异常处理与文件操作：文件流¶

在本章中，我们将深入探讨Java中的文件流（File Streams），这是处理文件输入输出的核心概念之一。文件流允许我们从文件中读取数据或将数据写入文件。我们将通过详细的解释和代码示例来帮助你理解文件流的概念及其使用方法。

文件流的概念¶

文件流是Java中用于处理文件输入输出的抽象概念。它允许程序以流的形式读取或写入文件中的数据。流（Stream）是一种连续的数据序列，可以是从文件、网络连接或其他数据源读取的数据，也可以是将数据写入文件、网络连接或其他目标的数据。

在Java中，文件流主要分为两种类型： - 字节流（Byte Streams）：用于处理二进制数据，如图片、音频、视频等。 - 字符流（Character Streams）：用于处理文本数据，如.txt文件、.csv文件等。

文件流的类型¶

字节流¶

字节流以字节为单位进行数据的读取和写入。Java提供了InputStream和OutputStream两个抽象类来处理字节流。常用的实现类包括： - FileInputStream：用于从文件中读取字节数据。 - FileOutputStream：用于将字节数据写入文件。

字符流¶

字符流以字符为单位进行数据的读取和写入。Java提供了Reader和Writer两个抽象类来处理字符流。常用的实现类包括： - FileReader：用于从文件中读取字符数据。 - FileWriter：用于将字符数据写入文件。

文件流的使用¶

读取文件¶

以下是一个使用FileInputStream读取文件的示例：

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

public class ReadFileExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 定义文件路径
        String filePath = "example.txt";

        try (FileInputStream fis = new FileInputStream(filePath)) {
            // 创建一个字节数组来存储读取的数据
            byte[] data = new byte[1024];
            int bytesRead;

            // 读取文件内容
            while ((bytesRead = fis.read(data)) != -1) {
                // 将字节数组转换为字符串并打印
                System.out.print(new String(data, 0, bytesRead));
            }
        } catch (IOException e) {
            // 处理IO异常
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

解释： - FileInputStream用于从文件中读取字节数据。 - fis.read(data)方法将文件中的数据读取到字节数组data中，并返回读取的字节数。 - 如果读取到文件末尾，fis.read(data)将返回-1。 - 使用try-with-resources语句确保FileInputStream在使用完毕后自动关闭。

写入文件¶

以下是一个使用FileOutputStream写入文件的示例：

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

public class WriteFileExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 定义文件路径
        String filePath = "output.txt";

        try (FileOutputStream fos = new FileOutputStream(filePath)) {
            // 要写入的字符串
            String content = "Hello, World!";

            // 将字符串转换为字节数组并写入文件
            fos.write(content.getBytes());
        } catch (IOException e) {
            // 处理IO异常
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

解释： - FileOutputStream用于将字节数据写入文件。 - fos.write(content.getBytes())方法将字符串content转换为字节数组并写入文件。 - 使用try-with-resources语句确保FileOutputStream在使用完毕后自动关闭。

复制文件¶

以下是一个使用FileInputStream和FileOutputStream复制文件的示例：

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

public class CopyFileExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 定义源文件和目标文件路径
        String sourceFilePath = "source.txt";
        String destinationFilePath = "destination.txt";

        try (FileInputStream fis = new FileInputStream(sourceFilePath);
             FileOutputStream fos = new FileOutputStream(destinationFilePath)) {
            // 创建一个字节数组来存储读取的数据
            byte[] buffer = new byte[1024];
            int bytesRead;

            // 读取源文件并写入目标文件
            while ((bytesRead = fis.read(buffer)) != -1) {
                fos.write(buffer, 0, bytesRead);
            }
        } catch (IOException e) {
            // 处理IO异常
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

解释： - FileInputStream用于读取源文件，FileOutputStream用于写入目标文件。 - fis.read(buffer)方法将源文件中的数据读取到字节数组buffer中。 - fos.write(buffer, 0, bytesRead)方法将字节数组buffer中的数据写入目标文件。 - 使用try-with-resources语句确保FileInputStream和FileOutputStream在使用完毕后自动关闭。

练习题¶

练习1：读取并打印文件内容¶

编写一个Java程序，使用FileReader读取一个文本文件的内容，并将其打印到控制台。

练习2：写入文件¶

编写一个Java程序，使用FileWriter将用户输入的字符串写入一个文本文件。

练习3：复制大文件¶

编写一个Java程序，使用BufferedInputStream和BufferedOutputStream复制一个大文件（如视频文件），并比较使用缓冲流和不使用缓冲流的性能差异。

总结¶

在本章中，我们学习了Java中的文件流概念及其使用方法。我们探讨了字节流和字符流的区别，并通过代码示例演示了如何读取文件、写入文件以及复制文件。我们还提供了一些练习题，帮助你巩固所学知识。

关键点总结： - 文件流是Java中处理文件输入输出的核心概念。 - 字节流用于处理二进制数据，字符流用于处理文本数据。 - FileInputStream和FileOutputStream用于字节流的读取和写入。 - FileReader和FileWriter用于字符流的读取和写入。 - 使用try-with-resources语句可以确保流在使用完毕后自动关闭，避免资源泄漏。

通过掌握文件流的使用，你将能够在Java程序中高效地处理文件输入输出操作。