【免费Java系列】大家好 ,今天是学习面向对象高级的第八天点赞收藏关注,持续更新作品 !

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day08-Map集合、Stream流、File类

一、Map集合

同学们，在前面几节课我们已经学习了Map集合的常用方法，以及遍历方式。

下面我们要学习的是Map接口下面的是三个实现类HashMap、LinkedHashMap、TreeMap。实际上这三个实现类并没有什么特有方法需要我们学习，它们的方法就是前面学习Map的方法。这里我们主要学习它们的底层原理。

1.1 HashMap

首先，我们学习HashMap集合的底层原理。前面我们学习过HashSet的底层原理，实际上HashMap底层原理和HashSet是一样的。为什么这么说呢？因为我们往HashSet集合中添加元素时，实际上是把元素作为添加添加到了HashMap集合中。

下面是Map集合的体系结构，HashMap集合的特点是由键决定的： 它的键是无序、不能重复，而且没有索引的。再各种Map集合中也是用得最多的一种集合。

刚才我们说，HashSet底层就是HashMap，我们可以看源码验证这一点，如下图所示，我们可以看到，创建HashSet集合时，底层帮你创建了HashMap集合；往HashSet集合中添加添加元素时，底层却是调用了Map集合的put方法把元素作为了键来存储。所以实际上根本没有什么HashSet集合，把HashMap的集合的值忽略不看就是HashSet集合。

HashSet的原理我们之前已经学过了，所以HashMap是一样的，底层是哈希表结构。

HashMap底层数据结构: 哈希表结构JDK8之前的哈希表 = 数组+链表JDK8之后的哈希表 = 数组+链表+红黑树哈希表是一种增删改查数据，性能相对都较好的数据结构往HashMap集合中键值对数据时，底层步骤如下第1步：当你第一次往HashMap集合中存储键值对时，底层会创建一个长度为16的数组第2步：把键然后将键和值封装成一个对象，叫做Entry对象第3步：再根据Entry对象的键计算hashCode值（和值无关）第4步：利用hashCode值和数组的长度做一个类似求余数的算法，会得到一个索引位置第5步：判断这个索引的位置是否为null，如果为null,就直接将这个Entry对象存储到这个索引位置如果不为null，则还需要进行第6步的判断第6步：继续调用equals方法判断两个对象键是否相同如果equals返回false，则以链表的形式往下挂如果equals方法true,则认为键重复，此时新的键值对会替换就的键值对。HashMap底层需要注意这几点：1.底层数组默认长度为16，如果数组中有超过12个位置已经存储了元素，则会对数组进行扩容2倍数组扩容的加载因子是0.75，意思是：16*0.75=12     2.数组的同一个索引位置有多个元素、并且在8个元素以内(包括8)，则以链表的形式存储JDK7版本：链表采用头插法（新元素往链表的头部添加）JDK8版本：链表采用尾插法（新元素我那个链表的尾部添加）3.数组的同一个索引位置有多个元素、并且超过了8个，则以红黑树形式存储

从HashMap底层存储键值对的过程中我们发现：决定键是否重复依赖与两个方法，一个是hashCode方法、一个是equals方法。有两个键计算得到的hashCode值相同，并且两个键使用equals比较为true，就认为键重复。

所以，往Map集合中存储自定义对象作为键，为了保证键的唯一性，我们应该重写hashCode方法和equals方法。

比如有如下案例：往HashMap集合中存储Student对象作为键，学生的家庭住址当做值。要求，当学生对象的姓名和年龄相同时就认为键重复。

public class Student implements Comparable<Student> {private String name;private int age;private double height;
// this  o@Overridepublic int compareTo(Student o) {return this.age - o.age; // 年龄升序排序}
@Overridepublic boolean equals(Object o) {if (this == o) return true;if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;Student student = (Student) o;return age == student.age && Double.compare(student.height, height) == 0 && Objects.equals(name, student.name);}
@Overridepublic int hashCode() {return Objects.hash(name, age, height);}
public Student() {}
public Student(String name, int age, double height) {this.name = name;this.age = age;this.height = height;}
//...get,set方法自己补全....
@Overridepublic String toString() {return "Student{" +"name='" + name + '\'' +", age=" + age +", height=" + height +'}';}
}

写一个测试类，在测试类中，创建HashMap集合，键是Student类型，值是Stirng类型

/*** 目标：掌握Map集合下的实现类：HashMap集合的底层原理。*/
public class Test1HashMap {public static void main(String[] args) {Map<Student, String> map = new HashMap<>();map.put(new Student("蜘蛛精", 25, 168.5), "盘丝洞");map.put(new Student("蜘蛛精", 25, 168.5), "水帘洞");map.put(new Student("至尊宝", 23, 163.5), "水帘洞");map.put(new Student("牛魔王", 28, 183.5), "牛头山");System.out.println(map);}
}

上面存储的键，有两个蜘蛛精，但是打印出只会有最后一个。

1.2 LinkedHashMap

学习完HashMap集合的特点，以及底层原理。接下来我们学习一下LinkedHashMap集合。

LinkedHashMap集合的特点也是由键决定的：有序的、不重复、无索引。

/*** 目标：掌握LinkedHashMap的底层原理。*/
public class Test2LinkedHashMap {public static void main(String[] args) {// Map<String, Integer> map = new HashMap<>();    //  按照键 无序，不重复，无索引。LinkedHashMap<String, Integer> map = new LinkedHashMap<>(); //  按照键 有序，不重复，无索引。map.put("手表", 100);map.put("手表", 220);map.put("手机", 2);map.put("Java", 2);map.put(null, null);System.out.println(map);}
}

运行上面代码发现，如果是LinedHashMap集合键存储和取出的顺序是一样的

如果是HashMap，键存储和取出的顺序是不一致的

LinkedHashMap的底层原理，和LinkedHashSet底层原理是一样的。底层多个一个双向链表来维护键的存储顺序。

取元素时，先取头节点元素，然后再依次取下一个几点，一直到尾结点。所以是有序的。

1.3 TreeMap

最后，我们再学习Map集合下面的另一个子类叫TreeMap。根据我们前面学习其他Map集合的经验，我们应该可以猜出TreeMap有什么特点。

TreeMap集合的特点也是由键决定的，默认按照键的升序排列，键不重复，也是无索引的。

TreeMap集合的底层原理和TreeSet也是一样的，底层都是红黑树实现的。所以可以对键进行排序。

比如往TreeMap集合中存储Student对象作为键，排序方法有两种。直接看代码吧

排序方式1：写一个Student类，让Student类实现Comparable接口

//第一步：先让Student类，实现Comparable接口
public class Student implements Comparable<Student>{private String name;private int age;private double height;//无参数构造方法public Student(){}//全参数构造方法public Student(String name, int age, double height){this.name=name;this.age=age;this.height=height;}//...get、set、toString()方法自己补上..//按照年龄进行比较，只需要在方法中让this.age和o.age相减就可以。/*原理：在往TreeSet集合中添加元素时，add方法底层会调用compareTo方法，根据该方法的结果是正数、负数、还是零，决定元素放在后面、前面还是不存。*/@Overridepublic int compareTo(Student o) {//this：表示将要添加进去的Student对象//o: 表示集合中已有的Student对象return this.age-o.age;}
}

排序方式2：在创建TreeMap集合时，直接传递Comparator比较器对象。

/*** 目标：掌握TreeMap集合的使用。*/
public class Test3TreeMap {public static void main(String[] args) {Map<Student, String> map = new TreeMap<>(new Comparator<Student>() {@Overridepublic int compare(Student o1, Student o2) {return Double.compare(o1.getHeight(), o2.getHeight());}});
//        Map<Student, String> map = new TreeMap<>(( o1,  o2) ->   Double.compare(o2.getHeight(), o1.getHeight()));map.put(new Student("蜘蛛精", 25, 168.5), "盘丝洞");map.put(new Student("蜘蛛精", 25, 168.5), "水帘洞");map.put(new Student("至尊宝", 23, 163.5), "水帘洞");map.put(new Student("牛魔王", 28, 183.5), "牛头山");System.out.println(map);}
}

这种方式都可以对TreeMap集合中的键排序。注意：只有TreeMap的键才能排序，HashMap键不能排序。

1.4 集合嵌套

各位同学，到现在为止我们把Map集合和Collection集合的都已经学习完了。但是在实际开发中可能还会存在一种特殊的用法。就是把一个集合当做元素，存储到另一个集合中去，我们把这种用法称之为集合嵌套。

下面通过一个案例给大家演示一下

案例分析

1.从需求中我们可以看到，有三个省份，每一个省份有多个城市我们可以用一个Map集合的键表示省份名称，而值表示省份有哪些城市
2.而又因为一个身份有多个城市，同一个省份的多个城市可以再用一个List集合来存储。所以Map集合的键是String类型，而指是List集合类型HashMap<String, List<String>> map = new HashMap<>();

代码如下

/*** 目标：理解集合的嵌套。* 江苏省 = "南京市","扬州市","苏州市“,"无锡市","常州市"* 湖北省 = "武汉市","孝感市","十堰市","宜昌市","鄂州市"* 河北省 = "石家庄市","唐山市", "邢台市", "保定市", "张家口市"*/
public class Test {public static void main(String[] args) {// 1、定义一个Map集合存储全部的省份信息，和其对应的城市信息。Map<String, List<String>> map = new HashMap<>();
List<String> cities1 = new ArrayList<>();Collections.addAll(cities1, "南京市","扬州市","苏州市" ,"无锡市","常州市");map.put("江苏省", cities1);
List<String> cities2 = new ArrayList<>();Collections.addAll(cities2, "武汉市","孝感市","十堰市","宜昌市","鄂州市");map.put("湖北省", cities2);
List<String> cities3 = new ArrayList<>();Collections.addAll(cities3, "石家庄市","唐山市", "邢台市", "保定市", "张家口市");map.put("河北省", cities3);System.out.println(map);
List<String> cities = map.get("湖北省");for (String city : cities) {System.out.println(city);}
map.forEach((p, c) -> {System.out.println(p + "----->" + c);});}
}

二、JDK8新特性（Stream流）

各位同学，接下来我们学习一个全新的知识，叫做Stream流（也叫Stream API）。它是从JDK8以后才有的一个新特性，是专业用于对集合或者数组进行便捷操作的。有多方便呢？我们用一个案例体验一下，然后再详细学习。

2.1 Stream流体验

案例需求：有一个List集合，元素有"张三丰","张无忌","周芷若","赵敏","张强"，找出姓张，且是3个字的名字，存入到一个新集合中去。

List<String> names = new ArrayList<>();
Collections.addAll(names, "张三丰","张无忌","周芷若","赵敏","张强");
System.out.println(names);

用传统方式来做，代码是这样的

// 找出姓张，且是3个字的名字，存入到一个新集合中去。
List<String> list = new ArrayList<>();
for (String name : names) {if(name.startsWith("张") && name.length() == 3){list.add(name);}
}
System.out.println(list);

用Stream流来做，代码是这样的（ps: 是不是想流水线一样，一句话就写完了）

List<String> list2 = names.stream().filter(s -> s.startsWith("张")).filter(a -> a.length()==3).collect(Collectors.toList());
System.out.println(list2);

先不用知道这里面每一句话是什么意思，具体每一句话的含义，待会再一步步学习。现在只是体验一下。

学习Stream流我们接下来，会按照下面的步骤来学习。

2.2 Stream流的创建

好，接下来我们正式来学习Stream流。先来学习如何创建Stream流、或者叫获取Stream流。

主要掌握下面四点：1、如何获取List集合的Stream流？2、如何获取Set集合的Stream流？3、如何获取Map集合的Stream流？4、如何获取数组的Stream流？

直接上代码演示

/*** 目标：掌握Stream流的创建。*/
public class StreamTest2 {public static void main(String[] args) {// 1、如何获取List集合的Stream流？List<String> names = new ArrayList<>();Collections.addAll(names, "张三丰","张无忌","周芷若","赵敏","张强");Stream<String> stream = names.stream();
// 2、如何获取Set集合的Stream流？Set<String> set = new HashSet<>();Collections.addAll(set, "刘德华","张曼玉","蜘蛛精","马德","德玛西亚");Stream<String> stream1 = set.stream();stream1.filter(s -> s.contains("德")).forEach(s -> System.out.println(s));
// 3、如何获取Map集合的Stream流？Map<String, Double> map = new HashMap<>();map.put("古力娜扎", 172.3);map.put("迪丽热巴", 168.3);map.put("马尔扎哈", 166.3);map.put("卡尔扎巴", 168.3);
Set<String> keys = map.keySet();Stream<String> ks = keys.stream();
Collection<Double> values = map.values();Stream<Double> vs = values.stream();
Set<Map.Entry<String, Double>> entries = map.entrySet();Stream<Map.Entry<String, Double>> kvs = entries.stream();kvs.filter(e -> e.getKey().contains("巴")).forEach(e -> System.out.println(e.getKey()+ "-->" + e.getValue()));
// 4、如何获取数组的Stream流？String[] names2 = {"张翠山", "东方不败", "唐大山", "独孤求败"};Stream<String> s1 = Arrays.stream(names2);Stream<String> s2 = Stream.of(names2);}
}

2.3 Stream流中间方法

在上一节，我们学习了创建Stream流的方法。接下来我们再来学习，Stream流中间操作的方法。

中间方法指的是：调用完方法之后其结果是一个新的Stream流，于是可以继续调用方法，这样一来就可以支持链式编程（或者叫流式编程）。

话不多说，直接上代码演示

/*** 目标：掌握Stream流提供的常见中间方法。*/
public class StreamTest3 {public static void main(String[] args) {List<Double> scores = new ArrayList<>();Collections.addAll(scores, 88.5, 100.0, 60.0, 99.0, 9.5, 99.6, 25.0);// 需求1：找出成绩大于等于60分的数据，并升序后，再输出。scores.stream().filter(s -> s >= 60).sorted().forEach(s -> System.out.println(s));
List<Student> students = new ArrayList<>();Student s1 = new Student("蜘蛛精", 26, 172.5);Student s2 = new Student("蜘蛛精", 26, 172.5);Student s3 = new Student("紫霞", 23, 167.6);Student s4 = new Student("白晶晶", 25, 169.0);Student s5 = new Student("牛魔王", 35, 183.3);Student s6 = new Student("牛夫人", 34, 168.5);Collections.addAll(students, s1, s2, s3, s4, s5, s6);// 需求2：找出年龄大于等于23,且年龄小于等于30岁的学生，并按照年龄降序输出.students.stream().filter(s -> s.getAge() >= 23 && s.getAge() <= 30).sorted((o1, o2) -> o2.getAge() - o1.getAge()).forEach(s -> System.out.println(s));
// 需求3：取出身高最高的前3名学生，并输出。students.stream().sorted((o1, o2) -> Double.compare(o2.getHeight(), o1.getHeight())).limit(3).forEach(System.out::println);System.out.println("-----------------------------------------------");
// 需求4：取出身高倒数的2名学生，并输出。   s1 s2 s3 s4 s5 s6students.stream().sorted((o1, o2) -> Double.compare(o2.getHeight(), o1.getHeight())).skip(students.size() - 2).forEach(System.out::println);
// 需求5：找出身高超过168的学生叫什么名字，要求去除重复的名字，再输出。students.stream().filter(s -> s.getHeight() > 168).map(Student::getName).distinct().forEach(System.out::println);
// distinct去重复，自定义类型的对象（希望内容一样就认为重复，重写hashCode,equals）students.stream().filter(s -> s.getHeight() > 168).distinct().forEach(System.out::println);
Stream<String> st1 = Stream.of("张三", "李四");Stream<String> st2 = Stream.of("张三2", "李四2", "王五");Stream<String> allSt = Stream.concat(st1, st2);allSt.forEach(System.out::println);}
}

2.5 Stream流终结方法

最后，我们再学习Stream流的终结方法。这些方法的特点是，调用完方法之后，其结果就不再是Stream流了，所以不支持链式编程。

我列举了下面的几个终结方法，接下来用几个案例来一个一个给同学们演示。

话不多说，直接上代码

/*** 目标：Stream流的终结方法*/
public class StreamTest4 {public static void main(String[] args) {List<Student> students = new ArrayList<>();Student s1 = new Student("蜘蛛精", 26, 172.5);Student s2 = new Student("蜘蛛精", 26, 172.5);Student s3 = new Student("紫霞", 23, 167.6);Student s4 = new Student("白晶晶", 25, 169.0);Student s5 = new Student("牛魔王", 35, 183.3);Student s6 = new Student("牛夫人", 34, 168.5);Collections.addAll(students, s1, s2, s3, s4, s5, s6);// 需求1：请计算出身高超过168的学生有几人。long size = students.stream().filter(s -> s.getHeight() > 168).count();System.out.println(size);
// 需求2：请找出身高最高的学生对象，并输出。Student s = students.stream().max((o1, o2) -> Double.compare(o1.getHeight(), o2.getHeight())).get();System.out.println(s);
// 需求3：请找出身高最矮的学生对象，并输出。Student ss = students.stream().min((o1, o2) -> Double.compare(o1.getHeight(), o2.getHeight())).get();System.out.println(ss);
// 需求4：请找出身高超过170的学生对象，并放到一个新集合中去返回。// 流只能收集一次。List<Student> students1 = students.stream().filter(a -> a.getHeight() > 170).collect(Collectors.toList());System.out.println(students1);
Set<Student> students2 = students.stream().filter(a -> a.getHeight() > 170).collect(Collectors.toSet());System.out.println(students2);
// 需求5：请找出身高超过170的学生对象，并把学生对象的名字和身高，存入到一个Map集合返回。Map<String, Double> map =students.stream().filter(a -> a.getHeight() > 170).distinct().collect(Collectors.toMap(a -> a.getName(), a -> a.getHeight()));System.out.println(map);
// Object[] arr = students.stream().filter(a -> a.getHeight() > 170).toArray();Student[] arr = students.stream().filter(a -> a.getHeight() > 170).toArray(len -> new Student[len]);System.out.println(Arrays.toString(arr));}
}

到这里，关于Stream流的操常见操作我们就已经学习完了。当然Stream流还有一些其他的方法，同学们遇到了也可以自己再研究一下。

三、File类

接下来，我们要学习的知识是一个File类。但是在讲这个知识点之前，我想先和同学们聊点别的，聊完之后再回过来学习File你会更容易理解一些。

先问大家一个问题，目前你写代码时存储数据，可以用哪些方案?

答案如下图所示：可以是变量、可以是数组、可以是对象、可以是集合，但是这些数据都是存储在内存中的，只要程序执行结束，或者断点了，数据就消失了。不能永久存储。

有些数据要长久保存，该怎么办呢？

答案如下图所示：可以将数据以文件的形式存在硬盘里，即使程序结束了，断点了只要硬盘没坏，数据就永久存在。

而现在要学习的File类，它的就用来表示当前系统下的文件（也可以是文件夹），通过File类提供的方法可以获取文件大小、判断文件是否存在、创建文件、创建文件夹等。

但是需要我们注意：File对象只能对文件进行操作，不能操作文件中的内容。

3.1 File对象的创建

学习File类和其他类一样，第一步是创建File类的对象。想要创建对象，我们得看File类有哪些构造方法。

下面我们演示一下，File类创建对象的代码

需求我们注意的是：路径中"\"要写成"\\"， 路径中"/"可以直接用
/*** 目标：掌握File创建对象，代表具体文件的方案。*/
public class FileTest1 {public static void main(String[] args) {// 1、创建一个File对象，指代某个具体的文件。// 路径分隔符// File f1 = new File("D:/resource/ab.txt");// File f1 = new File("D:\\resource\\ab.txt");File f1 = new File("D:" + File.separator +"resource" + File.separator + "ab.txt");System.out.println(f1.length()); // 文件大小
File f2 = new File("D:/resource");System.out.println(f2.length());
// 注意：File对象可以指代一个不存在的文件路径File f3 = new File("D:/resource/aaaa.txt");System.out.println(f3.length());System.out.println(f3.exists()); // false
// 我现在要定位的文件是在模块中，应该怎么定位呢？// 绝对路径：带盘符的// File f4 = new File("D:\\code\\javasepromax\\file-io-app\\src\\itheima.txt");// 相对路径（重点）：不带盘符，默认是直接去工程下寻找文件的。File f4 = new File("file-io-app\\src\\itheima.txt");System.out.println(f4.length());}
}

3.2 File判断和获取方法

各位同学，刚才我们创建File对象的时候，会传递一个文件路径过来。但是File对象封装的路径是存在还是不存在，是文件还是文件夹其实是不清楚的。好在File类提供了方法可以帮我们做判断。

话不多少，直接上代码

/**目标：掌握File提供的判断文件类型、获取文件信息功能*/
public class FileTest2 {public static void main(String[] args) throws UnsupportedEncodingException {// 1.创建文件对象，指代某个文件File f1 = new File("D:/resource/ab.txt");//File f1 = new File("D:/resource/");
// 2、public boolean exists()：判断当前文件对象，对应的文件路径是否存在，存在返回true.System.out.println(f1.exists());
// 3、public boolean isFile() : 判断当前文件对象指代的是否是文件，是文件返回true，反之。System.out.println(f1.isFile());
// 4、public boolean isDirectory()  : 判断当前文件对象指代的是否是文件夹，是文件夹返回true，反之。System.out.println(f1.isDirectory());}
}

除了判断功能还有一些获取功能，看代码

File f1 = new File("D:/resource/ab.txt");

// 5.public String getName()：获取文件的名称（包含后缀）
System.out.println(f1.getName());

// 6.public long length()：获取文件的大小，返回字节个数
System.out.println(f1.length());

// 7.public long lastModified()：获取文件的最后修改时间。
long time = f1.lastModified();
SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy/MM/dd HH:mm:ss");
System.out.println(sdf.format(time));

// 8.public String getPath()：获取创建文件对象时，使用的路径
File f2 = new File("D:\\resource\\ab.txt");
File f3 = new File("file-io-app\\src\\itheima.txt");
System.out.println(f2.getPath());
System.out.println(f3.getPath());

// 9.public String getAbsolutePath()：获取绝对路径
System.out.println(f2.getAbsolutePath());
System.out.println(f3.getAbsolutePath());

3.3 创建和删除方法

刚才有同学问老师，我们不能不用Java代码创建一个文件或者文件夹呀？答案是有的，不光可以创建还可以删除。

File类提供了创建和删除文件的方法，话不多少，看代码。

/*** 目标：掌握File创建和删除文件相关的方法。*/
public class FileTest3 {public static void main(String[] args) throws Exception {// 1、public boolean createNewFile()：创建一个新文件（文件内容为空），创建成功返回true,反之。File f1 = new File("D:/resource/itheima2.txt");System.out.println(f1.createNewFile());
// 2、public boolean mkdir()：用于创建文件夹，注意：只能创建一级文件夹File f2 = new File("D:/resource/aaa");System.out.println(f2.mkdir());
// 3、public boolean mkdirs()：用于创建文件夹，注意：可以创建多级文件夹File f3 = new File("D:/resource/bbb/ccc/ddd/eee/fff/ggg");System.out.println(f3.mkdirs());
// 3、public boolean delete()：删除文件，或者空文件，注意：不能删除非空文件夹。System.out.println(f1.delete());System.out.println(f2.delete());File f4 = new File("D:/resource");System.out.println(f4.delete());}
}

需要注意的是：

1.mkdir(): 只能创建单级文件夹、
2.mkdirs(): 才能创建多级文件夹
3.delete(): 文件可以直接删除，但是文件夹只能删除空的文件夹，文件夹有内容删除不了。

3.4 遍历文件夹方法

有人说，想获取到一个文件夹中的内容，有没有方法呀？也是有的，下面我们就学习两个这样的方法。

话不多少上代码，演示一下

/*** 目标：掌握File提供的遍历文件夹的方法。*/
public class FileTest4 {public static void main(String[] args) {// 1、public String[] list()：获取当前目录下所有的"一级文件名称"到一个字符串数组中去返回。File f1 = new File("D:\\course\\待研发内容");String[] names = f1.list();for (String name : names) {System.out.println(name);}
// 2、public File[] listFiles():（重点）获取当前目录下所有的"一级文件对象"到一个文件对象数组中去返回（重点）File[] files = f1.listFiles();for (File file : files) {System.out.println(file.getAbsolutePath());}
File f = new File("D:/resource/aaa");File[] files1 = f.listFiles();System.out.println(Arrays.toString(files1));}
}

这里需要注意几个问题

1.当主调是文件时，或者路径不存在时，返回null
2.当主调是空文件夹时，返回一个长度为0的数组
3.当主调是一个有内容的文件夹时，将里面所有一级文件和文件夹路径放在File数组中，并把数组返回
4.当主调是一个文件夹，且里面有隐藏文件时，将里面所有文件和文件夹的路径放在FIle数组中，包含隐藏文件
5.当主调是一个文件夹，但是没有权限访问时，返回null

关于遍历文件夹的基本操作就学习完了。但是有同学如果想要获取文件夹中子文件夹的内容，那目前还做不到。但是学习下面了下面的递归知识就，很容易做到了。

四、递归

各位同学，为了获取文件夹中子文件夹的内容，我们就需要学习递归这个知识点。但是递归是什么意思，我们需要单独讲一下。学习完递归是什么，以及递归的执行流程之后，我们再回过头来用递归来找文件夹中子文件夹的内容。

4.1 递归算法引入

什么是递归？

递归是一种算法，从形式上来说，方法调用自己的形式称之为递归。
递归的形式：有直接递归、间接递归，如下面的代码。

/*** 目标：认识一下递归的形式。*/
public class RecursionTest1 {public static void main(String[] args) {test1();}
// 直接方法递归public static void test1(){System.out.println("----test1---");test1(); // 直接方法递归}
// 间接方法递归public static void test2(){System.out.println("---test2---");test3();}
public static void test3(){test2(); // 间接递归}
}

如果直接执行上面的代码，会进入死循环，最终导致栈内存溢出

以上只是用代码演示了一下，递归的形式。在下一节，在通过一个案例来给同学们讲一讲递归的执行流程。

4.2 递归算法的执行流程

为了弄清楚递归的执行流程，接下来我们通过一个案例来学习一下。

案例需求：计算n的阶乘，比如5的阶乘 = 1 * 2 * 3 * 4 * 5 ； 6 的阶乘 = 1 * 2 * 3 * 4 * 5 * 6

分析需求用递归该怎么做

假设f(n)表示n的阶乘，那么我们可以推导出下面的式子f(5) = 1+2+3+4+5f(5) = f(4)+5f(4) = f(3)+4f(3) = f(2)+3f(2) = f(1)+2f(1) = 1
总结规律：除了f(1) = 1; 出口其他的f(n) = f(n-1)+n

我们可以把f(n)当做一个方法，那么方法的写法如下

/*** 目标：掌握递归的应用，执行流程和算法思想。*/
public class RecursionTest2 {public static void main(String[] args) {System.out.println("5的阶乘是：" + f(5));}
//求n个数的阶乘public static int f(int n){// 终结点if(n == 1){return 1;}else {return f(n - 1) * n;}}
}

这个代码的执行流程，我们用内存图的形式来分析一下，该案例中递归调用的特点是：一层一层调用，再一层一层往回返。

4.3 递归文件搜索

学习完递归算法执行流程后，最后我们回过头来。再来看一下，如果使用递归来遍历文件夹。

案例需求：在D:\\判断下搜索QQ.exe这个文件，然后直接输出。

1.先调用文件夹的listFiles方法，获取文件夹的一级内容，得到一个数组
2.然后再遍历数组，获取数组中的File对象
3.因为File对象可能是文件也可能是文件夹，所以接下来就需要判断判断File对象如果是文件，就获取文件名，如果文件名是`QQ.exe`则打印，否则不打印判断File对象如果是文件夹，就递归执行1,2,3步骤
所以：把1，2,3步骤写成方法，递归调用即可。

代码如下：

/*** 目标：掌握文件搜索的实现。*/
public class RecursionTest3 {public static void main(String[] args) throws Exception {searchFile(new File("D:/") , "QQ.exe");}
/*** 去目录下搜索某个文件* @param dir  目录* @param fileName 要搜索的文件名称*/public static void searchFile(File dir, String fileName) throws Exception {// 1、把非法的情况都拦截住if(dir == null || !dir.exists() || dir.isFile()){return; // 代表无法搜索}
// 2、dir不是null,存在，一定是目录对象。// 获取当前目录下的全部一级文件对象。File[] files = dir.listFiles();
// 3、判断当前目录下是否存在一级文件对象，以及是否可以拿到一级文件对象。if(files != null && files.length > 0){// 4、遍历全部一级文件对象。for (File f : files) {// 5、判断文件是否是文件,还是文件夹if(f.isFile()){// 是文件，判断这个文件名是否是我们要找的if(f.getName().contains(fileName)){System.out.println("找到了：" + f.getAbsolutePath());Runtime runtime = Runtime.getRuntime();runtime.exec(f.getAbsolutePath());}}else {// 是文件夹，继续重复这个过程（递归）searchFile(f, fileName);}}}}
}

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