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Java IO 文件操作完整指南：File 類核心 API 與實戰技巧

編輯：Java 相關知識

File 類核心定位

java.io.File 代表文件/目錄路徑名的抽象表示，不包含文件內容。用於：創建、刪除、重命名、屬性獲取、目錄遍歷。讀寫內容需用流 (FileInputStream/FileReader 等)。

路徑相關方法


File file = new File("d:/data/test.txt");

file.getName();           // test.txt (文件名)
file.getPath();           // d:/data/test.txt (構造路徑)
file.getAbsolutePath();   // D:\data\test.txt (絕對路徑)
file.getParent();         // d:/data (父目錄)
file.getParentFile();     // File 對象
file.toPath();            // 轉為 Path (Java 7+ NIO.2)
file.toURI();             // file:///D:/data/test.txt

屬性檢測方法

方法	返回值	說明
exists()	boolean	文件/目錄是否存在
isFile()	boolean	是否為文件
isDirectory()	boolean	是否為目錄
isAbsolute()	boolean	是否為絕對路徑
canRead()	boolean	是否可讀
canWrite()	boolean	是否可寫
isHidden()	boolean	是否隱藏
length()	long	文件大小(字節)，目錄返回 0
lastModified()	long	最後修改時間(毫秒時間戳)

創建與刪除


// 創建文件 (不覆蓋已存在)
boolean created = file.createNewFile(); // 父目錄必須存在

// 創建目錄
file.mkdir();      // 單級目錄，父目錄必須存在
file.mkdirs();     // 多級目錄，自動創建父目錄

// 刪除
boolean deleted = file.delete(); // 刪除文件/空目錄，非空目錄失敗
// 刪除非空目錄需遞歸
public void deleteDir(File dir) {
    File[] files = dir.listFiles();
    if (files != null) {
        for (File f : files) {
            if (f.isDirectory()) deleteDir(f);
            else f.delete();
        }
    }
    dir.delete();
}

目錄遍歷與文件查找

1. 列出所有文件/子目錄


File dir = new File("D:/data");
File[] files = dir.listFiles(); // 返回 File[]，null 表示非目錄或 IO 錯誤

if (files != null) {
    for (File f : files) {
        System.out.println(f.getName() + (f.isDirectory() ? "/" : ""));
    }
}

2. 遞歸遍歷整棵目錄樹


public void walkTree(File root, String indent) {
    System.out.println(indent + root.getName() + (root.isDirectory() ? "/" : ""));
    if (root.isDirectory()) {
        File[] children = root.listFiles();
        if (children != null) {
            for (File child : children) {
                walkTree(child, indent + "  ");
            }
        }
    }
}
// 調用: walkTree(new File("D:/data"), "");

3. 文件過濾器


// FileFilter: 過濾 File 對象
File[] txtFiles = dir.listFiles(new FileFilter() {
    @Override public boolean accept(File pathname) {
        return pathname.getName().endsWith(".txt");
    }
});

// FilenameFilter: 過濾文件名 (目錄+名稱)
File[] noAFiles = dir.listFiles(new FilenameFilter() {
    @Override public boolean accept(File dir, String name) {
        return !name.endsWith("a");
    }
});

// Java 8 Lambda 簡寫
File[] jpgFiles = dir.listFiles(f -> f.getName().endsWith(".jpg"));
File[] bigFiles = dir.listFiles(f -> f.length() > 1024 * 1024); // > 1MB

4. Java 7+ NIO.2 Files.walk (推薦大目錄)


try (Stream<Path> stream = Files.walk(Paths.get("D:/data"))) {
    stream.filter(Files::isRegularFile)
          .filter(p -> p.toString().endsWith(".log"))
          .forEach(System.out::println);
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

臨時文件創建


// 默認臨時目錄創建
File tempFile = File.createTempFile("prefix", ".tmp"); 
// 指定目錄
File tempFile = File.createTempFile("prefix", ".tmp", new File("/custom/temp"));

// 退出時自動刪除
tempFile.deleteOnExit();

// 獲取系統臨時目錄
String tmpDir = System.getProperty("java.io.tmpdir");

文件重命名與移動


File src = new File("d:/a.txt");
File dest = new File("d:/b.txt");

// renameTo: 可跨目錄移動，目標存在則失敗 (平台相關)
boolean renamed = src.renameTo(dest);

// Java 7+ Files.move (功能更強)
Files.move(src.toPath(), dest.toPath(), 
    StandardCopyOption.REPLACE_EXISTING,  // 覆蓋
    StandardCopyOption.ATOMIC_MOVE);      // 原子移動 (同文件系統)

實戰工具類封裝


public class FileUtils {
    
    /** 獲取文件擴展名 */
    public static String getExtension(File file) {
        String name = file.getName();
        int idx = name.lastIndexOf('.');
        return idx > 0 ? name.substring(idx + 1) : "";
    }
    
    /** 獲取不帶擴展名的文件名 */
    public static String getBaseName(File file) {
        String name = file.getName();
        int idx = name.lastIndexOf('.');
        return idx > 0 ? name.substring(0, idx) : name;
    }
    
    /** 格式化文件大小 */
    public static String formatSize(long bytes) {
        if (bytes < 1024) return bytes + " B";
        int exp = (int) (Math.log(bytes) / Math.log(1024));
        String unit = "KMGTPE".charAt(exp - 1) + "B";
        return String.format("%.2f %s", bytes / Math.pow(1024, exp), unit);
    }
    
    /** 讀取文件所有行 (Java 8+) */
    public static List<String> readLines(File file) throws IOException {
        return Files.readAllLines(file.toPath(), StandardCharsets.UTF_8);
    }
    
    /** 寫入文件 (Java 7+) */
    public static void writeLines(File file, Collection<String> lines) throws IOException {
        Files.write(file.toPath(), lines, StandardCharsets.UTF_8, 
            StandardOpenOption.CREATE, StandardOpenOption.TRUNCATE_EXISTING);
    }
    
    /** 複製文件 (Java 7+) */
    public static void copyFile(File src, File dest) throws IOException {
        Files.copy(src.toPath(), dest.toPath(), StandardCopyOption.REPLACE_EXISTING);
    }
}

File vs Path (NIO.2) 對比

特性	java.io.File	java.nio.file.Path
API 風格	面向對象	函數式/流式
異常處理	返回 boolean/false	拋出 IOException
符號鏈接	支持差	完整支持
屬性讀取	基礎	豐富 (BasicFileAttributes 等)
目錄遍歷	listFiles (載入全部)	Files.walk (流式、懶加載)
推薦場景	簡單操作、舊代碼兼容	新項目、複雜操作、大目錄

避坑指南

坑點	說明	正確做法
listFiles 返回 null	非目錄、無權限、IO 錯誤	使用前判空
delete 非空目錄失敗	只能刪空目錄	遞歸刪除子文件後再刪目錄
renameTo 跨盤符失敗	Windows 跨磁盤不可重命名	用 Files.move + REPLACE_EXISTING
路徑分隔符硬編碼	Windows \ vs Linux /	用 File.separator 或 Paths.get()
相對路徑依賴工作目錄	user.dir 可能變	優先用絕對路徑或相對項目根目錄

總結

File 類是文件系統操作的入口，核心掌握：路徑獲取、屬性檢測、創建刪除、目錄遍歷 (listFiles/Files.walk)、過濾器、臨時文件、重命名移動。新項目優先使用 java.nio.file.Files/Path 獲得更豐富功能、更好異常處理、流式處理大目錄優勢。工具類封裝常用操作提升開發效率。