Java File 類核心操作全解析：創建、刪除、遍歷、上傳與路徑處理

File 類定位

java.io.File 代表文件系統中的路徑抽象，不僅是文件，也可以是目錄。它不負責讀寫內容（那是流的事），只負責元數據操作：創建/刪除/重命名/屬性查詢/目錄遍歷。

路徑處理最佳實踐

// 1. 分隔符自適應
String path = "data" + File.separator + "uploads" + File.separator + "img.jpg";

// 2. 相對路徑轉絕對路徑
File file = new File("config.properties");
String absPath = file.getAbsolutePath(); // 當前工作目錄下

// 3. 規範路徑（解析 . 和 ..）
String canonical = file.getCanonicalPath(); // 拋出 IOException

// 4. URI/URL 互轉
URI uri = file.toURI();
URL url = file.toURL(); // 棄用，建議用 toURI().toURL()

文件/目錄創建與刪除

// 創建單個文件（不存在時）
File f = new File("log/app.log");
if (f.createNewFile()) System.out.println("創建成功");

// 創建多級目錄
File dir = new File("data/2024/01/15");
dir.mkdirs(); // 遞歸創建，返回 boolean

// 刪除（文件或空目錄）
f.delete(); // 非空目錄刪除失敗

// 遞歸刪除非空目錄（Java 7+ 推薦 Files.walkFileTree）
public static void deleteRecursive(File file) throws IOException {
    if (file.isDirectory()) {
        Files.walkFileTree(file.toPath(), new SimpleFileVisitor<Path>() {
            @Override public FileVisitResult visitFile(Path f, BasicFileAttributes a) throws IOException {
                Files.delete(f); return FileVisitResult.CONTINUE;
            }
            @Override public FileVisitResult postVisitDirectory(Path d, IOException e) throws IOException {
                Files.delete(d); return FileVisitResult.CONTINUE;
            }
        });
    } else {
        Files.deleteIfExists(file.toPath());
    }
}

文件上傳處理（Spring MVC）

@PostMapping("/upload")
public Result upload(@RequestParam MultipartFile file, HttpServletRequest request) {
    // 1. 校驗
    if (file.isEmpty()) return Result.error("文件為空");
    String original = file.getOriginalFilename();
    String ext = original.substring(original.lastIndexOf(".")).toLowerCase();
    if (!Arrays.asList(".jpg", ".png", ".pdf").contains(ext)) return Result.error("類型不允許");

    // 2. 生成唯一文件名
    String storedName = UUID.randomUUID() + ext;

    // 3. 目標目錄
    String baseDir = request.getServletContext().getRealPath("/uploads");
    File dir = new File(baseDir);
    if (!dir.exists()) dir.mkdirs();

    // 4. 保存（大文件建議流式複製）
    File dest = new File(dir, storedName);
    try {
        file.transferTo(dest); // 底層用 FileChannel，效率高
        // 或手動流複製：Files.copy(file.getInputStream(), dest.toPath())
        return Result.success(storedName);
    } catch (IOException e) {
        log.error("上傳失敗", e);
        return Result.error("存儲異常");
    }
}

目錄遍歷與過濾

// 1. 列出所有（含隱藏）
File[] files = dir.listFiles();

// 2. FilenameFilter 過濾擴展名
File[] imgs = dir.listFiles((d, name) -> name.endsWith(".jpg") || name.endsWith(".png"));

// 3. FileFilter 過濾目錄/文件
File[] subDirs = dir.listFiles(File::isDirectory);

// 4. Java 8+ Stream 流式處理
Arrays.stream(dir.listFiles())
    .filter(f -> f.isFile() && f.getName().matches(".*\\.log$"))
    .sorted(Comparator.comparingLong(File::lastModified).reversed())
    .limit(10)
    .forEach(f -> System.out.println(f.getName() + " " + f.length()));

// 5. 遞歸遍歷（Java 7+ NIO.2）
Files.walk(Paths.get("data"))
    .filter(Files::isRegularFile)
    .filter(p -> p.toString().endsWith(".java"))
    .forEach(System.out::println);

常用屬性獲取

NIO.2 現代替代方案

java.nio.file.Files + Path 提供更豐富、異常更明確、支援符號鏈接、流式操作的 API，新項目優先使用：

Path p = Paths.get("data", "file.txt");
Files.createDirectories(p.getParent());
Files.writeString(p, "內容", StandardCharsets.UTF_8);
String content = Files.readString(p);
Files.deleteIfExists(p);