計算機程序的思維邏輯 (59)：java.io.File 完全指南 —— 文件元數據、操作與目錄遍歷

前言

流只管「內容」，java.io.File 管「文件本身」：元數據、屬性、目錄結構、創建刪除重命名。它封裝了操作系統差異，提供統一 API。

構造方法

new File(String pathname)           // 相對/絕對路徑
new File(String parent, String child) // 父路徑 + 子路徑
new File(File parent, String child)   // 父 File + 子路徑

注意：new File() 只創建內存對象，**不創建磁盤文件**，路徑不可變。

一、文件元數據與路徑

路徑三兄弟

getPath()        // 構造時傳入的路徑（可能相對）
getAbsolutePath() // 絕對路徑（補全當前工作目錄），可能含冗余如 ".."
getCanonicalPath() // 標準絕對路徑（解析 ".."、符號鏈接），唯一標識

示例：工作目錄 /home/user/io，new File("../io/test.txt")

• getPath(): ../io/test.txt
• getAbsolutePath(): /home/user/io/../io/test.txt
• getCanonicalPath(): /home/user/io/test.txt

父路徑獲取

getParent()      // 字符串，相對路徑構造時可能返回 null
getParentFile()  // File 對象
getCanonicalFile().getParent() // 相對路徑也能正確獲取父目錄

路徑分隔符常量

• File.separator / separatorChar：文件路徑分隔符（Win \，Linux /）
• File.pathSeparator / pathSeparatorChar：列表分隔符（Win ;，Linux :，如 PATH/CLASSPATH）

基本屬性

exists()         // 是否存在
isFile() / isDirectory() // 類型
length()         // 文件字節數，目錄無意義
lastModified()   // 最後修改時間戳（毫秒）
setLastModified(time) // 修改時間

無創建時間：Linux/Unix 無此概念，跨平台 API 不提供。

權限與安全

canRead() / canWrite() / canExecute()
isHidden()
setReadOnly() / setReadable(r, ownerOnly) / setWritable(w, ownerOnly) / setExecutable(x, ownerOnly)

二、文件操作

createNewFile()           // 創建空文件，存在則 false
delete()                  // 刪除文件/空目錄，非空目錄失敗
deleteOnExit()            // JVM 正常退出時刪除
renameTo(File dest)       // 重命名/移動，跨文件系統可能失敗

臨時文件

createTempFile(prefix, suffix)           // 系統臨時目錄
createTempFile(prefix, suffix, directory) // 指定目錄
// prefix ≥ 3 字符，suffix 默 .tmp

三、目錄操作

mkdir()   // 創建單級目錄，父目錄不存在失敗
mkdirs()  // 創建多級目錄（含父目錄）

遍歷

list()                    // String[] 文件名
list(FilenameFilter)      // 過濾文件名
listFiles()               // File[] 對象
listFiles(FileFilter)     // 過濾 File
listFiles(FilenameFilter) // 過濾文件名

過濾器接口：

public static long sizeOf(File dir) {
            long size = 0;
            for (File f : dir.listFiles()) {
                if (f.isFile()) size += f.length();
                else size += sizeOf(f);
            }
            return size;
        }

public static List<File> find(File dir, String name) {
            List<File> res = new ArrayList<>();
            for (File f : dir.listFiles()) {
                if (f.isFile() && f.getName().equals(name)) res.add(f);
                else if (f.isDirectory()) res.addAll(find(f, name));
            }
            return res;
        }

public static void deleteRecursive(File f) throws IOException {
            if (f.isFile()) { if (!f.delete()) throw new IOException("刪除失敗: " + f); }
            else { for (File c : f.listFiles()) deleteRecursive(c); if (!f.delete()) throw new IOException("刪除失敗: " + f); }
        }

小結與展望

File 是文件系統的「元數據視圖」，不處理內容。下一節將介紹 RandomAccessFile（隨機讀寫）與 MappedByteBuffer（內存映射），解決流「只能順序、單向」的痛點，實現數據庫級文件操作。