Java 的文件处理

1. 介绍

文件处理是 Java 编程中非常重要的一个部分，涉及到程序与文件系统的交互。Java 提供了一系列的 API 来支持文件操作，包括文件的创建、读取、写入、删除、修改等操作。在 Java 中，文件处理主要通过 java.io 包来实现，常用的类有 File、FileReader、FileWriter、BufferedReader、BufferedWriter、PrintWriter 等。

2. 文件操作的基础类 `File`

File 类是 Java 中最常用的文件操作类，它表示文件和目录。File 类并不直接用于文件内容的读取和写入，而是提供了用于操作文件和目录的方法，如创建、删除、查询文件的属性等。

2.1 `File` 类的常用方法

createNewFile()：创建一个新文件，如果文件已存在则返回 false。
delete()：删除文件或目录。
exists()：判断文件或目录是否存在。
isDirectory()：判断是否是一个目录。
isFile()：判断是否是一个文件。
getName()：获取文件或目录的名称。
length()：获取文件的大小，单位为字节。
listFiles()：列出目录中的所有文件和子目录。

2.2 创建和删除文件

import java.io.File;
import java.io.IOException;

public class FileDemo {
    public static void main(String[] args) {
        File file = new File("test.txt");

        // 创建文件
        try {
            if (file.createNewFile()) {
                System.out.println("文件创建成功！");
            } else {
                System.out.println("文件已存在！");
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        // 删除文件
        if (file.delete()) {
            System.out.println("文件删除成功！");
        } else {
            System.out.println("文件删除失败！");
        }
    }
}

注释说明：

createNewFile() 方法会尝试创建一个新文件，如果文件已经存在，返回 false。
delete() 方法用来删除文件，若删除成功，返回 true。

3. 读取文件内容

Java 提供了多种方式来读取文件内容。最常用的类包括 FileReader、BufferedReader 和 Scanner。

3.1 `FileReader` 类

FileReader 是用于读取字符文件的类，适用于读取文本文件，但它效率较低。

import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;

public class FileReaderDemo {
    public static void main(String[] args) {
        try (FileReader fr = new FileReader("test.txt")) {
            int c;
            while ((c = fr.read()) != -1) {
                System.out.print((char) c);  // 输出文件内容
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

注释说明：

使用 FileReader 类来读取文件，read() 方法返回读取的字符，如果文件末尾已经到达，返回 -1。
try-with-resources 确保文件在使用完后会自动关闭。

3.2 `BufferedReader` 类

BufferedReader 可以提高读取效率，尤其是在读取大文件时，它通过缓存机制减少了磁盘 IO 操作的次数。

import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;

public class BufferedReaderDemo {
    public static void main(String[] args) {
        try (BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("test.txt"))) {
            String line;
            while ((line = br.readLine()) != null) {
                System.out.println(line);  // 输出每一行
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

注释说明：

BufferedReader 的 readLine() 方法逐行读取文本文件，直到文件末尾。
这种方式比 FileReader 高效，适合大文本文件的处理。

4. 写入文件内容

Java 提供了多种方法写入文件，常用的类包括 FileWriter、BufferedWriter 和 PrintWriter。

4.1 `FileWriter` 类

FileWriter 用于将字符写入文件，适用于简单的文本写入操作。

import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;

public class FileWriterDemo {
    public static void main(String[] args) {
        try (FileWriter fw = new FileWriter("test.txt")) {
            fw.write("Hello, Java!");  // 写入字符串
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

注释说明：

FileWriter 类用于写入文件，如果文件不存在，会自动创建。
使用 write() 方法可以写入字符串或单个字符。

4.2 `BufferedWriter` 类

BufferedWriter 类使用缓冲区提高写入性能，特别是在写入大量数据时，它比 FileWriter 更高效。

import java.io.BufferedWriter;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;

public class BufferedWriterDemo {
    public static void main(String[] args) {
        try (BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("test.txt"))) {
            bw.write("Hello, Java!");  // 写入字符串
            bw.newLine();              // 换行
            bw.write("This is BufferedWriter.");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

注释说明：

BufferedWriter 提供了 newLine() 方法，可以在写入文件时插入换行符。
缓存机制能有效提高写入大量数据时的效率。

5. 文件拷贝

在实际开发中，我们经常需要拷贝文件。Java 可以通过 FileInputStream 和 FileOutputStream 类来实现文件的拷贝。

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;

public class FileCopyDemo {
    public static void main(String[] args) {
        try (FileInputStream fis = new FileInputStream("source.txt");
             FileOutputStream fos = new FileOutputStream("destination.txt")) {

            byte[] buffer = new byte[1024];
            int length;
            while ((length = fis.read(buffer)) != -1) {
                fos.write(buffer, 0, length);  // 写入数据
            }

            System.out.println("文件拷贝完成！");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

注释说明：

FileInputStream 用于读取源文件，FileOutputStream 用于写入目标文件。
使用字节数组缓冲区进行数据传输，提高了效率。

6. 目录操作

在 Java 中，我们可以使用 File 类来进行目录操作，包括创建目录、列出目录中的文件和删除目录。

import java.io.File;
import java.io.IOException;

public class DirectoryDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建目录
        File dir = new File("testDirectory");
        if (dir.mkdir()) {
            System.out.println("目录创建成功！");
        } else {
            System.out.println("目录创建失败或已存在！");
        }

        // 列出目录中的文件
        if (dir.exists() && dir.isDirectory()) {
            String[] files = dir.list();
            for (String file : files) {
                System.out.println(file);
            }
        }

        // 删除目录
        if (dir.delete()) {
            System.out.println("目录删除成功！");
        } else {
            System.out.println("目录删除失败！");
        }
    }
}

注释说明：