java中表示一個(gè)文件的File類(lèi)型詳解

前言

從本篇文章開(kāi)始，我們將開(kāi)啟對(duì) Java IO 系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，本質(zhì)上就是對(duì)文件的讀寫(xiě)操作，聽(tīng)上去簡(jiǎn)單，其實(shí)并不容易。Java 的 IO 系統(tǒng)一直在完善和改進(jìn)，設(shè)計(jì)了大量的類(lèi)，也只有理解了這些類(lèi)型被設(shè)計(jì)出來(lái)的意義以及各自的應(yīng)用場(chǎng)景，才能提升文件 IO 的理解。

那么，第一步就是要解決如何表示一個(gè)文件的問(wèn)題，Java 世界中「萬(wàn)物皆對(duì)象」，如何將一個(gè)實(shí)際磁盤(pán)文件或目錄對(duì)應(yīng)到一個(gè) Java 對(duì)象則是我們首要的問(wèn)題。

Java 中使用 File 來(lái)抽象一個(gè)文件，無(wú)論是普通文件或是目錄，都可對(duì)應(yīng)于一個(gè) File 對(duì)象。我覺(jué)得大家對(duì)于 File 這個(gè)類(lèi)型的定位一定要準(zhǔn)確：它只是抽象的代表了磁盤(pán)上的某個(gè)文件或目錄，內(nèi)部實(shí)際上是依賴(lài)一個(gè)平臺(tái)無(wú)關(guān)的本地文件系統(tǒng)類(lèi)，并且 File 無(wú)法對(duì)其所表示文件內(nèi)容進(jìn)行任何讀寫(xiě)操作（那是流做的事情）。

構(gòu)建一個(gè) File 實(shí)例

在實(shí)際介紹 File 實(shí)例構(gòu)造方法之前，我們得先看看它的幾種重要的屬性成員。

private static final FileSystem fs = DefaultFileSystem.getFileSystem();

這是 File 類(lèi)中最核心的成員，它表示為當(dāng)前系統(tǒng)的文件系統(tǒng) API，所有向磁盤(pán)發(fā)出的操作都是基于這個(gè)屬性的。

private final String path;

path 代表了當(dāng)前實(shí)例的完整路徑名稱(chēng)，如果當(dāng)前的 File 實(shí)例表示的是目錄的話(huà)，那么 path 的值就是這個(gè)完整的目錄名稱(chēng)，如果表示的是純文件的話(huà)，那么這個(gè) path 的值等于該文件的完整路徑 + 文件名稱(chēng)。

public static final char separatorChar = fs.getSeparator();
public static final char pathSeparatorChar = fs.getPathSeparator();

separatorChar 表示的是目錄間的分隔符，pathSeparatorChar 表示的是不同路徑下的分隔符，這兩個(gè)值在不同的系統(tǒng)平臺(tái)下不盡相同。例如 Windows 下這兩者的值分別為：「」 和 「;」，其中封號(hào)用于分隔多個(gè)不同路徑。

File 類(lèi)提供了四種不同的構(gòu)造器用于實(shí)例化一個(gè) File 對(duì)象，但較為常用的只有三個(gè)，我們也著重學(xué)習(xí)前三個(gè)構(gòu)造器。

public File(String pathname)

這是最普遍的實(shí)例化一個(gè) File 對(duì)象的方法，pathname 的值可以是一個(gè)目錄，也可以是一個(gè)純文件的名稱(chēng)。例如：

File file = new File("C:\\Users\\yanga\\Desktop");

File file1 = new File("C:\\Users\\yanga\\Desktop\\a.txt");

File file2 = new File("a.txt");

當(dāng)然也可以顯式指定一個(gè)父路徑：

public File(String parent, String child)

在構(gòu)造器的內(nèi)部，程序會(huì)為我們拼接出一個(gè)完整的文件路徑，例如：

File file = new File("C:\\Users\\yanga\\Desktop","a.txt");

File file1 = new File("C:\\Users\\yanga\\Desktop","java");

第三種構(gòu)造器其實(shí)本質(zhì)上和第二種是一樣的，只不過(guò)增加了一個(gè)父類(lèi) File 實(shí)例的封裝過(guò)程：

public File(File parent, String child)

類(lèi)似的情況，不再舉例說(shuō)明了。我們這里并沒(méi)有深究這些構(gòu)造器的內(nèi)部具體實(shí)現(xiàn)情況，并不是說(shuō)它簡(jiǎn)單，而是 File 過(guò)度依賴(lài)本地文件系統(tǒng)，很多方法的實(shí)現(xiàn)情況都不得直接看到，所以對(duì)于 File 的學(xué)習(xí)，定位為熟練掌握即可，具體實(shí)現(xiàn)暫時(shí)沒(méi)法深入學(xué)習(xí)。

文件名稱(chēng)或路徑相關(guān)信息獲取

getName 方法可以用于獲取文件名稱(chēng)：

public String getName() {
 int index = path.lastIndexOf(separatorChar);
 if (index < prefixLength) return path.substring(prefixLength);
 return path.substring(index + 1);
}

還記得我們的 separatorChar 表示的是什么了嗎？

它表示為路徑分隔符，Windows 中為符號(hào)「」，path 屬性存儲(chǔ)的當(dāng)前 File 實(shí)例的完整路徑名稱(chēng)，所以最后一次出現(xiàn)的位置后面所有的字符必然是我們的文件名稱(chēng)。

當(dāng)然你一定發(fā)現(xiàn)了，對(duì)于純文件來(lái)說(shuō)，該方法能夠返回文件的簡(jiǎn)單名稱(chēng)，而對(duì)于一個(gè)目錄而言，返回值將會(huì)是最近的目錄名。例如：

File file = new File("C:\\Users\\yanga\\Desktop\\a.txt");
System.out.println(file.getName());

File file1 = new File("C:\\Users\\yanga\\Desktop");
System.out.println(file1.getName());

輸出結(jié)果不會(huì)出乎你的意料：

a.txt
Desktop

getParent 方法用于返回當(dāng)前文件的父級(jí)目錄，無(wú)論你是純文件或是目錄，你終有你的父目錄（當(dāng)然，虛擬機(jī)生成的臨時(shí)文件自然不是）。

public String getParent() {
 int index = path.lastIndexOf(separatorChar);
 if (index < prefixLength) {
 if ((prefixLength > 0) && (path.length() > prefixLength))
 return path.substring(0, prefixLength);
 return null;
 }
 return path.substring(0, index);
}

方法的實(shí)現(xiàn)很簡(jiǎn)單，不再贅述。

getPath 方法可以返回當(dāng)前 File 實(shí)例的完整文件名稱(chēng)：

public String getPath() {
 return path;
}

以下是一些有關(guān)目錄的相關(guān)操作，實(shí)現(xiàn)比較簡(jiǎn)單，此處簡(jiǎn)單羅列了：

• public boolean isAbsolute()：是否為絕對(duì)路徑
• public String getAbsolutePath()：獲取當(dāng)前 File 實(shí)例的絕對(duì)路徑
• public String getCanonicalPath()：返回當(dāng)前 File 實(shí)例的標(biāo)準(zhǔn)路徑

這里我們需要對(duì) getCanonicalPath 做一點(diǎn)解釋?zhuān)裁唇袠?biāo)準(zhǔn)路徑，和絕對(duì)路徑有區(qū)別嗎？

一般而言，「../」表示源文件所在目錄的上一級(jí)目錄，「../../」表示源文件所在目錄的上上級(jí)目錄，并以此類(lèi)推。getAbsolutePath 方法不會(huì)做這種轉(zhuǎn)換的操作，而 getCanonicalPath 方法則會(huì)將這些特殊字符進(jìn)行識(shí)別并取合適的語(yǔ)義。

例如：

File file = new File("..\\a.txt");
System.out.println(file.getAbsolutePath());
System.out.println(file.getCanonicalPath());

輸出結(jié)果：

C:\Users\yanga\Desktop\Java\workspace2017\TestFile\..\a.txt
C:\Users\yanga\Desktop\Java\workspace2017\a.txt

前者會(huì)將「..\a.txt」作為文件路徑名稱(chēng)的一部分，而后者卻能夠識(shí)別「..\a.txt」表示的是「a.txt」位于當(dāng)前目錄的上級(jí)目錄中。這就是兩者最大的不同之處，適合不同的情境。

文件的屬性信息獲取

這部分的文件操作其實(shí)很簡(jiǎn)單，無(wú)非是一些文件權(quán)限的問(wèn)題，是否可讀，是否可寫(xiě)，是否為隱藏文件等。下面我們具體看看這些方法：

• public boolean canRead()：該抽象的 File 實(shí)例對(duì)應(yīng)的文件是否可讀
• public boolean canWrite()：該抽象的 File 實(shí)例對(duì)應(yīng)的文件是否可寫(xiě)
• public boolean exists()：該抽象的 File 實(shí)例對(duì)應(yīng)的文件是否實(shí)際存在
• public boolean isDirectory()：該抽象的 File 實(shí)例對(duì)應(yīng)的文件是否是一個(gè)目錄
• public boolean isFile()：該抽象的 File 實(shí)例對(duì)應(yīng)的文件是否是一個(gè)純文件
• public boolean isHidden()：該抽象的 File 實(shí)例對(duì)應(yīng)的文件是否是一個(gè)隱藏文件
• public long length()：文件內(nèi)容所占的字節(jié)數(shù)

需要說(shuō)明一點(diǎn)的是，length 方法對(duì)于純文件來(lái)說(shuō)，可以正確返回該文件的字節(jié)總數(shù)，但是對(duì)于一個(gè)目錄而言，返回值將會(huì)是一個(gè)「unspecified」的數(shù)值，既不是目錄下所有文件的總字節(jié)數(shù)，也不是零，只是一個(gè)未被說(shuō)明的數(shù)值，沒(méi)有意義。

文件的操作

文件的操作無(wú)外乎「增刪改查」，下面我們一起來(lái)看看。

• public boolean createNewFile()：根據(jù)抽象的 File 對(duì)象創(chuàng)建一個(gè)實(shí)際存在的磁盤(pán)文件
• public boolean delete()：刪除該 File 對(duì)象對(duì)應(yīng)的磁盤(pán)文件，刪除失敗會(huì)返回 false

當(dāng)然，處理上述兩個(gè)簡(jiǎn)單的新建和刪除操作，F(xiàn)ile 類(lèi)還提供了所謂「查詢(xún)」操作，這個(gè)我們要好好學(xué)習(xí)一下。例如：

public String[] list() {
 SecurityManager security = System.getSecurityManager();
 if (security != null) {
 security.checkRead(path);
 }
 if (isInvalid()) {
 return null;
 }
 return fs.list(this);
}

這個(gè)方法會(huì)檢索出當(dāng)前實(shí)例所代表的目錄下所有的「純文件」和「目錄」簡(jiǎn)單名稱(chēng)集合。例如：

File file = new File("C:\\Users\\yanga\\Desktop");
String[] list = file.list();
for (String str : list){
 System.out.println(str);
}

程序的輸出結(jié)果會(huì)打印我電腦桌面目錄下所有的文件的簡(jiǎn)單名稱(chēng)，就不給大家看了。

需要注意一點(diǎn)，如果我們的 File 實(shí)例對(duì)應(yīng)的不是一個(gè)目錄，而是一個(gè)純文件，那么 list 將返回 null。

接著，我們?cè)倏匆粋€(gè)檢索目錄文件的方法：

 public String[] list(FilenameFilter filter) {
 String names[] = list();
 if ((names == null) || (filter == null)) {
 return names;
 }
 List<String> v = new ArrayList<>();
 for (int i = 0 ; i < names.length ; i++) {
 if (filter.accept(this, names[i])) {
  v.add(names[i]);
 }
 }
 return v.toArray(new String[v.size()]);
}

這個(gè)方法其實(shí)是 list 的重載版本，它允許傳入一個(gè)過(guò)濾器用于檢索目錄時(shí)只篩選我們需要的文件及目錄。

而這個(gè) FilenameFilter 接口的定義卻是如此簡(jiǎn)單：

public interface FilenameFilter {
 boolean accept(File dir, String name);
}

只需要重寫(xiě)這個(gè) accept 方法即可，list 的 for 循環(huán)每獲取一個(gè)文件或目錄就會(huì)嘗試著先調(diào)用這個(gè)過(guò)濾方法，如果通過(guò)篩選，才會(huì)將當(dāng)前文件的簡(jiǎn)單名稱(chēng)添加進(jìn)返回集合中。

所以這個(gè) accept 方法的重寫(xiě)就決定著哪些文件能夠通過(guò)篩選，哪些則不能。我們看個(gè)例子：

我的桌面上 test 文件夾下文件情況如下：

File file = new File("C:\\Users\\yanga\\Desktop\\test");
 String[] list = file.list(
 new FilenameFilter() {
  @Override
  public boolean accept(File dir, String name) {
  // dir 代表的當(dāng)前 File 對(duì)象
  //name 是當(dāng)前遍歷的文件項(xiàng)的簡(jiǎn)單名稱(chēng)
  if (!name.endsWith(".txt"))
   return false;
  else
   return true;
  }
 }
 );
 for (String str : list){
 System.out.println(str);
 }

這里呢，我們使用匿名內(nèi)部類(lèi)創(chuàng)建一個(gè) FilenameFilter 的子類(lèi)實(shí)例，然后實(shí)現(xiàn)了它的 accept 方法，具體的實(shí)現(xiàn)很簡(jiǎn)單，過(guò)濾掉所有的目錄并取出所有純文件的簡(jiǎn)單名稱(chēng)。

最后輸出結(jié)果如下：

3.txt
4.txt

當(dāng)然，F(xiàn)ile 類(lèi)中還提供了兩個(gè)「變種」list 方法，例如：

• public File[] listFiles()
• public File[] listFiles(FilenameFilter filter)

它們不再返回目標(biāo)目錄下的「純文件」和「目錄」的簡(jiǎn)單名稱(chēng)，而返回它們所對(duì)應(yīng)的 File 對(duì)象，其實(shí)也沒(méi)什么，目標(biāo)目錄 + 簡(jiǎn)單名稱(chēng) 即可構(gòu)建出這些 File 實(shí)例了。

所以，本質(zhì)上說(shuō)，list 方法并不會(huì)遍歷出目標(biāo)目錄下的所有文件，即目標(biāo)目錄的子目錄中的文件并不會(huì)被訪問(wèn)遍歷。

所以你應(yīng)當(dāng)思考如何完成目標(biāo)目錄下所有文件的遍歷，包含一級(jí)子目錄下的深層次文件的遍歷。文末將給出答案。

接下來(lái)的兩個(gè)方法和文件夾的創(chuàng)建有關(guān)：

• public boolean mkdir()
• public boolean mkdirs()

兩者都是依據(jù)的當(dāng)前 File 實(shí)例創(chuàng)建文件夾，關(guān)于它們的不同點(diǎn)，我們先看一段代碼：

File file = new File("C:\\Users\\yanga\\Desktop\\test2");
System.out.println(file.mkdir());

File file2 = new File("C:\\Users\\yanga\\Desktop\\test3\\hello");
System.out.println(file2.mkdir());

其中，test2 和 test3 在程序執(zhí)行之前都不存在。

輸出結(jié)果如下：

true
false

為什么后者創(chuàng)建失敗了？

這源于 mkdir 方法一次只能創(chuàng)建一個(gè)文件夾，倘若給定的目錄的父級(jí)或更上層目錄存在未被創(chuàng)建的目錄，那么將導(dǎo)致創(chuàng)建失敗。

而 mkdirs 方法就是用于解決這種情境的，它會(huì)創(chuàng)建目標(biāo)路徑上所有未創(chuàng)建的目錄，看代碼：

File file3 = new File("C:\\Users\\yanga\\Desktop\\test3\\hello\\231");
System.out.println(file3.mkdirs());

即便我們 test3 文件夾就不存在，程序運(yùn)行之后，test3、hello、231 這三個(gè)文件夾都會(huì)被創(chuàng)建出來(lái)。

除此之外，F(xiàn)ile 還有一類(lèi)創(chuàng)建臨時(shí)文件的方法，所謂臨時(shí)文件即：運(yùn)行期存在，虛擬機(jī)關(guān)閉時(shí)銷(xiāo)毀。大家可以自行研究，使用上還是比較簡(jiǎn)單的，這里不再贅述了。

至此，有關(guān) File 這個(gè)文件類(lèi)型，我們大致學(xué)習(xí)了一下，想必大家都會(huì)或多或少的感覺(jué)到將純文件和目錄使用同一個(gè)類(lèi)型進(jìn)行表示的設(shè)計(jì)似乎有些混亂不合理。知道 jdk1.7 sun 推出了 Files 和 Path 分離了文件和目錄，我們后續(xù)文章會(huì)詳細(xì)學(xué)習(xí)一下。

文章中的所有代碼、圖片、文件都云存儲(chǔ)在我的 GitHub 上：

(https://github.com/SingleYam/overview_java)

大家也可以選擇通過(guò)本地下載。

總結(jié)

以上就是這篇文章的全部?jī)?nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，如果有疑問(wèn)大家可以留言交流，謝謝大家對(duì)億速云的支持。