檔案與 I/O

import java.io.File; import java.io.IOException; import java.nio.charset.StandardCharsets; import java.nio.file.Files; import java.nio.file.Path;

/** File（傳統）與 Path、Files（現代）的對照 */ public class FileInfoDemo

public static void main(String[] args) throws IOException

// 先用現代 API 建立測試檔（內容是 16 個 ASCII 字元） Path path = Path.of("demo.txt"); Files.writeString(path, "Hello, File I/O!", StandardCharsets.UTF_8);

// —- 傳統 java.io.File：物件代表「路徑」而非內容 —- File file = new File("demo.txt"); System.out.println("存在嗎？" + file.exists()); System.out.println("是目錄嗎？" + file.isDirectory()); System.out.println("大小：" + file.length() + " 位元組");

// —- 現代 java.nio.file：Path 表路徑，Files 提供操作 —- System.out.println("存在嗎？" + Files.exists(path)); System.out.println("大小：" + Files.size(path) + " 位元組"); System.out.println("檔名：" + path.getFileName());

Files.delete(path); // 收尾：刪除測試檔 System.out.println("刪除後還存在嗎？" + Files.exists(path));

import java.io.FileInputStream; import java.io.FileOutputStream; import java.io.IOException; import java.nio.file.Files; import java.nio.file.Path;

/** 用位元組流複製檔案：一次搬一桶（緩衝區），不是一滴一滴搬 */ public class FileCopyDemo

/** 核心邏輯：來源讀進緩衝區，再寫到目的地 */ static void copy(String from, String to) throws IOException

// try-with-resources：兩個流都保證會被關閉 try (FileInputStream in = new FileInputStream(from); FileOutputStream out = new FileOutputStream(to))

byte[] buffer = new byte[4096]; // 4 KB 緩衝區 int count; // 本輪實際讀到的位元組數

// read 回傳 -1 代表已到檔案結尾（EOF） while ((count = in.read(buffer)) != -1) // 只寫出「實際讀到」的部分：最後一輪常常裝不滿 out.write(buffer, 0, count);

public static void main(String[] args) throws IOException

// 準備一個 10000 位元組的來源檔 Path source = Path.of("source.bin"); Files.write(source, new byte[10000]);

copy("source.bin", "target.bin"); // 執行複製

System.out.println("來源大小：" + Files.size(Path.of("source.bin")) + " 位元組"); System.out.println("目標大小：" + Files.size(Path.of("target.bin")) + " 位元組");

Files.delete(Path.of("source.bin")); // 清理測試檔 Files.delete(Path.of("target.bin"));

import java.io.BufferedReader; import java.io.BufferedWriter; import java.io.IOException; import java.nio.charset.StandardCharsets; import java.nio.file.Files; import java.nio.file.Path;

/** 字元流讀寫文字檔：務必明確指定 UTF-8 編碼 */ public class TextFileDemo

public static void main(String[] args) throws IOException

Path path = Path.of("notes.txt");

// 寫入：newBufferedWriter 建立「緩衝 + UTF-8」的字元流 try (BufferedWriter writer = Files.newBufferedWriter(path, StandardCharsets.UTF_8)) writer.write("第一行：Java 檔案處理"); writer.newLine(); // 跨平台的換行寫法 writer.write("第二行：中文需要正確編碼"); writer.newLine(); writer.write("第三行：完"); writer.newLine(); // 離開 try 時自動 flush 並關閉

// 讀取：readLine 一次讀一行，讀到結尾回傳 null try (BufferedReader reader = Files.newBufferedReader(path, StandardCharsets.UTF_8)) String line; int lineNo = 1; while ((line = reader.readLine()) != null) System.out.println(lineNo + " | " + line); lineNo++; // 行號遞增

Files.delete(path); // 清理測試檔

import java.io.IOException; import java.nio.file.Files; import java.nio.file.Path; import java.nio.file.StandardCopyOption; import java.util.List;

/** NIO.2 的 Files 工具方法：一行搞定常見檔案操作 */ public class FilesToolboxDemo

public static void main(String[] args) throws IOException

Path path = Path.of("todo.txt");

// 一行寫入多行文字（自動加換行，預設 UTF-8） Files.write(path, List.of("買牛奶", "繳電費", "回覆信件"));

// readString：整個檔案讀成一個字串（小檔案最方便） String all = Files.readString(path); System.out.println("字元總數：" + all.length());

// readAllLines：整個檔案讀成 List<String> List<String> lines = Files.readAllLines(path); System.out.println("共 " + lines.size() + " 行，第二行是：" + lines.get(1));

// copy：複製檔案（REPLACE_EXISTING：目標存在就覆蓋） Path backup = Path.of("todo-backup.txt"); Files.copy(path, backup, StandardCopyOption.REPLACE_EXISTING); System.out.println("備份存在：" + Files.exists(backup));

Files.delete(path); // delete：刪除檔案 Files.delete(backup); System.out.println("清理完成：" + !Files.exists(path));

import java.io.IOException; import java.nio.file.Files; import java.nio.file.Path; import java.util.stream.Stream;

/** 走訪目錄內容 */ public class ListDirDemo

public static void main(String[] args) throws IOException

// 建立測試目錄與三個檔案 Path dir = Files.createDirectories(Path.of("data-dir")); Files.writeString(dir.resolve("a.txt"), "A"); Files.writeString(dir.resolve("b.csv"), "B"); Files.writeString(dir.resolve("c.log"), "C");

// Files.list 回傳 Stream<Path>（Stream 於進階篇詳述） // 作業系統列出的順序不保證，先排序讓輸出可預測 try (Stream<Path> entries = Files.list(dir)) entries.sorted().forEach(p -> System.out.println("發現檔案：" + p.getFileName()));

// 清理：先刪檔案再刪目錄（目錄必須是空的才刪得掉） Files.delete(dir.resolve("a.txt")); Files.delete(dir.resolve("b.csv")); Files.delete(dir.resolve("c.log")); Files.delete(dir); System.out.println("清理完成");

import java.io.FileInputStream; import java.io.FileOutputStream; import java.io.IOException; import java.io.ObjectInputStream; import java.io.ObjectOutputStream; import java.io.Serializable; import java.nio.file.Files; import java.nio.file.Path;

/** 可序列化的會員檔案：實作 Serializable 這個「標記介面」 */ class Profile implements Serializable

// 序列化版本號：類別演進時用來判斷新舊版本是否相容 private static final long serialVersionUID = 1L;

private final String name; // 會被寫入檔案 private final int level; // 會被寫入檔案

// transient：敏感或可重建的欄位，序列化時直接跳過 private transient String sessionToken;

Profile(String name, int level, String sessionToken) this.name = name; this.level = level; this.sessionToken = sessionToken;

@Override public String toString() return "Profilename=" + name + ", level=" + level + ", sessionToken=" + sessionToken + "";

/** 序列化與反序列化的完整流程 */ public class SerializationDemo

public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException

Profile original = new Profile("小明", 5, "TOKEN-9527"); System.out.println("存檔前：" + original);

// 序列化：把物件轉成位元組寫入檔案 try (ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream( new FileOutputStream("profile.ser"))) out.writeObject(original);

// 反序列化：從位元組還原物件（readObject 回傳 Object，需轉型） Profile restored; try (ObjectInputStream in = new ObjectInputStream( new FileInputStream("profile.ser"))) restored = (Profile) in.readObject();

// transient 欄位不會被還原：參考型別會是 null System.out.println("還原後：" + restored);

Files.delete(Path.of("profile.ser")); // 清理

import java.io.BufferedReader; import java.io.IOException; import java.io.PrintWriter; import java.nio.charset.StandardCharsets; import java.nio.file.Files; import java.nio.file.Path; import java.util.ArrayList; import java.util.List;

/** * CSV 成績檔處理：讀取、解析、統計、輸出報表。 * 整合本章的檔案讀寫與第 4 章的集合知識。 */ public class GradeReport

/** 成績紀錄：一列 CSV 對應一個物件 */ static class Record

final String name; final int score;

Record(String name, int score) this.name = name; this.score = score;

public static void main(String[] args) throws IOException

Path csv = Path.of("scores.csv"); Path report = Path.of("report.txt");

// 步驟零：準備測試用的 CSV 檔（實務上檔案已經存在） Files.write(csv, List.of( "姓名,分數", "小明,88", "小華,95", "小強,61", "小美,73"));

// 步驟一：逐行讀取並解析成物件 List<Record> records = new ArrayList<>(); try (BufferedReader reader = Files.newBufferedReader(csv, StandardCharsets.UTF_8)) String line = reader.readLine(); // 先讀掉標題列 while ((line = reader.readLine()) != null) String[] cols = line.split(","); // 以逗號切出欄位 records.add(new Record(cols[0], Integer.parseInt(cols[1])));

// 步驟二：計算統計數字 int total = 0; int highest = Integer.MIN_VALUE; String topStudent = ""; for (Record r : records) total += r.score; if (r.score > highest) // 追蹤最高分 highest = r.score; topStudent = r.name; double average = (double) total / records.size();

// 步驟三：把報表寫入檔案（PrintWriter 提供 printf 等便利方法） try (PrintWriter writer = new PrintWriter( Files.newBufferedWriter(report, StandardCharsets.UTF_8))) writer.println("成績統計報表"); writer.println("人數：" + records.size()); writer.printf("平均： writer.println("最高分：" + topStudent + "（" + highest + " 分）");

// 步驟四：把報表讀回來印到螢幕，確認結果 for (String line : Files.readAllLines(report)) System.out.println(line);

Files.delete(csv); // 清理測試檔 Files.delete(report);