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Java IO 流體系總結：從 File 類到字節/字符流完整圖譜

編輯：Java 綜合教學

一、File 類：文件系統抽象路徑

java.io.File 類代表文件系統中的文件或目錄路徑（不可直接讀寫文件內容）。核心能力：

路徑操作：獲取絕對路徑、父目錄、文件名、擴展名
屬性查詢：exists()、isFile()、isDirectory()、length()、lastModified()
目錄操作：mkdir()、mkdirs()、list()、listFiles()
文件操作：createNewFile()、delete()、renameTo()

跨平台路徑分隔符最佳實踐

// 錯誤寫法：硬編碼分隔符
File f1 = new File("D:/data/test.txt"); // Windows 可行，Linux 失敗

// 正確寫法：使用 File.separator 或 Paths.get()
File f2 = new File("." + File.separator + "aa.txt"); // 當前目錄下 aa.txt
// 或 Java 7+ 推薦
Path path = Paths.get(".", "aa.txt"); // 自動處理分隔符
File f3 = path.toFile();

文件創建完整示例

File file = new File("." + File.separator + "aa.txt");
System.out.println("文件是否存在: " + file.exists());

if (!file.exists()) {
    try {
        boolean created = file.createNewFile();
        System.out.println("創建結果: " + created);
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace(); // 生產環境請使用 SLF4J 記錄
    }
}

二、IO 流分類總覽

Java IO 按數據單位分為字節流（8-bit）和字符流（16-bit Unicode）；按流向分為輸入流（讀）和輸出流（寫）。

分類	抽象基類	文件操作實現	緩衝增強	轉換橋接
字節流	InputStream / OutputStream	FileInputStream / FileOutputStream	BufferedInputStream / BufferedOutputStream	—
字符流	Reader / Writer	FileReader / FileWriter	BufferedReader / BufferedWriter	InputStreamReader / OutputStreamWriter

三、核心流使用模式

1. 字節流複製文件（圖片/視頻/二進制）

public static void copyFileByte(String src, String dest) {
    try (FileInputStream fis = new FileInputStream(src);
         FileOutputStream fos = new FileOutputStream(dest);
         BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(fis);
         BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(fos)) {
        
        byte[] buffer = new byte[8192]; // 8KB 緩衝區
        int len;
        while ((len = bis.read(buffer)) != -1) {
            bos.write(buffer, 0, len);
        }
        bos.flush();
    } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); }
}

2. 字符流讀寫文本文件（指定編碼）

public static void copyFileChar(String src, String dest, String charset) {
    try (BufferedReader br = new BufferedReader(
            new InputStreamReader(new FileInputStream(src), charset));
         BufferedWriter bw = new BufferedWriter(
            new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(dest), charset))) {
        
        String line;
        while ((line = br.readLine()) != null) {
            bw.write(line);
            bw.newLine(); // 跨平台換行
        }
    } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); }
}

3. 緩衝流特有方法

BufferedReader.readLine()：按行讀取文本，返回不含換行符的字符串
BufferedWriter.newLine()：寫入系統默認行分隔符
BufferedInputStream.mark()/reset()：支持標記重讀

四、轉換流：字節↔字符橋樑

InputStreamReader：字節流→字符流（解碼）
OutputStreamWriter：字符流→字節流（編碼）

// 核心構造方法：指定字符集，避免平台默認編碼導致亂碼
Reader reader = new InputStreamReader(new FileInputStream("data.txt"), "UTF-8");
Writer writer = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("out.txt"), "UTF-8");

五、Java 7+ try-with-resources 自動資源管理

所有實現 AutoCloseable 的流對象均可在 try 括號中聲明，編譯器自動生成 finally 關閉代碼，彻底解決資源洩漏。

// 等價於手動 finally close()，但更簡潔、異常安全
try (FileInputStream fis = new FileInputStream("in.txt");
     FileOutputStream fos = new FileOutputStream("out.txt")) {
    // 業務代碼
} // 編譯器自動插入 fis.close(); fos.close();