Как считать данные из файла java
Обновлено: 05.07.2024
Пакет java.io содержит почти каждый класс, который может потребоваться Вам для совершения ввода и вывода в Java. Все данные потоки представлены потоком ввода и адресом вывода. Поток в пакете java.io осуществляет поддержку различных данных, таких как примитивы, объекты, локализованные символы и т.д.
Содержание
Потоки
Потоки в Java определяются в качестве последовательности данных. Существует два типа потоков:
- InPutStream – поток ввода используется для считывания данных с источника.
- OutPutStream – поток вывода используется для записи данных по месту назначения.
Java предоставляет сильную, но гибкую поддержку в отношении ввода/вывода, связанных с файлами и сетями, однако в данном руководстве рассмотрены лишь базовые функции, связанные с потоками и вводом/выводом. Рассмотрим далее по порядку наиболее распространенные примеры.
Байтовый поток
Примечание по примеру: чтобы скопировать файл, необходимо в папке проекта создать файл file.txt с любым или пустым содержимым.
Пример
Теперь рассмотрим файл file.txt со следующим содержимым:
В качестве следующего шага необходимо скомпилировать java-программу и выполнить ее, что позволит создать файл copied_file.txt с тем же содержимым, что имеется в file.txt. Таким образом, разместим обозначенный код в файле FileCopy.java и выполним следующее действие:
Символьные потоки
Мы можем переформулировать представленный выше пример, в котором два данных класса используются для копирования файла ввода (с символами юникода) в файл вывода.
Примечание по примеру: чтобы скопировать файл, необходимо в папке проекта создать файл file.txt с любым или пустым содержимым.
Пример
Теперь рассмотрим файл file.txt со следующим содержимым:
В качестве следующего шага необходимо скомпилировать программу и выполнить ее, что позволит создать файл copied_file.txt с тем же содержимым, что имеется в file.txt. Таким образом, разместим обозначенный код в файле FileCopy.java и выполним следующее действие:
Стандартные потоки
Все языки программирования обеспечивают поддержку стандартного ввода/вывода, где программа пользователя может произвести ввод посредством клавиатуры и осуществить вывод на экран компьютера. Если вы знакомы с языками программирования C либо C++, вам должны быть известны три стандартных устройства STDIN, STDOUT и STDERR. Аналогичным образом, Java предоставляет следующие три стандартных потока:
Ниже представлена простая программа, которая создает InputStreamReader для чтения стандартного потока ввода, до введения пользователем "q":
Пример
Разместим представленный выше код в файле ReadConsole.java и попробуем скомпилировать и выполнить его согласно тому, как это представлено в следующей программе. Данная программа продолжает чтение и вывод одного и того же символа до нажатия 'q':
Чтение и запись файла
Как было указано выше, поток представляет собой последовательность данных. InputStream используется для считывания данных с источника, OutputStream служит для записи данных по месту назначения.
Ниже представлена иерархия классов для управления потоками Ввода и Вывода.
В данном уроке нам предстоит рассмотреть два важных потока: FileInputStream и FileOutputStream.
Поток FileInputStream – чтение из файла
Поток FileInputStream – это поток, который используется в Java для чтения данных из файла. Объекты могут быть созданы при использовании ключевого слова new, доступны несколько типов конструкторов.
Представленный конструктор использует имя файла в качестве потока с целью создания объекта входного потока для считывания файла:
Представленный ниже конструктор использует объектный файл с целью создания объекта входного потока для чтения файла. Сперва мы создаем объектный файл при использовании метода File() следующим образом:
Теперь, получив объект InputStream, следует ознакомиться со следующим перечнем вспомогательных методов, которые могут быть использованы для считывания потока либо выполнения иных операций в потоке.
| № | Метод и описание |
| 1 | public void close() throws IOException<> Данный метод в Java закрывает выходной файловый поток. Освобождает какие-либо системные ресурсы, связанные с файлом. Выдает IOException. |
| 2 | protected void finalize()throws IOException <> Данный метод выполняет очистку соединения с файлом. Позволяет удостовериться в вызове закрытого метода данного выходного файлового потока при отсутствии каких-либо ссылок на данный поток. Выдает IOException. |
| 3 | public int read(int r)throws IOException<> Данный метод осуществляет в Java считывание заданных байтов данных из InputStream. Возврат данных типа int. Возврат следующего байта данных, в конце файла будет произведен возврат к -1. |
| 4 | public int read(byte[] r) throws IOException<> Данный метод производит считывание байтов r.length из входного потока в массив. Возврат общего числа считанных байтов. В конце файла будет произведен возврат к -1. |
| 5 | public int available() throws IOException<> Выдает число байтов, которые могут быть считаны из входного файлового потока. Возврат данных типа int. |
Существуют также другие доступные входные потоки, более детальные сведения о которых представлены по следующим ссылкам:
Поток FileOutputStream – создание и запись файла
Поток FileOutputStream – это поток, который используется в Java для создания файла и последующей записи в него. Поток создаст файл в случае его отсутствия перед его открытием для вывода.
Далее представлены два конструктора, которые могут быть задействованы при создании объекта FileOutputStream.
Представленный конструктор использует имя файла в качестве строки с целью создания объекта входного потока для записи файла в Java:
Представленный ниже конструктор использует объектный файл с целью создания объекта выходного потока для записи файла. Сперва мы создаем объектный файл при использовании метода File() следующим образом:
Теперь, получив объект OutputStream, следует ознакомиться со следующим перечнем вспомогательных методов, которые могут быть использованы для записи потока либо выполнения иных операций в потоке.
| № | Метод и описание |
| 1 | public void close() throws IOException<> Данный метод в Java закрывает выходной файловый поток. Освобождает какие-либо системные ресурсы, связанные с файлом. Выдает IOException. |
| 2 | protected void finalize()throws IOException <> Данный метод выполняет очистку соединения с файлом. Позволяет удостовериться в вызове закрытого метода данного выходного файлового потока при отсутствии каких-либо ссылок на данный поток. Выдает IOException. |
| 3 | public void write(int w)throws IOException<> Данный метод осуществляет запись заданного байта в выходной поток. |
| 4 | public void write(byte[] w) Запись байтов w.length из указанного массива байтов в OutputStream. |
Существуют также другие доступные выходные потоки, более детальные сведения о которых представлены по следующим ссылкам:
Пример
В следующем примере представлены InputStream и OutputStream – потоки для чтения, создания и записи файла:
Представленный выше java-код создаст файл file.txt и пропишет заданные символы в формате char. То же самое будет выводиться на экран стандартного вывода.
Навигация по файловой системе и вводу/выводу
Существует ряд других классов, которые нам предстоит рассмотреть с целью ознакомления с основами навигации в файловой системе и вводу/выводу.
Каталоги в Java
В Java каталог представлен Файлом, который может содержать список других файлов и каталогов. Используя объект File, вы можете создать каталог, прокрутить список файлов, представленных в каталоге. Для получения более детальных сведений, ознакомьтесь с перечнем всех методов, которые могут быть вызваны из объекта File, будучи связанными с каталогами.
Создание каталогов
Существуют два служебных метода File, которые могут быть использованы для создания каталогов:
- Метод mkdir() позволяет создать папку в Java, возвращая значение true при успехе операции, и false в случае сбоя. Сбой свидетельствует о том, что путь указанный в объекте File уже существует, либо что каталог не может быть создан в связи с тем, что полный путь еще не существует.
- Метод mkdirs() создает каталог и все вышестоящие каталоги.
В следующем примере представлено создание папки "/java/proglang/newdir":
Пример
Скомпилируйте и выполните следующий код для создания каталога "/java/proglang/newdir".
Примечание ? Java автоматически формирует разделители пути в UNIX и Windows с учетом соглашений. При использовании косой черты (/) при работе с Java в системе Windows, производится корректное разрешение пути.
Список файлов в папке
Метод list(), представленный объектом File, может быть использован для предоставления перечня всех файлов и каталогов, имеющихся в заданной папке, в следующем виде:
Пример
Вследствие этого будет получен следующий результат, основанный на каталогах и файлах, доступных в вашем каталоге /NetBeans 8.2/Projects/ReadDirectory/ReadDirectory/:
Класс FileOutputStream
Главное назначение класса FileOutputStream — запись байтов в файл. Ничего сложного :) FileOutputStream является одной из реализаций абстрактного класса OutputStream . В конструкторе объекты этого класса принимают либо путь к целевому файлу (в который и нужно записать байты), либо объект класса File . Рассмотрим оба примера: При создании объекта File мы указали в конструкторе путь, где он должен будет находиться. Создавать его заранее нет необходимости: если он не существует, программа создаст его сама. Можно обойтись и без создания лишнего объекта, и просто передать строку с адресом: Результат в обоих случаях будет одинаковым. Мы можем открыть наш файл и увидеть там: Однако есть здесь один нюанс. Попробуй запустить код из примера выше несколько раз подряд, а потом загляни в файл, и ответь на вопрос: сколько записанных в него строк ты видишь? Всего одну. Но ведь ты запускал код несколько раз. Однако при этом данные, оказывается, всякий раз перезаписывались, заменяя старые. Что делать, если нас это не устраивает, и требуется последовательная запись? Что если мы хотим записать наше приветствие в файл три раза подряд? Здесь все просто. Поскольку сам язык не может знать, какое именно поведение нам нужно в каждом случае, в конструктор FileOutputStream ты можешь передать дополнительный параметр — boolean append . Если его значение true, данные будут дозаписаны в конец файла. Если false (а по умолчанию это значение и есть false), старые данные будут стерты, а новые записаны. Давай проверим и запустим наш измененный код трижды: Результат в файле: Другое дело! Не забывай об этой особенности при использовании классов ввода-вывода. В свое время и мне приходилось часами сидеть над задачами, чтобы понять, куда деваются из файлов мои старые данные :) Ну и конечно, как и в случае с другими классами I/O, не забываем об освобождении ресурсов через метод close() .
Класс FileInputStream
Класс BufferedInputStream
Думаю, учитывая знания из прошлых лекций, ты легко сможешь сказать, зачем нужен класс BufferedInputStream и какие преимущества у него есть по сравнению с FileInputStream :) Мы уже встречались с буферизированными потоками, поэтому попробуй предположить (или вспомнить), прежде чем продолжить чтение :) Буферизированные потоки нужны прежде всего для оптимизации ввода-вывода. Обращение к источнику данных, например, чтение из файла, — дорогостоящая в плане производительности операция. И каждый раз обращаться к файлу для чтения по одному байту расточительно. Поэтому BufferedInputStream считывает данные не по одному байту, а блоками и временно хранит их в специальном буфере. Это позволяет нам оптимизировать работу программы за счет того, что мы уменьшаем количество обращений к файлу. Давай посмотрим, как это выглядит: Здесь мы создали объект BufferedInputStream . Он принимает на вход объект InputStream или любого его наследника, так что предыдущий FileInputStream подойдет. В качестве дополнительного параметра он принимает размер буфера в байтах. Теперь благодаря этому данные будут считываться из файла не по одному байту, а по 200! Представь, насколько мы сократили количество обращений к файлу. Для сравнения производительности ты можешь взять какой-нибудь большой текстовый файл размером несколько мегабайт и сравнить, сколько займет его чтение и вывод в консоль в миллисекундах с использованием FileInputStream и BufferedInputStream . Вот оба варианта кода для примера: При чтении файла размером 1,5 Мб на моем компьютере FileInputStream выполнил работу за
3500 миллисекунд, а вот BufferedInputStream — за
1700 миллисекунд. Как видишь, буферизированный поток оптимизировал работу программы в 2 раза! :) Мы еще продолжим изучать классы ввода-вывода — до встречи!
Эта статья посвящена нескольким наиболее часто используемым методам чтения файла на Java.
- Файлы.строки , возвращают поток ( Java 8)
- Files.ReadString , возвращает Строка (Java 11), максимальный размер файла 2G.
- Files.ReadAllBytes , возвращает байт[] (Java 7), максимальный размер файла 2G.
- Files.ReadAllLines , возвращает Список<Строка> ( Java 8)
- BufferedReader , классический старый друг (Java 1.1 -> навсегда)
- Сканер (Java 1.5)
Новая Java 8 Files.lines хорошо работает при чтении небольших или больших текстовых файлов, возвращает Поток (гибкий тип и поддержка параллельных), автоматически закрывает ресурсы и содержит одну строку чистого кода.
В современной Java 8+ мы должны использовать Files.lines для чтения текстового файла.
Примечание В двух словах, нет большой разницы в чтении небольших файлов, просто вкус возвращаемого типа. Для чтения в большом файле выберите Java 8 Files.lines для потоковых и параллельных функций или классический БуферизоВанный читатель .
Текстовый Файл
Вот простой текстовый файл, содержащий всего пять строк. Остальные примеры Java будут читать этот файл.
1. Файлы.строки ( Java 8)
1.1 В этом примере используется Java 8 Files.lines для чтения вышеупомянутого файла в Поток и печати его строка за строкой. Кроме того, Files.lines поможет автоматически закрыть открытый ресурс (файл); нам не нужно заключать код в try-with-resources .
1.2 Для чтения в небольшом текстовом файле мы можем использовать собрать легко преобразовать поток в Список<Строка> .
1.3 Для чтения в большом текстовом файле, и если порядок строк не имеет значения, мы можем включить параллельный поток функция для дальнейшего повышения скорости чтения.
1.4 Распространенной ошибкой является прямое преобразование большого Потока в Список , и это приведет к java.lang. Ошибка из памяти: Пространство кучи Java если размер потока больше, чем размер кучи запущенной JVM.
1.5 Последний, lines.foreach , не сохраняет порядок строк, попробуйте lines.forEachOrdered если мы хотим сохранить порядок.
2. Файлы.Строка чтения (Java 11)
2.1 Это Files.ReadString() считывает файл в строку, и если размер файла для чтения превышает 2G, он выдает java.lang. Ошибка из памяти: Требуемый размер массива слишком велик .
2.2 Просмотрите исходный код, новую Java 11 ReadString , внутренне используйте существующую Java 7 ReadAllBytes для чтения файла в байт[] и JLA.новая строка Без ответа для преобразования байта[] обратно в строку.
3. Файлы.ReadAllBytes (Java 7)
3.1 В этом примере используется Files.ReadAllBytes для чтения файла в массив байтов байт [] , если размер файла для чтения превышает 2G, он будет выбрасывать java.lang. Ошибка из памяти: Требуемый размер массива слишком велик .
4. Файлы.Строки для чтения (Java 8)
4.1 В этом примере используется Files.ReadAllLines чтобы прочитать файл в Список<Строка> , если размер файла больше, чем размер кучи запущенной JVM, он выбросит java.lang. Ошибка из памяти: Пространство кучи Java .
5. БуферизоВанный читатель (Java 1.1)
5.1 Классический и старый друг, BufferedReader пример, хорошо работает при чтении небольших и больших файлов, а размер буфера по умолчанию (8 кб) достаточно велик для большинства целей.
5.2 Мы можем указать размер буфера.
5.3 В Java 8 мы можем использовать новый Files.newBufferedReader для создания BufferedReader .
Просмотрите исходный код, ничего особенного.
Прочтите это – Java Как читать файл с помощью BufferedReader
5.4 Для справки, классическая попытка поймать, наконец, закрыть открытый файл вручную.
6. Сканер (Java 1.5)
6.1 В классе Сканер функция разделитель по-прежнему полезна для чтения и фильтрации небольшого файла. Java 9 и Java 10 добавили новые методы, такие как найдите все и конструкторы для улучшения класса Сканер . Однако для чтения в большом файле этот класс Scanner работает медленно по сравнению с BufferedReader .
В Java есть четыре основных абстрактных класса, реализующих потоки ввода-вывода: InputStream, OutputStream, Reader, Writer. Первые два работают с байтами, вторые – с символами.
Для работы с файлами от этих абстрактных классов созданы соответственно классы FileInputStream, FileOutputStream, FileReader, FileWriter. Они являются адаптерами для объектов класса File к "интерфейсам" InputStream, OutputStream, Reader, Writer, т. е. к их методам.
Скажем несколько слов об адаптере как паттерне, или шаблоне, проектирования. Класс-адаптер A наследуется от интерфейса B, к которому приспосабливается объект другого класса – C. Класс-адаптер A имеет поле типа класса объекта C.
Например, объект File адаптируется к потоку ввода InputStream, т. е. все, что мы хотим получить из File, в конечном итоге мы будем получать из InputStream. Фактически мы работаем с InputStream, через адаптер FileInputStream, который с одной стороны наследуется от InputStream, а с другой – имеет поле, которому присваивается объект File.
Адаптер выполняет работу по получению данных из файла и адаптации их к тому виду, который можно передать в методы InputStream. Класс-адаптер, в данном примере – FileInputStream, переопределяет методы InputStream, добавляя в них свой код.
В основной ветке сначала создается объект, для которого требуется адаптер. Затем создается переменная класса, к которому выполняется адаптация. Этой переменной присваивается объект класса-адаптера, в конструктор которого передается адаптируемый объект.
Часто переменную определяют самим классом-адаптером:
В конструктор можно передать строку-адрес. Объект File будет создан внутри адаптера. Пример побайтового копирования файла:
Если используются относительные адреса, они должны начинаться от корня проекта.
В конструктор FileOutputStream можно также передать второй аргумент true. В этом случае, если файл существует, данные в него будут добавляться. Перезаписи файла не произойдет.
Метод available() объекта класса FileInputStream возвращает количество непрочитанных байтов. Метод read() читает один байт и расширяет его до типа int. Кроме этого, есть другой метод read(), читающий массив байт в переменную-аргумент и возвращающий количество реально прочитанных байт. Метод write() также позволяет записывать блоками.
При чтении конца файла блок может содержать меньше прочитанных байт, чем размерность массива. Поэтому write() позволяет указывать срез массива.
У объектов FileOutputStream имеется метод flush(), который принудительно записывает находящиеся в буфере байты на диск. При вызове close() это происходит автоматически.
С помощью класса PrintStream также можно создать поток вывода в файл. PrintStream является наследником FilterOutputStream, который в свою очередь наследник OutputStream как и FileOutputStream.
Функция printf() предназначена для форматированного вывода.
Заметим, переменная System.out является объектом типа PrintStream.
В работе с вводом-выводом также используется другой паттерн проектирования – обертка (wrapper), он же декоратор (decorator). Декоратор расширяет функциональность объекта, а не приспосабливает объект к какому-либо стороннему интерфейсу.
Поэтому класс-обертка наследуется от того же класса или интерфейса, что и оборачиваемый объект. В классе-обертке переопределяются методы оборачиваемого объекта. В методах обертки вызываются методы оборачиваемого класса и вводится дополнительная функциональность.
В основной ветке создается объект оборачиваемого класса, который передается в конструктор обертки. Внутри класса-обертки есть поле типа декорируемого класса. Этому полю присваивается переданный объект.
BufferedInputStream – класс-обертка для InputStream (наследует через FilterInputStream). В отличие от InputStream класс BufferedInputStream позволяет предварительно читать в буфер порции байт, что уменьшает количество обращений к файлу. Существует также BufferedOutputStream.
Конструктор класса BufferedInputStream принимает объект InputStream или его наследника.
Хотя данные считываются блоками, метод read() извлекает их по одному. Однако в данном случае он будет извлекать их из буфера.
С помощью классов FileReader и FileWriter выполняется ввод-вывод в текстовые файлы.
Метод ready() возвращает истину, если остались непрочитанные символы.
Читать и писать можно блоками. Также методу write() можно передать строку:
Рассматривая ввод данных с клавиатуры, мы уже использовали класс BufferedReader, который наследуется от Reader и позволяет читать отдельные строки методом readLine(). Его также можно использовать для построчного чтения файлов:
Каждое приложение, программа имеют возможности записи чего-либо в файл. В данном уроке я продемонстрирую как можно записать какие-то данные в файл, а потом считать их оттуда.
Какие проблемы мы будем решать в этом уроке?
Подготовительные работы
Создадим простой проект, не обязательно Maven проект, так как нам не потребуется не каких дополнительных библиотек.
После того как вы создали проект, создайте класс WorkInFile.java и напишите туда стандартную конструкцию main:
Теперь создадим класс который будет иметь методы для работы с файлами, а назовем его FileWorker.java все методы в нем которые не есть private будут статическими для того чтобы мы получали к ним доступ без экземпляра этого класса.
Как записывать в файл?
В классе FileWorker.java создадим статический метод который будет осуществлять запись в файл и назовем этот метод write(String text; String nameFile):
Обратите особое внимание на то, что после записи каких либо данных в файл мы должны его закрыть, только после этого действия данные запишутся в файл.
2. Как читать файл?
Теперь в классе FileWorker создадим метод для чтения файла, также статический:
Также если файла нет то метод выкинет Exception.
Для проверки на существование файла создадим метод, так как нам еще потребуется эта проверка в следующих методах:
Теперь проверим его:
В первом случае когда файл не существует мы получим это:
Во втором случае, мы получим содержимое файла в виде строки. (для этого закомментируйте первый случай)
3. Как обновить файл?
Как такого Update для файлов нет, но способ обновить его есть, для этого можно его перезаписать.
Давайте создадим метод update в классе FileWorker:
Тут мы считываем старый файл в StringBuilder после чего добавляем к нему новый текст и записываем опять. Обратите внимание что для этого мы используем наши методы.
В результате обновления файла:
4. Как удалить файл?
В тот же наш утилитный класс FileWorker добавим метод delete, он будет очень простым так как у объекта File уже есть метод delete():
Читайте также: