第 5 周：IO 流 + 文件持久化 + 项目收尾

本周目标

本周完成第一个能写进简历的 JavaSE 项目。完成后，应能够：

• 使用 File 类完成文件与目录的创建、判断、遍历和删除
• 使用字节流、字符流和缓冲流完成文件读写
• 处理字符编码问题，正确读写 UTF-8 文本
• 使用对象序列化保存和恢复集合数据
• 使用 Properties 读写配置文件
• 使用 try-with-resources 保证资源正确释放
• 把内存版系统升级为数据可持久化的完整项目

学习资料与范围

• 主课程：Java 零基础视频教程（上部）
• 视频范围：P171-末尾（File、字符流、缓冲流、对象读写、综合案例）

分 P 范围为参考区间，实际以课程章节标题为准。

需要掌握的知识点

File

• 相对路径与绝对路径、路径分隔符
• File 对象的创建，以及它只是路径表示而不是文件本身
• 创建文件、创建目录、删除文件和目录
• 判断文件是否存在、是否为目录、是否为文件
• 获取文件长度、名称、父路径和最后修改时间
• 遍历目录、按条件筛选文件、递归遍历子目录
• 删除目录失败的常见原因

字节流与字符流

• 输入流与输出流的区分
• InputStream、OutputStream 及其子类 FileInputStream、FileOutputStream
• Reader、Writer 及其子类 FileReader、FileWriter
• 字节流适合处理图片、音频等二进制数据
• 字符流适合处理文本，能按字符编码读写
• 一次读写一个字节/字符与一次读写一个数组的差异
• 文件不存在、路径错误、无写入权限时的异常表现

缓冲流与转换流

• BufferedInputStream、BufferedOutputStream、BufferedReader、BufferedWriter 的作用
• 缓冲流减少磁盘访问次数的原理
• readLine() 按行读取和 newLine() 换行
• InputStreamReader、OutputStreamWriter 指定字符编码
• 乱码产生的原因：读写编码不一致
• try-with-resources 的语法、执行流程和自动关闭条件
• flush() 与 close() 的区别

对象序列化与配置

• 序列化的作用：把对象保存为字节数据
• Serializable 接口和序列化版本号的作用
• ObjectOutputStream、ObjectInputStream 写入和读取对象
• 一次写入集合对象、一次读回集合对象的做法
• 反序列化失败、类型不匹配和 EOFException 的处理
• Properties 的加载、读取、设置和保存
• 使用配置文件保存数据文件路径、文件名等可变信息

项目工程化

• 包结构的划分：entity、dao、service、ui、util、exception
• 数据访问层与业务逻辑层的职责边界
• 程序启动时加载数据、退出时保存数据
• 用户输入的校验与异常提示
• 使用 README 说明项目功能、运行方式和数据存储格式
• 使用 Git 按功能拆分提交

必做练习

1. File 基础：创建一个数据目录和空的 students.txt，输出文件是否存在、长度和绝对路径。
2. 目录遍历：列出指定目录下的全部文件和子目录，只输出 .txt 文件。
3. 字节流复制：使用字节流复制一张图片，比较复制前后的文件大小。
4. 字符流读写：使用字符流向文本文件写入 5 行内容，再逐行读取并输出。
5. 乱码复现：分别用默认编码和指定编码读写同一个包含中文的文件，记录出现的乱码现象和修复方式。
6. 缓冲流效率：分别使用普通字符流和缓冲流写入 10000 行文本，记录耗时差异。
7. 按行处理：读取文件内容，统计总行数、总字符数和非空行数。
8. 对象序列化：把 ArrayList<Student> 写入文件，再读取回来，验证对象数量和属性一致。
9. 配置文件：使用 Properties 保存数据文件路径和系统名称，并在程序启动时读取。
10. 资源释放：分别使用 try...finally 和 try-with-resources 关闭流，说明后者的优势。
11. 异常排查：故意读取一个不存在的文件，记录异常类型和异常信息，并给出友好提示。

本周综合任务：学生信息管理系统 JavaSE 版

在内存版基础上加入文件持久化，完成一个可反复运行、数据不丢失的完整项目。这是阶段二的验收交付版本，也是第 6-9 周 Maven 化、Stream 重构和 mini 框架化改造的基础。

功能要求

• 控制台菜单：新增、删除、修改、按学号查询、按姓名查询、查看全部、成绩统计、退出
• 使用 Student 保存学号、姓名、性别、年龄、班级和三门课成绩
• 使用集合保存数据，使用 service 层完成业务规则和数据校验
• 学号唯一，重复学号给出明确提示
• 支持按总分排序输出，支持输出各科平均分和及格率

持久化要求

• 程序启动时自动从数据文件加载数据
• 每次新增、删除、修改后保存数据到文件
• 至少实现一种文本格式（如 CSV）读写，并用对象序列化再实现一种
• 数据文件路径可以通过配置文件修改
• 文件不存在时自动创建，不因首次运行而报错
• 读取到格式错误的行时跳过并给出提示，不中断程序

结构要求

• 按 entity、dao、service、ui、util、exception 分包
• dao 只负责数据读写，service 负责业务规则，ui 只负责交互
• 异常统一处理，用户输入错误不会导致程序直接结束
• 关键方法添加注释，变量和类名表达实际用途

交付要求

• 使用 Git 管理开发过程，按功能拆分提交
• 编写 README，包含项目介绍、功能列表、目录结构、运行方式和数据文件说明
• 整理功能测试记录，覆盖正常流程和边界情况

Git 提交要求

本周至少通过独立提交体现以下开发步骤：

• 建立项目包结构和实体类
• 完成内存版增删改查
• 完成文件读写工具类
• 完成数据加载和保存
• 完成按条件查询和成绩统计
• 完成异常处理和输入校验
• 完成 README 和测试记录整理

本周产出

• IO 流基础练习代码
• 学生信息管理系统 JavaSE 版完整源码
• 文本格式数据文件和对象序列化文件各一份
• 项目 README
• 功能测试与边界测试记录
• 一份 IO 流、序列化和异常处理笔记
• 一份 1-5 周问题清单（作为第 9 周阶段复盘的材料）

完成检查

• 能够使用 File 完成文件和目录操作
• 能够区分字节流和字符流的使用场景
• 能够使用缓冲流提高读写效率
• 能够定位并解决中文乱码问题
• 能够使用对象序列化保存和恢复集合数据
• 能够使用 try-with-resources 正确释放资源
• 项目启动时加载数据，修改后保存数据
• 项目按分层包结构组织，职责边界清晰
• 已通过 Git 完成分功能提交
• 已完成 README 和测试记录