File对象

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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. 和..转换成标准的绝对路径后的路径：C:\Windows\notepad.exe。

因为 Windows 和 Linux 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());
    }
}

用 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

当 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。

练习

请利用 File 对象列出指定目录下的所有子目录和文件，并按层次打印。

例如，输出：

Documents/
  word/
    1.docx
    2.docx
    work/
      abc.doc
  ppt/
  other/

如果不指定参数，则使用当前目录，如果指定参数，则使用指定目录。

下载练习

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。