Java IO流（上）

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前言

File类概述

• File类的对象代表操作系统的文件（文件、文件夹），File类在java.io.File包下。
• File类提供了诸如：创建文件对象代表文件，获取文件信息（大小、修改时间）、删除文件、创建文件（文件夹）等功能 。

IO流： 用来读写数据的。

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学习内容

• File类使用
• 方法递归
• 字符集
• IO流的作用、分类
• 字节流

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1、File类的使用

（1）创建File对象

• File对象可以定位文件和文件夹
• File封装的对象仅仅是一个路径名，这个路径可以是存在的，也可以是不存在的

绝对路径：从盘符开始

相对路径：不带盘符，默认直接到当前工程下的目录寻找文件。

（2）常用方法

判断文件类型、获取文件信息

创建文件、删除文件功能

注意：delete方法默认只能删除文件和空文件夹，delete方法直接删除不走回收站

遍历文件夹

listFiles方法注意事项：

• 当文件不存在时或者代表文件时，返回null
• 当文件对象代表一个空文件夹时，返回一个长度为0的数组
• 当文件对象是一个有内容的文件夹时，将里面所有文件和文件夹的路径放在File数组中返回
• 当文件对象是一个有隐藏文件的文件夹时，将里面所有文件和文件夹的路径放在File数组中返回，包含隐藏文件
• 当没有权限访问该文件夹时，返回null

2、补充知识

（1）方法递归

什么是方法递归？

• 递归做为一种算法在程序设计语言中广泛应用。
• 方法调用自身的形式称为方法递归（ recursion）。

递归的形式

• 直接递归：方法自己调用自己。
• 间接递归：方法调用其他方法，其他方法又回调方法自己。

方法递归存在的问题？

• 递归如果没有控制好终止，会出现递归死循环，导致栈内存溢出现象

递归算法三要素大体可以总结为

• 递归的公式： f(n) = f(n-1) * n;
• 递归的终结点：f(1)
• 递归的方向必须走向终结点：

案例1：递归求1~n的和

分析：
① 假如我们认为存在一个公式是 f(n) = 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + …(n-1) + n;
② 那么公式等价形式就是： f(n) = f(n-1) + n
③ 递归的终结点：f(1) = 1
④ 如果求的是 1-5的和的结果，应该如何计算。
⑤ f(5) = f(4) + 5
f(4) = f(3) + 4
f(3) = f(2) + 3
f(2) = f(1) + 2
f(1) = 1

代码：

import java.util.Scanner;
public class Test1 {
    public static void main(String[] args){
        Scanner read=new Scanner(System.in);
        System.out.print("请输入n的值：");
        while(read.hasNext()){
            int n= read.nextInt();
            int result=f(n);
            System.out.println("1~"+n+"的和为:"+result);
        }
    }
    public static int f(int n){
        if(n==1){
            return 1;
        }else{
            return n+f(n-1);
        }
    }
}
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示例：

请输入n的值：8
1~8的和为:36
5
1~5的和为:15
78
1~78的和为:3081

案例2：猴子吃桃问题

案例：猴子第一天摘下若干桃子，当即吃了一半，觉得好不过瘾，于是又多吃了一个 第二天又吃了前天剩余桃子数量的一半，觉得好不过瘾，于是又多吃了一个以后每天都是吃前天剩余桃子数量的一半，觉得好不过瘾，又多吃了一个等到第10天的时候发现桃子只有1个了。

需求：请问猴子第一天摘了多少个桃子？

分析： 整体来看，每一天都是做同一个事件，典型的规律化问题，考虑递归三要素：
① 递归公式：f(n)=（f(n+1)+1)*2
② 递归终结点:f(10)=1
③递归方向:f(1)=(f(2)+1)*2
f(2)=(f(3)+1)*2
······
f(8)=(f(9)+1)*2
f(9)=(f(10)+1)*2
f(10)=1

代码：

public class Test2 {
    public static void main(String[] args){
        int result=f(1);
        System.out.println("第一天摘的桃子数为:"+result);

    }
    public static int f(int n){
        if(n==10){
            return 1;
        }else{
            return (f(n+1)+1)*2;
        }
    }
}
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示例：

第一天摘的桃子数为:1534

案例3：文件搜索

需求：文件搜索、从C:盘中，搜索出某个文件名称并输出绝对路径。

分析：

① 先定位出的应该是一级文件对象
② 遍历全部一级文件对象，判断是否是文件
③ 如果是文件，判断是否是自己想要的
④ 如果是文件夹，需要继续递归进去重复上述过程

代码：

import java.io.File;
public class Test4 {
    public static void main(String[] args){
        searchFile(new File("C:/"),"idea64.exe");//输入根目录，要搜索的文件
    }
    public static void searchFile(File dir,String fileName){
        if(dir!=null && dir.isDirectory()){   //判断dir是否是目录
            File[] files=dir.listFiles();//提取当前文件下的一级文件对象
            if(files != null && files.length>0){//判断是否存在一级文件对象
                for(File file:files){
                    if(file.isFile()){//判断当前遍历的一级文件对象是文件还是目录
                        if(file.getName().contains(fileName)){
                            System.out.println("找到了："+file.getAbsolutePath());//文件绝对路径
                            //可以启动
                            //Runtime r=Runtime.getRuntime();
                            //r.exec(file.getAbsolutePath());
                        }
                    }else{//为文件夹
                        searchFile(file,fileName);
                    }
                }
            }
        }else{
            System.out.println("no");
        }
    }
}
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找不到电脑文件的小伙伴可以使用此程序找到，比电脑自己搜索要快多啦

示例：

no
找到了：C:\Users\Eastward\Desktop\idea64.exe.lnk
找到了：C:\Users\Eastward\Desktop\Java\资料\ideaIC-2022.1.3.win\bin\idea64.exe

案例4：啤酒问题

需求： 啤酒2元1瓶，4个盖子可以换一瓶，2个空瓶可以换一瓶， 请问10元钱可以喝多少瓶酒，剩余多少空瓶和盖子。

代码：

public class Test5 {
    public static int totalNumber;    //总数
    public static int lastBottleNumber;//剩余瓶子的数量
    public static int lastCoverNumber;//剩余瓶盖的数量

    public static void main(String[] args){
        buy(10);
        System.out.println("总数："+totalNumber);
        System.out.println("剩余瓶盖的数量："+lastCoverNumber);
        System.out.println("剩余瓶子的数量："+lastBottleNumber);
    }
    public static void buy(int money){
        int buyNumber=money/2;
        totalNumber+=buyNumber;

        int coverNumber=lastCoverNumber+buyNumber;
        int bottleNumber=lastBottleNumber+buyNumber;

        //统计换算的钱
        int allMoney=0;
        if(coverNumber>=4){//判断剩余瓶盖是否能换一瓶（此处理解为换一瓶的钱）
            allMoney+=(coverNumber/4)*2;
        }
        lastCoverNumber=coverNumber%4;//记录剩余的瓶盖

        if(bottleNumber>=2){//判断剩余瓶子是否能换一瓶（此处理解为换一瓶的钱）
            allMoney+=(bottleNumber/2)*2;
        }
        lastBottleNumber=bottleNumber%2;//记录剩余的瓶子

        if(allMoney>=2){//判断剩余的钱是否能继续买酒
            buy(allMoney);
        }

    }
}
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示例：

总数：15
剩余瓶盖的数量：3
剩余瓶子的数量：1

（2）字符集

字符集基础知识：

• 字符集（Character Set）是多个字符的集合，字符集种类较多，每个字符集包含的字符个数不同，常见字符集有：ASCII字符集（使用1个字节存储一个字符，一个字节是8位） 、GBK字符集（中一个中文字符一般以两个字节的形式存储） 、Unicode（UTF-8）·字符集（一个中文一般以三个字节的形式存储，同时也要兼容ASCII编码表）等。

汉字存储和展示过程解析

字符集的编码、解码操作：

• String编码

• String解码

3、IO流

（1）概述

• I表示intput，把硬盘文件中的数据读入到内存的过程，称之输入，负责读。
• O表示output，把内存中的数据写出到硬盘文件的过程，称之输出，负责写。

IO流的分类

IO流体系

总结

• 字节输入流 InputStream（读字节数据的）
• 字节输出流 OutoutStream（写字节数据出去的）
• 字符输入流 Reader（读字符数据的）
• 字符输出流 Writer（写字符数据出去的

（2）字节流

文件字节输入流：FileInputStream

作用：以内存为基准，把磁盘文件中的数据以字节的形式读取到内存中去。

• 每次读取一个字节
• 每次读取一个字节数组
• 读取文件的全部字节
  

文件字节输出流：FileOutputStream

作用：以内存为基准，把内存中的数据以字节的形式写出到磁盘文件中去的流。

流的关闭与刷新

（3）案例：文件拷贝

需求： 把某个视频复制到其他目录下的“b.avi”

思路：
① 根据数据源创建字节输入流对象
② 根据目的地创建字节输出流对象
③ 读写数据，复制视频
④ 释放资源

代码：

import java.io.*;

public class Test6 {
    public static void main(String[] args){
        try {
            InputStream is=new FileInputStream("这里输入需要复制文件的路径。");

            OutputStream os=new FileOutputStream("输入复制文件的位置。");

            byte[] buffer=new byte[1024];
            int len;
            while((len=is.read(buffer))!=-1){
                os.write(buffer,0,len);
            }
            System.out.println("复制完成！");
            os.close();
            is.close();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}
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（4）资源释放的方式

try-catch-finally

• finally：放在try-catch后面的，无论是正常执行还是异常执行代码，最后一定要执行，除非JVM退出。
• 作用：一般用于进行最后的资源释放操作（专业级做法）
• 格式：

try-with-resource

• JDK 7和JDK9中都简化了资源释放操作
• 作用：自动释放资源、代码简洁

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