第 7 章 Java的檔案處理

1. 第7章　Java的檔案處理 Java 2 程式設計入門與應用

2. 目錄 • 7-1　認識檔案處理 • 7-2　資料夾與檔案處理 • 7-3　文字檔的輸入與輸出 • 7-4　二進位檔的輸入與輸出 • 7-5　隨機檔 • 7-6　標準輸入與輸出 • 溫故知新 • 自我突破習題

3. 7-1　認識檔案處理 • 7-1.1 檔案類型與資料流 • 7-1.2 Java的檔案處理類別

4. 前言： • 所謂的檔案就是儲存在電腦磁碟中的資料，包含文字、圖片、影片、聲音等格式，利用程式將這些檔案輸入與輸出（Input/Output，簡稱I/O）就稱為檔案處理。

5. 7-1.1　檔案類型與資料流 • 電腦的檔案有多種儲存格式，大致上可將檔案分為文字檔（Text File）與二進位檔（Binary File）兩種格式。 • 所謂文字檔就是可以在文字編輯器中閱讀與編輯的檔案，例如：文字檔案、Java程式檔案；而二進位檔在文字編輯器中開啟則是一群無法辨識的亂碼與符號，例如：影像檔、聲音檔與圖片檔……等。

6. 文字檔與二進位檔的比較： • 文字檔與二進位檔的差別在於讀取和寫入檔案時的轉換方式不同。 • 在Windows作業系統中，每個文字檔案都有反回（Carriage Return，簡稱CR）字元、換行（Line Feed，簡稱LF）字元與結尾（End of File，簡稱EOF）字元，其中CR的十六進位表示法為0d，LF的十六進位表示法為0a，而EOF的十六進位表示法為1a（也就是在鍵盤上按下組合鍵 + 的意思）。

7. 在文字檔與二進位檔讀取與寫入資料的情形說明如下：在文字檔與二進位檔讀取與寫入資料的情形說明如下： • 文字檔：讀取文字檔時若遇到CR/LF字元會自動轉換成只有LF字元（"\n"），若遇到十六進位1a則會自動轉換成EOF字元；而寫入資料到文字檔時會將LF字元轉換成CR/LF字元，將EOF字元轉換成十六進位1a。 • 二進位檔：二進位檔是沒有處理過的位元組資料，不會像文字檔一樣自動轉換字元，所以讀取與寫入檔案的資料完全相同。在前面曾經提過二進位檔包括影像檔、聲音檔與圖片檔……等，所以在文字編輯器中會是一堆無法辨識的亂碼。

8. 資料流： • 資料流（Data Stream）是一系列排列好的位元組資料，在Java中以資料流來輸入與輸出檔案，會將資料流轉換成相對應的資料格式，例如：文字、圖片、聲音與影像等。 • 在Java中輸入表示從檔案中讀取資料到記憶體中（Read），而輸出剛好相反，將記憶體中的資料輸出到檔案中（Write）。

9. 7-1.2Java的檔案處理類別 • 在Java的java.io類別庫（java.io中的類別皆繼承自java.lang.Object類別）中提供了多個子類別，可以進行檔案處理，值得注意的是，在使用這些類別前必須先以import指令載入java.io類別庫，並且處理IOException所拋出的例外情況。

10. 下圖為java.io類別庫中較常用的檔案處理類別：下圖為java.io類別庫中較常用的檔案處理類別：

11. 上面的類別說明如下： • File類別：處理作業系統中的檔案與資料夾，包含建立與刪除等動作。 • BufferReader/BufferWriter類別：讀取/儲存緩衝區資料，緩衝區可以暫存從外部裝置讀取的資料（例如：前面教的在程式執行結果視窗中輸入資料，就是讀取使用者輸入到緩衝區中的資料），或是要儲存到外部裝置的資料。 • FileReader/FileWriter類別：讀取/儲存文字檔案。 • FileInputStream/FileOutputStream類別：讀取/儲存文字或二進位檔案。 • RandomAccessFile類別：讀取或儲存隨機檔案。

12. 7-2　資料夾與檔案處理 • 7-2.1　查看資料夾與檔案的資訊 • 7-2.2　處理資料夾與檔案

13. 前言： • java.io類別庫的File類別提供了許多函式，可以對作業系統中的資料夾與檔案進行操作，以及查看資料夾與檔案的各種資訊。

14. 7-2.1　查看資料夾與檔案的資訊 • 在Java中若要查看資料夾與檔案的資訊，必須要先建立File物件，其語法如下： • 上述語法參數的資料夾或檔案名稱若與Java程式在同一層目錄，直接撰寫資料夾或檔案名稱即可，例如：Java.txt；若是在不同目錄底下，就必須指定完整的路徑，例如：C:\\Java.txt（因為字串裡單獨的反斜線\會被視為跳脫字元，所以必須用兩個反斜線\\來分隔每一層目錄）。

15. 下面是File類別中查看資料夾與檔案資訊的函式：下面是File類別中查看資料夾與檔案資訊的函式：

16. 例如下面的程式碼：

18. 上述程式碼分析如下： • 第3行必須在main()方法的參數列後面拋出IOException例外處理。 • 第9行判斷若File物件是資料夾就執行第10~15行的程式碼，否則在第17行判斷File物件是否為檔案。 • 第12行宣告字串陣列s儲存資料夾中的清單名稱，並在第13~15行利用for迴圈逐一顯示所有資料夾與檔案的名稱。

19. 完成後，執行程式的畫面顯示如下：

20. 7-2.2　處理資料夾與檔案 • 在處理資料夾與檔案前也要先建立File物件，下面是File類別中處理資料夾與檔案資訊的函式：

21. 例如下面的程式碼：

23. 上述程式碼分析如下： • 第5~8行宣告四個File物件，f1~f3是檔案，f4是資料夾。 • 第9~10行判斷當ch07_02_02a.txt存在時，就修改檔名為ch07_02_02.txt。 • 第11~12行判斷當ch07_02_02b.txt存在時，就刪除該檔案。 • 第13~14行判斷當ch07_02_02資料夾存在時，就建立ch07_02_02.txt；若不存在，則建立ch07_02_02資料夾。

24. 完成後，畫面顯示如下： ： • 完成後執行程式，會發現Java程式的目錄底下的ch07_02_02a.txt改名為ch07_02_02.txt，ch07_02_02b.txt已經被刪除，並且自動建立ch07_02_02資料夾，畫面顯示如下：

26. 7-3　文字檔的輸入與輸出 • 7-3.1　檔案處理函式 • 7-3.2　從文字檔案讀取資料—FileReader類別 • 7-3.3　將資料寫入文字檔案—FileWriter類別 • 7-3.4　逐行讀取資料—BufferedReader類別 • 7-3.5　逐行寫入資料—BufferedWriter類別

27. 前言： • 撰寫程式時，經常需要應用文字檔的輸出入技巧，尤其要處理的資料量很多時，可以利用檔案來輸出與輸入資料，這種方式可以永久保存資料，是存取資料的重要程式技巧。

28. 7-3.1　檔案處理函式 • java.io類別庫的Reader與Writer類別提供了許多檔案處理的函式，可以讓衍生的類別使用，分別說明如下： • 上面的函式可以應用在Reader與Writer類別衍生的BufferedReader、BufferedWriter、FileReader與FileWriter類別。

29. 7-3.2　從文字檔案讀取資料—FileReader類別 • 利用FileReader類別讀取文字檔案的資料，必須依照下面五個步驟來撰寫程式碼。

30. 宣告字元陣列儲存要讀取的文字資料： • 為了避免檔案中的字元數超過設定的陣列大小，可以將陣列大小設定較大的數字。

31. 建立FileReader物件： • 建立FileReader物件時，必須指定要讀取的檔案名稱，若檔案與Java程式在同一層目錄，直接撰寫檔案名稱即可，例如：ch07_03_02.txt；若是在不同目錄底下，就必須指定完整的路徑，例如：D:\\Sample\\CH07\\ch07_03_02.txt（因為字串裡單獨的反斜線\會被視為跳脫字元，所以必須用兩個反斜線\\來分隔每一層目錄）。 • 參數"讀取的檔案名稱"可以換成File物件，會讀取File物件的檔案。

32. 使用read函式讀取檔案的資料： • 利用read函式讀取檔案的資料並儲存到指定的字元陣列中，這裡宣告的整數是儲存讀取的資料長度。

33. 將讀取的字元資料轉換成字串： • 建立String物件時，必須指定轉換從索引值為0到資料長度的資料，若不指定資料範圍，就會將當初宣告的陣列大小全部顯示出來（沒有資料的地方會以空白字元填滿）。

34. 關閉檔案： • 利用close函式可以關閉檔案，關閉檔案後就不可以再讀取檔案。

35. 例如下面的程式碼：

36. 上述程式碼分析如下： • 第1行必須載入java.io類別庫。 • 第3行必須在main()方法的參數列後面拋出IOException例外處理。 • 第7行建立FileReader物件，並且指定讀取的檔名為ch07_03_02.txt，若是該檔案不存在會做例外處理，拋出找不到檔案的錯誤訊息。 • 第9行利用read函式讀取ch07_03_02.txt檔案中的資料，並將該檔案中的資料長度儲存在變數len中（換行以兩個跳脫字元“\r\n”表示，佔用2個資料長度，所以變數len的值為131）。 • 第13行在檔案處理完成後，必須利用close函式關閉檔案。

37. 完成後，執行程式的畫面顯示如下：

38. 7-3.3　將資料寫入文字檔案—FileWriter類別 • 利用FileWriter類別儲存文字檔案的資料，必須依照下面三個步驟來撰寫程式碼。

39. 建立FileWriter物件： • 建立FileWriter物件時，必須指定要儲存的檔案名稱，有下面兩種方式（檔案名稱的寫法與建立FileReader物件的相同）： • FileWriter 物件名稱=new FileWriter("儲存的檔案名稱");：原本檔案中的資料會被覆蓋。 • FileWriter 物件名稱=new FileWriter("儲存的檔案名稱",布林值);：若布林值為true，則會將資料附加在原本資料的後面；若布林值是false，就會預設為覆蓋原本資料。 • 參數"儲存的檔案名稱"可以換成File物件，會儲存File物件的檔案。

40. 使用write函式將資料寫入檔案： • 要儲存的資料可以是字元、字元陣列或字串型別。

41. 關閉檔案： • 利用close函式可以關閉檔案，關閉檔案後就不可以再儲存資料。

42. 例如下面的程式碼：

44. 上述程式碼分析如下： • 第7行建立FileWriter物件，並指定儲存的檔名為ch07_03_03.txt，因為沒有設定布林值，所以若該檔案原本存在，會覆蓋原本檔案中的資料。 • 第9與11行利用write函式分別將字串s與字元陣列c寫入檔案中。 • 第13行利用close函式關閉檔案。 • 第14~20行利用FileReader物件讀取ch07_03_03.txt，並顯示出來。

45. 完成後，執行程式的畫面顯示如下：

49. 7-3.4　逐行讀取資料—BufferedReader類別 • 除了利用FileReader類別來讀取文字檔案，也可以利用BufferedReader類別先建立一個緩衝區物件，然後使用readLine函式逐行讀取緩衝區的資料，這樣就不用預先宣告一個字元陣列來儲存讀取的資料了。 • 利用BufferedReader類別讀取文字檔案的資料，必須依照下面三個步驟來撰寫程式碼。

50. 建立BufferedReader物件： • 利用一個FileReader物件當做參數來建立BufferedReader物件，同樣地，必須指定要儲存的檔案名稱（檔案名稱的寫法與建立FileReader物件的相同）。