從File類開始，學習Java文件操作

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??今天我要給大家分享一些自己日常學習到的一些知識點，并以文字的形式跟大家一起交流，互相學習，一個人雖可以走的更快，但一群人可以走的更遠。

??我是一名后端開發愛好者，工作日常接觸到最多的就是Java語言啦，所以我都盡量抽業余時間把自己所學到所會的，通過文章的形式進行輸出，希望以這種方式幫助到更多的初學者或者想入門的小伙伴們，同時也能對自己的技術進行沉淀，加以復盤，查缺補漏。

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前言

??在Java開發中，文件IO操作是常見的操作之一，而文件操作的基礎就是File類。File類提供了一系列的方法來操作文件和文件夾，它是Java文件和目錄路徑名的抽象表示。

摘要

??在本文中，我們將會深入了解Java中的File類，探究它的應用場景、優缺點，并通過源代碼解析和實際案例來演示如何使用File類。

File類

簡介

在Java中，File類表示一個文件或者目錄的路徑。它提供了創建、刪除、查詢、修改文件和目錄的方法。

File類的構造方法有以下幾種：

File(String pathname)：通過給定的路徑名字符串創建一個新的File實例。
File(String parent, String child)：通過給定的父路徑和子路徑字符串創建一個新的File實例。
File(File parent, String child)：從給定的父抽象路徑名和子路徑名字符串創建一個新的File實例。

File類常用的方法包括：

exists()：測試此抽象路徑名表示的文件或目錄是否存在。
isDirectory()：測試此抽象路徑名表示的文件是否為目錄。
isFile()：測試此抽象路徑名表示的文件是否為標準文件。
createNewFile()：創建此抽象路徑名指定的新文件。
mkdir()：創建此抽象路徑名指定的目錄。
list()：返回一個字符串數組，命名由此抽象路徑名表示的目錄中的文件和目錄。
renameTo(File dest)：將此抽象路徑名表示的文件重命名為指定的路徑名。

源代碼解析

以下是File類的源代碼：

public class File implements Serializable, Comparable<File> {//字段private final String path;//構造方法public File(String pathname) {if (pathname == null) {throw new NullPointerException();}this.path = fs.normalize(pathname);}//方法public boolean exists() {SecurityManager security = System.getSecurityManager();if (security != null) {security.checkRead(path);}return ((fs.getBooleanAttributes(this) & FileSystem.BA_EXISTS) != 0);}public boolean isDirectory() {SecurityManager security = System.getSecurityManager();if (security != null) {security.checkRead(path);}return ((fs.getBooleanAttributes(this) & FileSystem.BA_DIRECTORY) != 0);}public boolean isFile() {SecurityManager security = System.getSecurityManager();if (security != null) {security.checkRead(path);}return ((fs.getBooleanAttributes(this) & FileSystem.BA_REGULAR) != 0);}//省略其他方法
}

??可以看出，File類的實現非常簡單，主要是對文件、目錄的一些基本操作。實現了Serializable、Comparable 接口。其中包含了一個字段path，表示文件路徑。構造方法用于初始化File對象，被傳入的參數pathname表示文件的路徑。方法中包含了exists()、isDirectory()、isFile()等用于判斷文件是否存在、是否是目錄、是否是文件的方法，并通過調用FileSystem類的方法獲取文件的屬性進行判斷。該代碼還省略了其他方法。

如下是部分源碼截圖：

在這里插入圖片描述

應用場景案例

下面通過一些具體案例，來演示File類的應用場景。

創建目錄

File dir = new File("mydir");
if(!dir.exists()) {dir.mkdir();
}

創建文件

File file = new File("myfile.txt");
if(!file.exists()) {file.createNewFile();
}

刪除文件

File file = new File("myfile.txt");
if(file.exists()) {file.delete();
}

File dir = new File("mydir");
if(dir.isDirectory()) {String[] files = dir.list();for(String fileName : files) {System.out.println(fileName);}
}

拓展：

??這段代碼的作用是遍歷名為"mydir"的文件夾中的所有文件，如果該文件夾存在且是文件夾類型，那么將文件夾中所有文件的文件名打印出來。

具體分析如下：

創建一個File對象dir，指定文件夾路徑為"mydir"。
調用isDirectory()方法判斷該File對象對應的路徑是否是一個文件夾，如果是則繼續執行。
調用list()方法獲取該文件夾中的所有文件名，保存到一個字符串數組中。
遍歷該字符串數組，對于每一個文件名，將其打印出來。

??注意：該代碼并不會輸出文件夾的名稱，只會輸出文件夾中的文件名。如果需要輸出文件夾名稱，可以將System.out.println(dir.getName())添加到代碼中。

public static void traverse(File file) {if(file.isFile()) {System.out.println(file.getPath());} else if(file.isDirectory()) {File[] files = file.listFiles();for(File f : files) {traverse(f);}}
}

拓展：

此代碼為遍歷文件系統中的所有文件和文件夾，并打印出所有文件的路徑。

定義了一個靜態方法 traverse()，傳入參數為 File 類型的文件對象 file。
判斷當前文件對象是否為文件，如果是文件，則打印出其路徑。
如果不是文件，則判斷其是否為文件夾，如果是文件夾，則獲取該文件夾下所有文件和子文件夾，然后遞歸調用 traverse() 方法，對每個文件或子文件夾進行遍歷操作。
當最底層的文件對象為文件時，執行步驟 2，打印出其路徑，然后返回上一級執行步驟 3，繼續遍歷其他文件或文件夾。直到遍歷完整個文件系統。

優缺點分析

優點

File類提供了豐富的文件和目錄操作方法，方便程序員進行文件IO操作。
File類的使用非常簡單，只要提供文件路徑或文件名即可創建文件對象。
File類的性能較好，適用于對大文件和目錄的操作。

缺點

File類在文件IO操作中對性能和內存的消耗較高，不適用于對大量的小文件的操作。
File類無法實現文件鎖定和并發操作，不適用于多線程環境下的文件操作。

類代碼方法介紹

以下是File類中比較重要的方法介紹：

exists()

public boolean exists()

測試此抽象路徑名表示的文件或目錄是否存在。

如果此抽象路徑名表示的文件或目錄存在，則返回 true；否則返回 false。

isDirectory()

public boolean isDirectory()

測試此抽象路徑名表示的文件是否為目錄。

如果此抽象路徑名表示的文件為目錄，則返回 true；否則返回 false。

isFile()

public boolean isFile()

測試此抽象路徑名表示的文件是否為標準文件。

如果此抽象路徑名表示的文件為標準文件，則返回 true；否則返回 false。

createNewFile()

public boolean createNewFile() throws IOException

創建此抽象路徑名指定的新文件。

如果文件已存在，則不創建文件，并返回 false；否則創建一個新文件，返回 true。

mkdir()

public boolean mkdir()

創建此抽象路徑名指定的目錄。

如果目錄已經存在，則不創建目錄，并返回 false；否則創建一個新目錄，返回 true。

list()

public String[] list()

返回一個字符串數組，命名由此抽象路徑名表示的目錄中的文件和目錄。

如果此抽象路徑名不表示一個目錄，則返回 null。

renameTo()

public boolean renameTo(File dest)

將此抽象路徑名表示的文件重命名為指定的路徑名。

如果重命名操作成功，則返回 true；否則返回 false。

測試用例

以下是一些測試用例：

測試目錄創建和刪除

public static void testDirectory() {//測試目錄創建File dir = new File("mydir");if(!dir.exists()) {dir.mkdir();}//測試目錄刪除if(dir.exists()) {dir.delete();}
}

拓展：

??這段代碼定義了一個靜態的方法testDirectory()，用于測試目錄的創建和刪除。具體分析如下：

創建File對象dir，指定了目錄名為"mydir"。
判斷目錄是否存在，如果不存在，則使用mkdir()方法創建目錄。
判斷目錄是否存在，如果存在，則使用delete()方法刪除目錄。

??總體來說，這段代碼主要是為了測試目錄創建和刪除的功能，如果目錄存在，則會刪除目錄，如果不存在，則會創建目錄。

測試文件創建和刪除

public static void testFile() throws Exception {//測試文件創建File file = new File("myfile.txt");if(!file.exists()) {file.createNewFile();}//測試文件刪除if(file.exists()) {file.delete();}
}

拓展：
??如上代碼定義了一個名為testFile的靜態方法，它可能會拋出異常。方法中有以下幾個步驟：

創建一個名為"myfile.txt"的File對象。
如果該文件不存在，則使用createNewFile()方法創建該文件。
如果該文件存在，則使用delete()方法刪除該文件。

??可以看出，該方法的主要作用是測試文件創建和刪除的功能。如果文件創建和刪除正常，代碼將不會拋出異常。否則，如果文件創建失敗或刪除失敗，將會拋出異常。

測試文件重命名

package com.example.javase.se.classes;import java.io.File;/*** @Author ms* @Date 2023-11-05 17:56*/
public class FileTest {public static void testRename() throws Exception {File oldFile = new File("test.txt");if (!oldFile.exists()) {oldFile.createNewFile();}File newFile = new File("newTest.txt");if (oldFile.exists() && !newFile.exists()) {oldFile.renameTo(newFile);}}public static void main(String[] args) throws Exception {testRename();}
}

測試結果

??根據如上測試用例，本地測試結果如下，僅供參考，你們也可以自行修改測試用例或者添加更多的測試數據或測試方法，進行熟練學習以此加深理解。

在這里插入圖片描述

測試代碼分析

??根據如上測試用例，在此我給大家進行深入詳細的解讀一下測試代碼，以便于更多的同學能夠理解并加深印象。

??這是一個簡單的文件操作示例，其中包括了文件的重命名操作。具體過程如下：

首先創建一個名為"test.txt"的文件對象 oldFile。
判斷該文件對象是否存在，如果不存在，則通過調用 createNewFile() 方法創建一個新文件。
創建一個名為"newTest.txt"的新文件對象 newFile，同時判斷 oldFile 是否存在且 newFile 不存在。如果成立，說明可以將 oldFile 重命名為 newFile。
調用 renameTo() 方法實現重命名操作。
在 main() 方法中調用 testRename() 方法即可執行文件重命名操作。

??需要注意的是，這里的文件重命名操作是基于文件對象的，需要在同一個目錄下操作。如果需要改變目錄，可以先將原文件復制到新目錄下，然后刪除原文件。