File 对象介绍

在计算机系统中，文件是非常重要的存储方式。Java 的标准库 java.io 提供了 File 对象来操作文件和目录。

File 对象概述

File 对象既可以表示文件，也可以表示目录。特别要注意的是，构造一个 File 对象，即使传入的文件路径或目录路径不存在，代码也不会出错，因为构造一个 File 对象，并不会导致任何磁盘操作。只有当我们调用 File 对象的某些方法的时候，才真正进行磁盘操作（所以也要处理一些必检异常：IOException）。

File 对象的构造方法

• File(String pathname) ：通过给定的路径名字符串，来创建新的 File 实例。
• File(String parent, String child) ：从父路径名字符串和子路径名字符串，创建新的 File 实例。
• File(File parent, String child) ：根据 File 类路径名和子路径名字符串，创建新的 File 实例。

不管是哪个构造方法，要构造一个 File 对象，都需要传入文件路径：

import java.io.File;

public class IODemo1File {
  public static void main(String[] args) {
    File f = new File("C:\\Windows\\notepad.exe");
    System.out.println(f);    //C:\Windows\notepad.exe
  }
}

构造 File 对象的时候，可以传入相对路径和绝对路径：

• 绝对路径是以根目录开头的完整路径，例如 C:\\Windows\\notepad.exe
• 如果是相对路径，则是相对当前目录的，也就是当前路径 + 相对路径就是 File 对象的绝对路径。

// 假设当前目录是C:\Docs
File f1 = new File("sub\\javac"); // 绝对路径是C:\Docs\sub\javac
File f3 = new File(".\\sub\\javac"); // 绝对路径是C:\Docs\sub\javac
File f3 = new File("..\\sub\\javac"); // 绝对路径是C:\sub\javac

File 对象也提供了以下方法来返回路径：

• String getPath()，返回构造方法传入的路径
• String getName() ：返回由此 File 表示的文件或目录的名称。
• File getAbsolutePath()，返回绝对路径
• String getCanonicalPath，它和绝对路径类似，但是返回的是规范路径

演示如下：

    // show File's method about path
    File f3 = new File("..");
    System.out.println(f3.getPath());
    System.out.println(f3.getAbsoluteFile());
    System.out.println(f3.getCanonicalPath());

$ pwd
D:\Projects\LearnJava\01.JavaSE\11.IO

> java IODemo1File  
..
D:\Projects\LearnJava\01.JavaSE\11.IO\..
D:\Projects\LearnJava\01.JavaSE

绝对路径可以表示成 C:\Windows\System32\..\notepad.exe，而规范路径就是把 . 和 .. 转换成标准的绝对路径后的路径：C:\Windows\notepad.exe。

分隔符

不同操作系统的分隔符是不同的。File 对象提供了不少成员变量，用来表示当前平台的分隔符。

File.separator 用来分割一个路径中的多个连续目录，在 UNIX 中表示为“/”,在 Windows 中表示为”\”。

static String separator 与系统有关的默认名称分隔符，String类型
static char separatorChar 与系统有关的默认名称分隔符，字符类型
System.out.println(File.separator); // print "\" or "/"

由于 Windows 平台使用 \ 作为路径分隔符，因此需要转义，用 \\ 表示一个 \。

File.pathSeparator 用来分割多个路径。当表示多个路径的时候，每个路径之间用分隔符分开，例如 windows 的环境变量，多个路径之间使用分号分隔开的。

static String pathSeparator 与系统有关的路径分隔符，String类型
static char pathSeparatorChar 与系统有关的路径分隔符，char类型

其实字符串类型的分隔符，就是 char 转换的，其源码为：

//File.java
public static final String separator = "" + separatorChar;

所以， 我们在写路径的时候，最好不写死分隔符（不直接写 斜杠 或者 反斜杠），可以获取分割符后拼接：

"C:" + File.separator + "develop" + File.separator + "a"+ File.separator + "a.txt"

获取文件的信息

File 对象提供了一些方法，可以获取文件信息

• isFile()，判断该 File 对象是否是一个已存在的文件
• isDirectory()，判断该 File 对象是否是一个已存在的目录
• boolean canRead()：是否可读
• boolean canWrite()：是否可写
• boolean canExecute()：是否可执行。对目录而言，是否可执行表示能否列出它包含的文件和子目录。
• long length()：文件字节大小

    File f1 = new File("C:\\Windows");
    File f2 = new File("C:\\Windows\\notepad.exe");
    File f3 = new File("C:\\Windows\\nothing"); // 一个不存在的目录

    System.out.println(f1.isFile());
    System.out.println(f1.isDirectory());
    System.out.println(f1.canRead());
    System.out.println(f1.canWrite());
    System.out.println(f1.canExecute());
    System.out.println(f1.length());

  
    System.out.println(f2.isFile());
    System.out.println(f2.isDirectory());
    System.out.println(f2.canRead());
    System.out.println(f2.canWrite());
    System.out.println(f2.canExecute());
    System.out.println(f2.length());

  
    System.out.println(f3.isFile());
    System.out.println(f3.isDirectory());
    System.out.println(f3.canRead());
    System.out.println(f3.canWrite());
    System.out.println(f3.canExecute());
    System.out.println(f3.length());

运行结果

$ javac IODemo2File.java -encoding utf8
$ java IODemo2File
false
true
true
true
true
24576


true
false
true
true
true
201216


false
false
false
false
false
0

创建和删除文件

当 File 对象表示一个文件时，可以通过 createNewFile() 创建一个新文件，用 delete() 删除该文件：

    File file = new File("HelloFile.txt");
    if(file.createNewFile()){
      System.out.println("Create File Success!");
    }

    if(file.delete()){
      System.out.println("Delete File Success!");
    }

有些时候，程序需要读写一些临时文件，File 对象提供了 createTempFile() 来创建一个临时文件，以及 deleteOnExit() 在 JVM 退出时自动删除该文件。

    File file2 = File.createTempFile("temp", ".txt"); //文件名+后缀名
    System.out.println(file2.isFile()); //true
    System.out.println(file2.getAbsolutePath());  //C:\Users\peterjxl\AppData\Local\Temp\temp7845722632772728214.txt
    file2.deleteOnExit();

创建和遍历目录

当 File 对象表示一个目录时，我们可以使用这些方法来操作目录：

• boolean mkdir()：创建当前 File 对象表示的目录；
• boolean mkdirs()：创建当前 File 对象表示的目录，并在必要时将不存在的父目录也创建出来；
• boolean delete()：删除当前 File 对象表示的目录，当前目录必须为空才能删除成功。
• String[] list() 和 listFiles() 列出目录下的文件和子目录名。但 File[] listFiles() 提供了一系列重载方法，可以过滤不想要的文件和目录。

我们来演示下：

    new File("./testMkdir").mkdir();
    new File("./testMkdir/aaa/bbb").mkdirs();

    new File("./testMkdir/aaa.txt").createNewFile();
    new File("./testMkdir/aaa/bbb/bbb.txt").createNewFile();
    new File("./testMkdir/aaa/bbb/B.java").createNewFile();

执行后，文件夹目录情况：

$ tree
11.IO
└── testMkdir
    ├── aaa
    │   └── bbb
    │       ├── B.java
    │       └── bbb.txt
    └── aaa.txt

使用 String[] list() 的输出：

    String[] strs = new File("./testMkdir").list();
    for (String string : strs) {
      System.out.println(string);
    }

aaa
aaa.txt

可以看到只打印了 aaa 目录和 aaa.txt，没有进入到 aaa 目录。

接下来我们试试 listFiles

    File[] files = new File("./testMkdir").listFiles();
    for (File f : files) {
      System.out.println(f);
    }

输出结果：

.\testMkdir\aaa
.\testMkdir\aaa.txt

如果我们加了个过滤器，只要 txt 结尾的文件：

    File[] files2 = new File("./testMkdir").listFiles(new FilenameFilter() {
      public boolean accept(File dir, String name){
        return name.endsWith(".txt");
      }
    });

    for (File f : files2) {
      System.out.println(f);
    }

输出结果：

.\testMkdir\aaa.txt

Path 对象

Java 标准库还提供了一个 Path 对象，它位于 java.nio.file 包。Path 对象和 File 对象类似，但操作更加简单，如果需要对目录进行复杂的拼接、遍历等操作，使用 Path 对象更方便。

import java.io.*;
import java.nio.file.*;
public class Main {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Path p1 = Paths.get(".", "project", "study"); // 构造一个Path对象
        System.out.println(p1);
        Path p2 = p1.toAbsolutePath(); // 转换为绝对路径
        System.out.println(p2);
        Path p3 = p2.normalize(); // 转换为规范路径
        System.out.println(p3);
        File f = p3.toFile(); // 转换为File对象
        System.out.println(f);
        for (Path p : Paths.get("..").toAbsolutePath()) { // 可以直接遍历Path
            System.out.println("  " + p);
        }
    }
}

小结

Java 标准库的 java.io.File 对象表示一个文件或者目录：

• 创建 File对象本身不涉及 IO 操作；
• 可以获取路径／绝对路径／规范路径：getPath()/getAbsolutePath()/getCanonicalPath()；
• 可以获取文件的相关信息：isFile()/isDirectory()/ canRead() /canWrite()/ canExecute() /length()
• 可以获取目录的文件和子目录：list()/listFiles()；
• 可以创建或删除文件和目录。createNewFile()/ delete()

需要注意的是，我们在使用流的时候，可能会发生错误，例如，文件不存在导致无法读取，没有写权限导致写入失败，等等，这些底层错误由 Java 虚拟机自动封装成 IOException 异常并抛出。因此，所有与 IO 操作相关的代码都必须正确处理 IOException（必检异常）