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阶段五：IO 流与文件操作 —— 核心知识点总纲

本阶段涵盖：File 文件操作与 IO 流入门、IO 缓冲流与字符流、转换流与对象序列化 细分文档：按日细分/20260806-笔记.md、按日细分/20260807-笔记.md、按日细分/20260808-笔记.md（转换流/序列化部分） 学生需要重点理解、背诵、掌握的理论核心知识点。

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一、File 文件操作类（对应 08-06）

概念

File 是文件和目录路径名的抽象表示——不一定是真实存在的文件，只是一个路径名。File 只描述路径、不做真正的读写（真正读写用 IO 流）。

三种构造方法

new File(String pathname)
new File(String parent, String child)
new File(File parent, String child)

路径概念

• 分隔符：Windows \；Linux/UNIX /
• 绝对路径：从盘符/根目录开始（快递地址）；相对路径：相对某位置（前后左右）

常用方法（必背）

分类	方法
创建	createNewFile()（抛 IOException）/ mkdir() / mkdirs()（多级）
删除	delete()
判断	isFile() / isDirectory() / exists()
获取	getAbsolutePath() / getPath() / getName() / listFiles()（File[] 数组）

二、IO 流基础概念（对应 08-06）

分类（两个维度必背）

维度	类别
按数据流向	输入流（读）、输出流（写）
按数据类型	字节流（byte）、字符流（char）

使用场景推荐（必背）

• 纯文本（.txt）：字符流（1 字符 = 2 字节）
• 其他任何文件（图片/视频/Word 等）：字节流
• 不确定类型：字节流

字节流两大抽象父类

• OutputStream / InputStream；子类名以父类名作后缀（FileOutputStream、FileInputStream）

三、字节流读写（对应 08-06）

FileOutputStream（输出）

使用三步：①创建流对象 ②调用写方法 ③关闭流

• 构造：(File) / (String) / (File, append) / (String, append)——append=true 追加否则覆盖
• 写方法：write(int b) / write(byte[] b) / write(byte[] b, off, len)
• 字符串写入前先 getBytes()
• 换行符：Linux \n；Windows \r\n；macOS \r

FileInputStream（输入）

使用三步：①创建流对象 ②调用读方法 ③关闭流

• 读方法：read() / read(byte[] b) / read(byte[] b, off, len)
• 关键返回值：read() 返回 -1 表示 EOF；read(byte[]) 返回本次有效长度

经典循环读写法（必背）：

FileInputStream fis = new FileInputStream("E:/我的文件.txt");
byte[] bytes = new byte[1024];
int length;
while ((length = fis.read(bytes)) != -1) {
    System.out.println(new String(bytes, 0, length, Charset.forName("UTF-8")));
}
fis.close();

用 try-catch-finally 关闭资源，finally 保证 close()。

文件复制（输入 + 输出配合）

byte[] bytes = new byte[4096];       // 缓冲区思想：一次读/写一批
int length;
while ((length = fis.read(bytes)) != -1) {
    fos.write(bytes, 0, length);     // 只写本次有效字节
}
fos.close();  // 先关输出流，再关输入流
fis.close();

缓冲区越大、磁盘 I/O 越少、效率越高。耗时统计用 System.currentTimeMillis()。

四、缓冲流与字符流（对应 08-07）

1. 面向接口编程（CopyFile 接口）

接口定义复制规范，多种实现（普通字节流 vs 缓冲流），调用方只依赖接口——多态可随时替换。

2. 字节缓冲流（必背）

• BufferedOutputStream / BufferedInputStream：包装流/装饰流，给底层字节流加缓冲
• 减少磁盘 I/O 次数，显著提升效率；默认缓冲区 8192 字节（8KB）
• 构造参数是底层流：new BufferedOutputStream(fos)

3. 基础流 vs 扩展流（必背）

• 基础流（FileInputStream/FileOutputStream）直接操作文件——数据源头与终点
• 扩展流（缓冲流）不直接操作文件，用来操作基础流——叠加增强能力

包装流程：先建文件流 → 缓冲流包装 → 操作缓冲流 → 关闭（先关缓冲再关底层）

4. flush() 刷新（必背）

缓冲流默认缓冲区满了才落盘；flush() 手动强制刷新。

close() 之前会自动 flush 一次；flush 用于"不关闭流但需及时看到数据"。

5. 字符流（必背）

字符流 = 字节流 + 字符集编码表——解决字节流操作中文不方便的问题。

字符集： ASCII / GB-2312 / GBK / Unicode(UTF-8)

• 编码：字符串.getBytes()（字符串 → 字节）
• 解码：new String(byte[])（字节 → 字符串）

字符流体系：

Reader（输入字符流抽象类）→ FileReader
Writer（输出字符流抽象类）→ FileWriter

字符流核心优势（必背）：

• 可直接 write(String) 写字符串，无需 getBytes()——操作中文方便
• 自带缓冲区，写后需 flush()
• read() 返回 -1 表示 EOF；read(char[]) 返回有效字符数
• 构造可指定字符集（Charset）解决乱码

6. 字符缓冲流（必背）

流	特有方法	说明
BufferedWriter	newLine()	写跨平台行分隔符
BufferedReader	readLine()	读一行（不含终止符），EOF 返回 null

经典逐行读（必背）：

BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("D:/scores.txt"));
String line;
while ((line = br.readLine()) != null) { ... }
br.close();

7. IO 流体系总览（必背）

基础流：
    字节流：InputStream → FileInputStream / OutputStream → FileOutputStream
    字符流：Reader → FileReader / Writer → FileWriter
处理流（扩展流）- 缓冲流：
    缓冲字节流：BufferedInputStream / BufferedOutputStream
    缓冲字符流：BufferedReader / BufferedWriter

选型口诀：不确定用字节流；纯文本用字符流；要效率加缓冲流。

五、转换流与对象序列化（对应 08-08）

1. 转换流（字符集转码必背）

乱码根源：同一字节在不同字符集含义不同——用 A 编码、用 B 解码就乱码。 模型：字符 --编码--> 字节 --解码--> 字符

桥梁	父类	方向	动作
InputStreamReader	Reader	字节 → 字符	解码
OutputStreamWriter	Writer	字符 → 字节	编码

new InputStreamReader(new FileInputStream("D:/abc.txt"), "UTF-8");   // 读端指定源编码
new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("D:/hello.txt"), "GBK"); // 写端指定目标编码

2. 对象序列化（必背）

对象持久化：把内存对象保存到磁盘 / 网络传输——本质是把对象变成字节序列（含类型、数据、属性）。

序列化：对象 --ObjectOutputStream.writeObject()--> 字节序列 --> 文件
反序列化：文件 --ObjectInputStream.readObject()--> 字节序列 --> 内存重构对象

• 必须实现 Serializable 接口（标记接口：无方法无属性，仅作"可序列化"标识）
• readObject() 返回 Object，需强转；抛 ClassNotFoundException

3. serialVersionUID（必背）

• 序列化后修改类结构（增删属性），再反序列化抛 InvalidClassException
• 解决：显式声明 private static final long serialVersionUID = 42L;
• 作用：①验证版本一致性 ②未声明时 JVM 按类结构自动生成 ③类结构变 → 版本号变 → 报错
• 最佳实践：实现 Serializable 的类都显式声明（值无所谓，两端一致即可）

4. transient（必背）

transient 修饰的成员不参与序列化，反序列化为默认值（引用 null）。

5. 序列化 6 条注意事项（必背）

1. 静态属性不序列化（属于类，不属于对象）
2. transient 属性不序列化
3. 父类实现 Serializable → 子类自动可序列化
4. 反序列化不调用构造方法
5. 引用链上所有对象必须可序列化（否则 NotSerializableException）
6. 单例对象需重写 readResolve()

6. IO 流体系总结（必背）

基础流：字节流（FileInputStream/FileOutputStream）、字符流（FileReader/FileWriter）
处理流：缓冲流（BufferedInputStream/OutputStream、BufferedReader/Writer）
        转换流（InputStreamReader 解码 / OutputStreamWriter 编码）
        对象流（ObjectOutputStream 序列化 / ObjectInputStream 反序列化）

• 四个通用方法：write / read / flush / close
• 特殊方法：readLine/newLine（缓冲字符流）、writeObject/readObject（对象流）
• 特殊属性：serialVersionUID；特殊关键字：transient

本阶段必须背诵的核心口诀

1. File 只管路径，不真正读写；读写用 IO 流
2. IO 流三步走：创建 → 读写 → 关闭
3. 纯文本字符流、其他字节流、不确定用字节流
4. read() 返回 -1 = EOF；read(byte[]) 返回有效长度
5. 文件复制 = 输入流读 + 输出流写 + 缓冲区循环
6. 缓冲流 = 包装流，减少磁盘 I/O；基础流直接操作文件
7. 字符流可直接 write(String)，自带缓冲区要 flush
8. readLine() 一次读一行、EOF 返回 null；newLine() 跨平台换行
9. 转换流：Input 解码（字节→字符）、Output 编码（字符→字节）
10. 序列化必须实现 Serializable；serialVersionUID 防类结构变化报错；transient 跳过序列化
11. 流用完必须 close()（先关外层再关底层），finally 或 try-with-resources 保证