Java中的檔案操作

Java是一種廣泛應用於網頁、手機應用、物聯網等各種領域的程式語言，它擁有優秀的跨平台特性和強大的文件操作能力。本文將著重介紹Java中的文件操作。

檔案操作是指對檔案進行讀取、寫入、建立、刪除等相關操作。 Java中檔案的操作主要透過Java IO函式庫來實現，Java IO函式庫可以分為NIO和IO兩種，以下將詳細介紹這兩種函式庫的使用方式。

一、IO庫

IO庫是在Java 1.0版本中引入的，它是一組用於實現輸入輸出操作的類別庫，提供了各種流（Stream）操作，我們可以透過流的方式讀取或寫入檔案。 IO函式庫的程式設計思路是面向位元組流（以byte為單位），也即是對於任何類型的數據，它都只能讀寫位元組資料。

1. 檔案操作

Java IO庫中的File類別代表檔案系統中的檔案或目錄。我們可以透過File類別進行檔案的相關操作，例如建立、刪除、重新命名檔案等。

1.1 建立檔案或目錄

對應於檔案系統中的新檔案或新目錄操作，我們可以使用File類別中的createNewFile()和mkdir()或mkdirs()方法來創建文件或目錄。

• createNewFile()方法： 建立新文件，如果文件存在則不執行任何操作，並傳回false。

下面的程式碼範例建立了一個名為「test.txt」檔案：

File file = new File("test.txt");
boolean result = file.createNewFile();  
System.out.println(result);

• mkdir()方法： 建立單層目錄，如果目錄已經存在，則不做任何動作。

下面的程式碼範例建立了一個名為「example」的目錄：

File file = new File("example");
boolean result = file.mkdir();  
System.out.println(result);

#• mkdirs()方法： 建立多層目錄，如果目錄已經存在則不做任何動作。

下面的程式碼範例建立了一個名為「example/child」的目錄：

File file = new File("example/child");
boolean result = file.mkdirs();
System.out.println(result);

1.2 刪除檔案或目錄

對應於檔案系統中的刪除檔案或刪除目錄操作，我們可以使用File類別中的delete()方法刪除檔案或目錄。

下面的程式碼範例刪除了檔案「test.txt」：

File file = new File("test.txt");
boolean result = file.delete();
System.out.println(result);

1.3 重新命名檔案或目錄

對應於檔案系統中的重新命名檔案或目錄操作，我們可以使用File類別中的renameTo()方法。

下面的程式碼範例將「test.txt」重新命名為「test1.txt」：

File file = new File("test.txt");
File newFile = new File("test1.txt");
boolean result = file.renameTo(newFile); 
System.out.println(result);

2. 檔案讀寫

Java IO庫提供了豐富的位元組流和字元流類，用於進行文件的讀寫操作。

2.1 位元組流

位元組流以位元組為單位操作數據，常見的位元組流有FileInputStream、FileOutputStream、BufferedInputStream和BufferedOutputStream。

• FileInputStream

FileInputStream是InputStream的子類，它用於將輸入的資料轉換成位元組流並且讀取檔案內容。我們可以使用FileInputStream類別的建構子來建立檔案輸入流物件。

下面的程式碼範例實作了使用FileInputStream讀取檔案中的內容：

FileInputStream fis = new FileInputStream("test.txt");
int data;
while ((data = fis.read()) != -1) {
   System.out.print((char) data);
}
fis.close();

• FileOutputStream

FileOutputStream是OutputStream的子類，它用於將輸出的數據轉換成位元組流並寫入文件中。我們可以使用FileOutputStream類別的建構子來建立檔案輸出流物件。

下面的程式碼範例實作了使用FileOutputStream將字串寫入檔案：

String text = "Hello World!";
byte[] bytes = text.getBytes();
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("test.txt");
fos.write(bytes);
fos.close();

2.2 字元流

字元流以字元為單位操作數據，常見的字元流有FileReader、FileWriter、BufferedReader和BufferedWriter。

• FileReader

FileReader是Reader的子類，它用來讀取檔案的字元流。我們可以使用FileReader類別的建構子來建立檔案輸入流物件。

下面的程式碼範例實作了使用FileReader讀取檔案中的內容：

FileReader fr = new FileReader("test.txt");
int data;
while ((data = fr.read()) != -1) {
   System.out.print((char) data);
}
fr.close();

• FileWriter

FileWriter是Writer的子類，它用於將字串寫入文件中。我們可以使用FileWriter類別的建構子來建立檔案輸出流物件。

下面的程式碼範例實作了使用FileWriter將字串寫入檔案：

String text = "Hello World!";
FileWriter fw = new FileWriter("test.txt");
fw.write(text);
fw.close();

二、NIO函式庫

NIO函式庫（New Input/Output）是在Java 1.4版本中引入的，它是Java IO庫的進一步封裝，提供更靈活和高效的操作方式，支援非阻塞IO操作，支援同時讀寫操作。相對於IO函式庫，NIO函式庫的程式設計思路是面向快取區（ByteBuffer）。

1. 檔案操作

NIO庫中的檔案操作和IO庫相似，同樣使用File類別進行檔案的相關操作。 NIO庫相比於IO庫更有效率，因此在處理大型檔案時更為適用。

1.1 建立檔案或目錄

對應於檔案系統中的新檔案或新目錄操作，我們可以使用File類別中的createNewFile()和mkdir()或mkdirs()方法來創建文件或目錄，操作方式同IO庫。

1.2 刪除檔案或目錄

對應於檔案系統中的刪除檔案或刪除目錄操作，我們可以使用File類別中的delete()方法刪除檔案或目錄，操作方式同IO庫。

1.3 重新命名檔案或目錄

對應於檔案系統中的重新命名檔案或目錄操作，我們可以使用File類別中的renameTo()方法，操作方式同IO庫。

2. 文件读写

同样的，NIO库也提供了丰富的字节流和字符流类，用于进行文件的读写操作。

2.1 字节流

NIO库中的字节流类主要是基于通道和缓冲区(Buffer)的操作方式，常见的字节流类有FileChannel和ByteBuffer。

• FileChannel

FileChannel用于读写文件数据，它通常与ByteBuffer配合使用。我们可以使用FileChannel的open()方法创建文件通道。

下面的代码示例实现了使用FileChannel读取文件中的内容：

File file = new File("test.txt");
RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(file, "rw");
FileChannel fc = raf.getChannel();
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
int data;
while ((data = fc.read(buffer)) != -1) {
   buffer.flip();
   while (buffer.hasRemaining()) {
      System.out.print((char) buffer.get());
   }
   buffer.clear();
}
fc.close();
raf.close();

• ByteBuffer

ByteBuffer提供了缓冲区，可用于读写文件数据。我们可以使用ByteBuffer的allocate()方法创建缓冲区。

下面的代码示例实现了使用ByteBuffer将字符串写入文件：

File file = new File("test.txt");
RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(file, "rw");
FileChannel fc = raf.getChannel();
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
String text = "Hello World!";
buffer.put(text.getBytes());
buffer.flip();
fc.write(buffer);
fc.close();
raf.close();

2.2 字符流

NIO库中的字符流类主要是基于通道和缓冲区(Buffer)的操作方式，常见的字符流类有FileChannel、Charset和CharBuffer。

• FileChannel与ByteBuffer

它的操作方式同字节流，只是在使用ByteBuffer的时候需要设置编码方式，如下：

File file = new File("test.txt");
RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(file, "rw");
FileChannel fc = raf.getChannel();
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
buffer.put("Hello World!".getBytes("UTF-8"));
buffer.flip();
CharBuffer charBuffer = Charset.forName("UTF-8").decode(buffer);
System.out.println(charBuffer.toString());
fc.close();
raf.close();

这段代码利用ByteBuffer将字符串写入文件，再将其通过Charset进行解码，创建Java字符串并输出。

• CharBuffer

CharBuffer同ByteBuffer类似，提供了缓冲区，可用于读写文件数据。其用法同ByteBuffer。

File file = new File("test.txt");
RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(file, "rw");
FileChannel fc = raf.getChannel();
CharBuffer buffer = CharBuffer.allocate(1024);
String text = "Hello World!";
buffer.put(text);
buffer.flip();
fc.write(Charset.forName("UTF-8").encode(buffer));
fc.close();
raf.close();

这段代码利用CharBuffer将字符串写入文件。

总结

Java IO库和NIO库各有优缺点，IO库操作简单而且容易理解，但是在处理大文件时效率较低；而NIO库操作稍微复杂，但是在处理大文件时更为高效。开发者可以根据自己实际需求选择合适的库进行文件操作。

以上是Java中的檔案操作的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！