/hello.txt");
InputStream f = new FileInputStream(f);

當創建了InputStream對象，就可以使用一些輔助方法來讀取流或在流上執行其他操作。

還有其他重要的輸入流可用，有關更多詳細資訊，請參閱以下鏈接 -

• ByteArrayInputStream
• DataInputStream

3.2. FileOutputStream

FileOutputStream用於創建檔並將數據寫入檔。 如果檔尚不存在，則會在打開檔以進行輸出之前創建該檔。

這裏有兩個構造函數，可用於創建FileOutputStream對象。

以下構造函數將檔案名作為字串來創建輸入流對象以寫入檔 -

OutputStream f = new FileOutputStream("D:/java/hello.txt")

下麵的構造函數接受一個檔對象來創建一個輸出流對象來寫入該檔。 首先，使用File()方法創建一個檔對象，如下所示 -

File f = new File("D:/java/hello.txt");
OutputStream f = new FileOutputStream(f);

當創建了OutputStream對象，就使用它的一些輔助方法來寫入流或在流上執行其他操作。

還有其他重要的輸出流，有關更多詳細資訊，請參閱以下鏈接 -

• ByteArrayOutputStream
• DataOutputStream

示例

以下是演示如何使用InputStream和OutputStream類對象的示例 -

import java.io.*;
public class fileStreamTest {

   public static void main(String args[]) {

      try {
         byte bWrite [] = {11,21,3,40,5};
         OutputStream os = new FileOutputStream("D:/test.txt");
         for(int x = 0; x < bWrite.length ; x++) {
            os.write( bWrite[x] );   // writes the bytes
         }
         os.close();

         InputStream is = new FileInputStream("D:/test.txt");
         int size = is.available();

         for(int i = 0; i < size; i++) {
            System.out.print((char)is.read() + "  ");
         }
         is.close();
      } catch (IOException e) {
         System.out.print("Exception");
      }
   }
}

上面的代碼將創建檔test.txt並將以二進位格式寫入給定的數字數據，同樣也會在螢幕上輸出。

4. 檔導航和I/O

可通過其他幾個類來瞭解檔導航和I/O的基礎知識。如下 -

• File類
• FileReader類
• FileWriter類

4.1. 目錄操作

目錄是一個檔，它可以包含其他檔和目錄的列表。 使用File對象創建目錄，列出目錄中可用的檔。 有關完整的詳細資訊，請查看在File對象上調用的所有方法的列表以及與目錄相關的內容。

4.1.1. 創建目錄

有兩種File類的方法，可用於創建目錄 -

• mkdir()方法創建一個目錄，創建成功時返回true，失敗時返回false。 失敗表示File對象中指定的路徑已存在，或者由於整個路徑尚不存在或許可權問題而無法創建目錄。
• mkdirs()方法創建目錄和目錄的所有上級目錄。

以下示例創建一個目錄：D:/tmp/user/java/bin -

示例

import java.io.File;
public class CreateDir {

   public static void main(String args[]) {
      String dirname = "D:/tmp/user/java/bin";
      File d = new File(dirname);

      // 創建目錄及父級目錄

      d.mkdirs();
   }
}

編譯並執行上面的代碼來創建目錄：D:/tmp/user/java/bin。

注 - Java會根據約定自動處理UNIX和Windows上的路徑分隔符號。如果在Windows版本的Java上使用正斜杠(/)，則路徑仍將正確解析。

4.1.2. 列出目錄

可以使用File對象的list()方法列出目錄中可用的所有檔和目錄，如下所示 -

import java.io.File;
public class ReadDir {

   public static void main(String[] args) {
      File file = null;
      String[] paths;

      try {
         // 創建一個File對象
         file = new File("D:/software");

         // 檔和目錄的數組

         paths = file.list();

         // 對於路徑數組中的名稱
         for(String path:paths) {
            // 列印檔案名和目錄名

            System.out.println(path);
         }
      } catch (Exception e) {
         // if any error occurs
         e.printStackTrace();
      }
   }
}

執行上面代碼，它將根據D:/software目錄中目錄和文件產生以下結果 -

apache-maven-3.5.4
apache-tomcat-9.0.14
Aptana_Studio
eclipse
EditPlusPortable
javajars
kafka_2.11-2.0.0
mysql-5.7.23-winx64
Navicat Premium 11
php-cs-fixer.phar
spring-2.0.5.RELEASE
... ...