Java-Book/05：IO编程/01.md

> The File class is intended to provide an abstraction that deals with most of the machine-dependent complexities of files and path names in a machine-independent fashion. The filename is a string. The File class is a wrapper class for the file name and its directory path. 
>
> 文件类提供了一个与机器（操作系统）无关的文件和路径操作的封装；文件类主要用作文件名和路径的操作，并不对文件本身的内容进行操作。

注意：

1. 在文件系统中有路径的概念，路径的分隔符是“/”叫做斜杠；Windows系统中的文件分割符与其他的操作系统是相反的“\”反斜杠，这可能会造成一些困扰，最典型的就是字符串转义。在所有的语言中，反斜杠（\）被用作字符串的转义字符，例如“\n”代表换行，“\t”代表tab等。在Java编程当中，凡是遇到路径分割符的地方，只需要使用斜杠“/”就可以了，Java会根据运行的操作系统自动进行转换和处理。例如：“C:/windows/cfg.ini”，最好不要使用反斜杠，如果需要反斜扛，需要这样写：“C:\\\windows\\\cfg.ini”，因为反斜杠在字符串中代表转义。
2. 你们会发现，在URL，例如“http://www.baidu.com/qurey/index.html”，这样的字符串中，斜杠也是路径分隔符，因此斜杠在大多数情况下都是通用的，尽量不要用反斜杠代表路径分割。
3. Windows文件系统具有盘符的概念，在其他大多文件系统中是没有这个概念的。例如Linux中，一个逻辑盘可以被分配到一个目录当中，linux的文件系统是从"/"开始的，叫做根-root。
4. Windows文件系统中，文件名是不区分大小写的；在其他多数文件系统中文件名是区分大小写的（case sensitive），这一点需要特别注意。

## 1. 文件类

![image-20230324144051355](img/image-20230324144051355.png)

文件类是一个对文件名和路径操作的类。可以进行如下操作：

1. 文件是否存在；
2. 是否可读；
3. 是否可写；
4. 是否是目录（目录是特殊的文件）；
5. 是否是文件；
6. 是否是绝对路径；
7. 是否隐藏文件；
8. 得到文件的绝对路径；
9. 文件修改和范围时间；
10. 文件重命名；
11. 新建目录；
12. 目录列表
13. ...

### 1.1. 读取文件属性

注意第一行的包引入。

```java
import java.io.File;

public class TestFileClass {
	public static void main(String[] args) {
		File file = new File("src/TestFileClass.java");
		System.out.println("Does it exist? " + file.exists());
		System.out.println("The file has " + file.length() + " bytes");
		System.out.println("Can it be read? " + file.canRead());
		System.out.println("Can it be written? " + file.canWrite());
		System.out.println("Is it a directory? " + file.isDirectory());
		System.out.println("Is it a file? " + file.isFile());
		System.out.println("Is it absolute? " + file.isAbsolute());
		System.out.println("Is it hidden? " + file.isHidden());
		System.out.println("Absolute path is " + file.getAbsolutePath());
		System.out.println("Last modified on " + new java.util.Date(file.lastModified()));
	}
}
```

构造参数传的字符串代表一个文件，注意这里使用的是相对路径（也可以是绝对路径）。其实也可以是一个文件夹的路径，在操作系统中，文件夹是一种特殊的文件。我们可以看到，file这个对象其实是一个文件，可以对文件的属性进行读取。

这里不对File类的所有功能进行分析，以后很多情况下，需要用一个File对象作为参数。大多时候，这个File对象代表对应的文件。

## 2. 文本文件操作

> A File object encapsulates the properties of a file or a path, but does not contain the methods for reading/writing data from/to a file. In order to perform I/O, you need to create objects using appropriate Java I/O classes. The objects contain the methods for reading/writing data from/to a file. This section introduces how to read/write strings and numeric values from/to a text file using the Scanner and PrintWriter classes.
>
> File 对象封装了对文件名和路径的操作，但是不对文件的具体内容进行读写。为了完成I/O（文件输入输出）操作，需要使用适当的I/O操作类。这些I/O操作类具有读写文件的能力。这一节，我们介绍使用Scanner和PrintWriter类对文本文件中的字符串进行操作。



### 2.1. PrintWriter类

![image-20230324145547079](img/image-20230324145547079.png)

可以看到，PrintWrite如同一个打印机，向文件打印不同类型的数据（这些数据被转换成字符串的方式，而不是二进制的方式）。该类也有println和printf函数，和前面讲的控制台输出函数是一样的，只不过不是控制台输出，而是输出到文件。注意操作系统不一样，回车换行字符不一样；Windows是`\r\n`，linux是`\n`。

```java
import java.io.File;
import java.io.PrintWriter;

public class WriteData {
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		File file = new java.io.File("D:/scores.txt");
		if (file.exists()) {
			System.out.println("File already exists");
			System.exit(1);
		}

		// Create a file
		PrintWriter output = new PrintWriter(file);

		// Write formatted output to the file
		output.print("John T Smith ");
		output.println(90);
		output.print("Eric K Jones ");
		output.println(85);

		// Close the file
		output.close();
	}
}
```

1. 首先建立了一个File对象，其文件名是`D:/scores.txt`；判断文件是否存在，如果存在，退出出返回1。
2. 如果不存在，建立一个PrintWriter的对象ouput，其构造函数的参数正式前面的File对象，代表向哪个文件进行操作。PrintWriter的构造函数有多个，可以接受一个字符串代表文件名，也可以接受一个File对象代表文件。
3. 后面就是日常的操作了，看看结果。
4. 别忘了，文件操作完成后，需要关闭PrintWriter。

```
John T Smith 90
Eric K Jones 85
```

**注意：File对象没有close()方法，因为File对象不对文件的具体内容进行操作。**

主函数可以带返回值吗？main函数的返回值是void，因此没有返回值。这里是指系统命令的执行退出码，如果需要返回给操作系统一个值，可以使用System.exit(返回值)；对于多数操作系统来说，返回值代表程序是否运行成功；一般返回值是0代表成功，没有错误；非零代表有错误。

### 2.2. 不要别忘记关闭文件

和C一样，文件用完后需要关闭。因为文件属于共享I/O资源，可能有多个程序对同一文件进行操作，如果忘记关闭将出现很多意想不到的问题。Java提供了一个语法结构来保证文件总是被正确关闭。

```java
public class WriteDataWithAutoClose {
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		java.io.File file = new java.io.File("scores.txt");
		if (file.exists()) {
			System.out.println("File already exists");
			System.exit(0);
		}

		try (
				// Create a file
				java.io.PrintWriter output = new java.io.PrintWriter(file);

		) {
			// Write formatted output to the file
			output.print("John T Smith ");
			output.println(90);
			output.print("Eric K Jones ");
			output.println(85);
		}
	}
}
```

**注意上面的的语法结构，try后面是一个括号，这个括号中可以有多条语句（上述只有一条）；而且这个用小括号包裹的语法块不是所有的语句都可以写的，只能是构造对象的语法，而且对象必须实现了`Closeable`这个接口。**

```java
public class PrintWriter extends Writer {...}
public abstract class Writer implements Appendable, Closeable, Flushable {...}    
```

PrinterWriter 从抽象类Writer扩展；Writer这个类实现了Closeable这个接口。

**因此：try语法块中小括号包含的语句必须是实现了Closeable接口的对象构造语句。**

后面大括号内包含的语法块就好理解了，就是说这里的语句再执行完成后，不需要关闭小括号中语句打开的资源，Java会自动关闭。

### 2.3. Scanner可以读取文件

还记得以前学过的Scanner对象，从控制台读取数据吗？

```java
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
```

构造函数的参数是`System.in`表示从标准输入读取（看具体定义，一般是控制台）；如果把这个参数换成是File对象，就可以从文本文件读取了。

```java
import java.util.Scanner;

public class ReadData {
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		// Create a File instance
		java.io.File file = new java.io.File("d:/scores.txt");

		// Create a Scanner for the file
		Scanner input = new Scanner(file);

		// Read data from a file
		while (input.hasNext()) {
			String firstName = input.next();
			String mi = input.next();
			String lastName = input.next();
			int score = input.nextInt();
			System.out.println(firstName + " " + mi + " " + lastName + " " + score);
		}

		// Close the file
		input.close();
	}
}
```

注意：这时就需要使用close()来关闭Scanner对象了，因为这里的input是对文件I/O进行操作。

你可以尝试使用`try(...){...}`的语法结构来自动关闭Scanner对象，因为Scanner也是实现了Closeable的接口。

### 2.4. 从url读取数据

WEB上的文件（HTML）也是文件，因此也可以读取，不过需要连接到互联网。

![image-20230324154720491](img/image-20230324154720491.png)

```java
import java.util.Scanner;

public class ReadFileFromURL {
	public static void main(String[] args) {
		System.out.print("Enter a URL: ");
		String URLString = new Scanner(System.in).next();	// 从控制台读取URL

		try {
			java.net.URL url = new java.net.URL(URLString);	// 建立一个URL对象，输入参数是刚刚读取的URL字符串
			int count = 0;
			Scanner input = new Scanner(url.openStream());	// 这里是流编程，url.openStream 返回一个InputStream对象
			while (input.hasNext()) {						// 这里就一样了
				String line = input.nextLine();
				count += line.length();
				System.out.println(line);
			}

			System.out.println("The file size is " + count + " bytes");
		} catch (java.net.MalformedURLException ex) {
			System.out.println("Invalid URL");
		} catch (java.io.IOException ex) {
			System.out.println("IO Errors");
		}
	}
}
```

## 3. 重点

1. 掌握File类的基本使用；
2. 掌握PrintWriter的基本使用；
3. 掌握Scanner读取文本文件内容的基本使用；
4. 了解 try(...){...}语法；
5.