在计算机系统中,文件是非常重要的存储方式。Java的标准库 java.io 提供了 File 对象来操作文件和目录。

要构造一个 File 对象,需要传入文件路径:

import java.io.*;
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        File f = new File("C:\\Windows\\notepad.exe");
        System.out.println(f);
    }
}

构造 File 对象时,既可以传入绝对路径,也可以传入相对路径。绝对路径是以根目录开头的完整路径,例如:

File f = new File("C:\\Windows\\notepad.exe");

注意 Windows 平台使用 \ 作为路径分隔符,在Java字符串中需要用 \\ 表示一个 \Linux 平台使用 / 作为路径分隔符:

File f = new File("/usr/bin/javac");

传入相对路径时,相对路径前面加上当前目录就是绝对路径:

// 假设当前目录是C:\Docs
File f1 = new File("sub\\javac"); // 绝对路径是C:\Docs\sub\javac
File f3 = new File(".\\sub\\javac"); // 绝对路径是C:\Docs\sub\javac
File f3 = new File("..\\sub\\javac"); // 绝对路径是C:\sub\javac

可以用 . 表示当前目录,.. 表示上级目录。

File 对象有 3 种形式表示的路径,一种是 getPath(),返回构造方法传入的路径,一种是 getAbsolutePath(),返回绝对路径,一种是 getCanonicalPath,它和绝对路径类似,但是返回的是规范路径。

什么是规范路径?我们看以下代码:

import java.io.*;
public class Main {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        File f = new File("..");
        System.out.println(f.getPath());
        System.out.println(f.getAbsolutePath());
        System.out.println(f.getCanonicalPath());
    }
}

绝对路径可以表示成 C:\Windows\System32\..\notepad.exe,而规范路径就是把 ... 转换成标准的绝对路径后的路径: C:\Windows\notepad.exe

因为 WindowsLinux 的路径分隔符不同,File 对象有一个静态变量用于表示当前平台的系统分隔符:

System.out.println(File.separator); 	// 根据当前平台打印"\"或"/"
文件和目录

File 对象既可以表示文件,也可以表示目录。特别要注意的是,构造一个 File 对象,即使传入的文件或目录不存在,代码也不会出错,因为构造一个 File 对象,并不会导致任何磁盘操作。只有当我们调用 File 对象的某些方法的时候,才真正进行磁盘操作。

例如,调用 isFile(),判断该 File 对象是否是一个已存在的文件,调用 isDirectory(),判断该 File 对象是否是一个已存在的目录:

import java.io.*;
public class Main {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        File f1 = new File("C:\\Windows");
        File f2 = new File("C:\\Windows\\notepad.exe");
        File f3 = new File("C:\\Windows\\nothing");
        System.out.println(f1.isFile());
        System.out.println(f1.isDirectory());
        System.out.println(f2.isFile());
        System.out.println(f2.isDirectory());
        System.out.println(f3.isFile());
        System.out.println(f3.isDirectory());
    }
}

File 对象获取到一个文件时,还可以进一步判断文件的权限和大小:

boolean canRead():是否可读;
boolean canWrite():是否可写;
boolean canExecute():是否可执行;
long length():文件字节大小。
对目录而言,是否可执行表示能否列出它包含的文件和子目录。

创建和删除文件

File 对象表示一个文件时,可以通过 createNewFile() 创建一个新文件,用 delete() 删除该文件:

File file = new File("/path/to/file");
if (file.createNewFile()) {
    // 文件创建成功:
    // TODO:
    if (file.delete()) {
        // 删除文件成功:
    }
}

有些时候,程序需要读写一些临时文件,File 对象提供了 createTempFile() 来创建一个临时文件,以及 deleteOnExit() 在JVM退出时自动删除该文件。

import java.io.*;
public class Main {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        File f = File.createTempFile("tmp-", ".txt"); // 提供临时文件的前缀和后缀
        f.deleteOnExit(); // JVM退出时自动删除
        System.out.println(f.isFile());
        System.out.println(f.getAbsolutePath());
    }
}
遍历文件和目录

当File对象表示一个目录时,可以使用list()和listFiles()列出目录下的文件和子目录名。listFiles()提供了一系列重载方法,可以过滤不想要的文件和目录:

import java.io.*;
public class Main {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        File f = new File("C:\\Windows");
        File[] fs1 = f.listFiles(); // 列出所有文件和子目录
        printFiles(fs1);
        File[] fs2 = f.listFiles(new FilenameFilter() { // 仅列出.exe文件
            public boolean accept(File dir, String name) {
                return name.endsWith(".exe"); // 返回true表示接受该文件
            }
        });
        printFiles(fs2);
    }

    static void printFiles(File[] files) {
        System.out.println("==========");
        if (files != null) {
            for (File f : files) {
                System.out.println(f);
            }
        }
        System.out.println("==========");
    }
}

和文件操作类似,File 对象如果表示一个目录,可以通过以下方法创建和删除目录:

boolean mkdir():创建当前 File 对象表示的目录;
boolean mkdirs():创建当前 File 对象表示的目录,并在必要时将不存在的父目录也创建出来;
boolean delete():删除当前 File 对象表示的目录,当前目录必须为空才能删除成功。

Path

Java标准库还提供了一个 Path 对象,它位于 java.nio.file 包。Path 对象和 File 对象类似,但操作更加简单:

import java.io.*;
import java.nio.file.*;
public class Main {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Path p1 = Paths.get(".", "project", "study"); // 构造一个Path对象
        System.out.println(p1);
        Path p2 = p1.toAbsolutePath(); // 转换为绝对路径
        System.out.println(p2);
        Path p3 = p2.normalize(); // 转换为规范路径
        System.out.println(p3);
        File f = p3.toFile(); // 转换为File对象
        System.out.println(f);
        for (Path p : Paths.get("..").toAbsolutePath()) { // 可以直接遍历Path
            System.out.println("  " + p);
        }
    }
}

如果需要对目录进行复杂的拼接、遍历等操作,使用 Path 对象更方便。

小结

Java标准库的 java.io.File 对象表示一个文件或者目录:

  • 创建 File 对象本身不涉及 IO 操作;
  • 可以获取路径/绝对路径/规范路径: getPath()/getAbsolutePath()/getCanonicalPath()
  • 可以获取目录的文件和子目录:list()/listFiles()
  • 可以创建或删除文件和目录。