第 14 章 檔案與串流 14.1 檔案概論 14.2 串流概論 14.3 File（檔案/資料夾）類別 14.4 字元資料的存取

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1 第 14 章 檔案與串流 14.1 檔案概論 14.2 串流概論 14.3 File（檔案/資料夾）類別 14.4 字元資料的存取
第 14 章 檔案與串流 14.1 檔案概論 14.2 串流概論 14.3 File（檔案/資料夾）類別 14.4 字元資料的存取 14.5 位元組資料的存取 14.6 實例

2 　　從鍵盤、滑鼠或其他周邊設備所輸入的資料，都暫時儲存於主記憶體中。當結束程式執行時，這些資料都會消失，下次要應用時需重新輸入。為了要節省重新輸入資料的時間或避免重要資料遺失，最好將這些資料存放在檔案中。在有需要的時侯，程式還可以將檔案內的資料讀取出來，或再將更新過的資料存入檔案中。 Java語言與檔案之間的溝通，是讓一串串的資料在電腦記憶中進進出出，形成了「串流」（stream），可貼切描述出資料在程式與檔案之間相互流動的情形。

3 14.1 檔案概論 　程式與資料最好分別存檔。當資料有異動時，只要修改資料檔案的內容即可，不會影響程式檔案執行；同時相同的程式檔案也可以處理不同資料檔案。例如學校成績系統可以處理各科系、各班級的成績資料。系統只有一個，但是不同的老師都可以利用此系統來處理自己科目的成績資料。 檔案可分成「文字檔」與「非文字檔」兩種。文字檔是可以直接閱讀，即一般人可以看得懂的，如：程式原始碼（*.java）、HTML程式碼。而非文字檔是一般人看不懂的字碼，當然是無法直接閱讀的，如：音樂檔、圖形檔、編譯後的類別檔。

4 14.2 串流概論 　Java是以「串流」的方式來處理輸入與輸出的資料，而串流可以分成「輸入串流」與「輸出串流」。輸入串流包括從鍵盤輸入的資料、從檔案讀取的輸入資料…。輸出串流包括將資料處理的結果存入檔案、將資料處理的結果列印出來、將資料處理的結果顯示在螢幕上…。 串流的資料可由字元（char）或位元組（byte）組成，因此在資料處理上可分為「字元串流」與「位元組串流」。其中字元串流是用來處理16個位元的Unicode資料；而位元組串流是用來處理8個位元(bit)的資料。 在撰寫Java程式碼若遇到使用串流時，會用到 java.io 套件裡的類別，因此在程式碼的開頭要載入 java.io 套件，如下：

5 　在上一章，因為讀取音樂檔或多媒體檔，我們有很多機會接觸到輸入串流，也接觸到相伴產生的問題，即是無法順利取得輸入串流時，會丟出 Exception 例外，要用 try … catch 來捕捉，或用throws Exception來處理。無論處理的輸入串流或是輸出串流，都會有處理例外的問題。如果要詳細的區分，這種例外類別是屬輸出入會發生的例外，其例外類別應為IOException，只是Exception 它是可以代表所有的例外。

6 14.3 File（檔案/資料夾）類別 當我們使用Word應用程式編輯文件時，該文件最終會以 *.doc 的格式被Word程式儲存成文件檔案。而該檔案在儲存前，使用者必須要先尋找或建立一個資料夾來存放這個檔案。 上面的敘述提到了資料夾與檔案，在Java語言中，我們可以使用File類別的物件來指定或建立資料夾與檔案實體。在這裡要注意的是，File類別並不提供開啟檔案、關閉檔案或進行檔案讀寫資料的功能。

7 1. File (String pathname) 建立資料夾或檔案物件，用來指定資料夾或檔案實體。此時尚未包 含建立資料夾或檔案實體。
建立資料夾或檔案物件，用來指定資料夾或檔案實體。此時尚未包 含建立資料夾或檔案實體。 【簡例】 File myDir = new File("D:\\Java2"); 或 File myDir = new File("D:/Java2"); 「\\」的第一個「\」為跳脫字元，第二個「\」為反斜線字元。 建立資料夾物件myDir，myDir物件所指定的資料夾標題文字為『Java2』。而這資料夾實體將來會被建立在 D:\ 路徑中（D為磁碟機），目前尚未到建立資料夾實體的階段。

8 1. File (String pathname) 建立資料夾或檔案物件，用來指定資料夾或檔案實體。此時尚未包 含建立資料夾或檔案實體。
建立資料夾或檔案物件，用來指定資料夾或檔案實體。此時尚未包 含建立資料夾或檔案實體。 【簡例】 File myDir = new File("D:\\Java2"); 或 File myDir = new File("D:/Java2"); 「\\」的第一個「\」為跳脫字元，第二個「\」為反斜線字元。 建立資料夾物件myDir，myDir物件所指定的資料夾標題文字為 『Java2』。而這資料夾實體將來會被建立在 D:\ 路徑中（D為磁碟 機），目前尚未到建立資料夾實體的階段。 【簡例】 File myFile = new File("D:\\try.txt"); 或 File myDir = new File("D:/try.txt"); 建立檔案物件myFile，myFile物件所指定的檔案標題文字為『try.txt』。而 這檔案實體將來會被建立在即有的 D:/ 路徑中，目前尚未到建立檔案實體 的階段。 建議資料夾名稱不要有副檔名，而檔案名稱宜取有意義的副檔名。

9 2. File (File parent, String child)
【簡例】 File childDir = new File(myDir, "next"); 建立子資料夾物件childDir，指定子資料夾標題文字為『next』。而這子資 料夾實體將來會被建立在myDir資料夾物件指定的資料夾路徑中（如已建 立的『D:\Java2』）。 【簡例】 File childFile = new File(myDir, "try2.txt"); 建立檔案物件childFile，指定檔案標題文字為『try2.txt』。而這檔案實體將 來會被建立在myDir資料夾物件指定的資料夾路徑中（如已建立的 『D:\Java2』）。

10 3. File (String parent, String child)
在即有的父資料夾路徑中建立子資料夾或檔案物件，目前只是指定子資料夾或檔案實體。尚未到建立資料夾或檔案實體的階段。 【簡例】 File childDir = new File("D:\\Java2", "next2"); 或 File childDir = new File("D:/Java2", "next2"); 建立子資料夾物件childDir，指定子資料夾標題文字為『next2』。而這子 資料夾實體將來會被建立在已建立的 D:\Java2 路徑中。 【簡例】 File childFile = new File("D:\\Java2", "try2.txt"); 或 File childFile = new File("D:/Java2", "try2.txt"); 建立檔案物件childFile，指定檔案標題文字為『try2.txt』。而這檔案實體將來會被建立在已建立的 D:\Java2 路徑中。

11 二、File類別的方法 1. boolean mkdir() 在指定的路徑中建立資料夾。若路徑不存在，則建立失敗。若資料夾已存在，不重新建立。當建立成功時，傳回true；建立失敗時，傳回false。 2. boolean mkdirs() 在指定的路徑中建立資料夾，若路徑不存在，則先行建立該路徑，再建立本資料夾。若資料夾已存在，不重新建立。當建立成功時，傳回true；建立失敗時，傳回false。 3. boolean createNewFile() 在指定的路徑中建立檔案，若路徑不存在，則出現錯誤。若檔案已存在，不重新建立。當建立成功時，傳回true；建立失敗時，傳回false。

12 4. boolean delete() 刪除指定的檔案。 5. boolean renameTo(File pathname) 更改資料夾或檔案的標題文字。若有資料夾或檔案，傳回true；否則，傳回false。 6. boolean exists() 檢查資料夾或檔案物件是否已建立。若存在，傳回true；否則，傳回false。 7. boolean isDirectory() 檢查是否為已建立的資料夾物件。若是，傳回true；否則，傳回false。

13 8. boolean isFile() 檢查是否為已建立的檔案物件。若是，傳回true；否則，傳回false。 9. String getName() 以字串型別取得資料夾或檔案標題文字，不包含路徑。 10. String getPath() 以字串型別取得資料夾或檔案包含路徑的完整標題文字。 11. String getParent() 以字串型別取得資料夾或檔案的上層路徑標題文字。

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16 1. 行04~05：建立資料夾物件myDir，myDir物件所指定的資料夾標題文字為『D:\Dir1』。
2. 行06~09：檢查磁碟機與資料夾物件是否已存在或尚未建立。 3. 行10~14：檢查資料夾物件是否建立成功。若該資料夾物件之前已被建立而存在著，則不會重新建立。

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19 1. 行04~05：建立檔案物件myFile，myFile物件所指定的檔案標題文字為『test1.txt』。
2. 行06~09：檢查檔案物件是否已存在或尚未建立。 3. 行10~14：檢查檔案物件是否建立成功。若該檔案物件之前已被建立而存在著，則不會重新建立。

20 14.4 字元資料的存取 14.4.1 將字元資料寫入檔案 字元資料流為16 bits的Unicode文字串流，即雙位元組資料。
將字元資料寫入檔案 　　 　　將字元資料寫入檔案，需使用FileWriter與BufferedWriter類別，這種處理字元串流的類別物件 稱為「串流物件」。其建構子及常用方法如下：

21 1. FileWriter(File myFile)  myFile為檔案類別的物件名稱，參閱14.3節說明。 【簡例】
File myFile = new File(“D:/Dir1/java/stu.txt”); FileWriter fileWrite = new FileWriter(myFile); 2. FileWriter(String filename)  filename為檔案名稱，可包含檔案所在磁碟機、資料夾與檔名。  建立一個可供寫入字元資料的輸出串流物件，用來開啟輸出的字 元資料檔，而同名稱的檔案會被覆蓋掉。 【簡例】 FileWriter fileWrite = new FileWriter(”D:\\Dir1\\java\\stu.txt”); 或 FileWriter fileWrite = new FileWriter(”D:/Dir1/java/stu.txt”); 其中 fileWrite 為串流物件。建立 student.txt 字元資料檔案，如果該檔案已存在，會被覆蓋。

22 3. FileWriter(String filename, Boolean append)
append若設為true，則寫入的資料會加在原檔案後面，若設為 false，則原檔案內容會被覆蓋不見，新資料由最前面開始寫入。預設 值為false。 二、BufferedWriter建構子： 1. BufferedWriter(FileWriter fWriter) 建立記憶體緩衝區，準備輸出串流到檔案，讓資料的操作增加效能。 【簡例】 開啟緩衝區輸出串流。 2. BufferedWriter(FileWriter fWriter, int size) 建立記憶體緩衝區輸出串流，並設定緩衝區佔用記憶體的大小，預設 值為512 Bytes。 FileWriter fileWrite = new FileWriter(”D:/Dir1/java/stu.txt”); BufferedWriter fileOut = new BufferedWriter(fileWrite);

23 三、方法： 1. void write(String str) 將str字串寫入輸出串流。過程是先存於緩衝區，再由緩衝區寫入檔案中。 2. void write(int c) 將單一字元寫入輸出串流。 3. void newLine() 寫入換行字元。 4. void flush() 清理緩衝區並釋放記憶空間，若緩衝區內還有資料，會全部寫入檔案中。 5. void close() 關閉輸出串流，即關閉檔案。

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25 1. 在主控制台模式下編譯及執行的情形，看不出有任何執行結果。

26 2. 開啟「D:\Dir1\java」資料夾，觀察該資料夾內是否有stu.txt檔。

27 3. 用「記事本」應用程式來開啟 stu.txt，結果如下：

28 3. 行08~09：若將檔案物件childFile改為字串"stu.txt" ，即第06行改為
1. 行04~05：建立資料夾物件myDir，所指定的資料夾標題文字為『D:\Dir1\java』。若路徑不存在，不能使用 mkdir() 方法，需使用 mkdirs() 方法，先行建立路徑，再建立本資料夾。 2. 行06：在即有的父資料夾myDir物件中（路徑為D:\Dir1\java）建立檔案物件childFile，其檔案標題為『stu.txt』。 3. 行08~09：若將檔案物件childFile改為字串"stu.txt" ，即第06行改為 則該「stu.txt」會儲存於J14_4_1.class同一資料夾內。 4. 行10：寫入一筆資料。 5. 行11：寫入換行字元，使往下移一行。 6. 行14：清理緩衝區。若緩衝區內還有資料，會全部寫入檔案中。 7. 行15：關閉檔案。 8. 行17~19：若路徑有錯或無法寫入此檔案，會出現「檔案處理有誤!!」訊息。 File childFile = new File(myDir, "stu.txt");

29 從檔案讀取字元資料 　　 　　若要由檔案中讀出字元資料，需使用FileReader與BufferedReader類別。其建構子及常用方法如下： 一、FileReader建構子： 1. FileReader(File myFile)  myFile為檔案類別的物件名稱，參閱14.3節說明。 【簡例】 2. FileReader(String filename) 建立一個可供讀取字元資料的輸入串流物件，用來從指定的檔案取出 資料。 File myFile = new File(“D:/Dir1/java/stu.txt”); FileReader fileRead = new FileReader(myFile); FileWriter fileWrite = new FileWriter(”D:/Dir1/java/stu.txt”);

30 二、BufferedReader建構子： 1. BufferedReader(FileReader fRead)
建立記憶體緩衝區，準備輸入串流給程式處理，讓資料的操作增加效能。 【簡例】 FileReader fileRead = new FileReader(”D:/Dir1/java/stu.txt”); BufferedReader fileIn = new BufferedReader(fileRead); 開啟緩衝區輸入串流。 2. BufferedReader(FileWReader fRead, int size) 　建立記憶體緩衝區輸入串流，並設定緩衝區大小，預設值為 　512 Bytes。

31 三、方法： 1. String readLine() 　讀取一行字串。資料由檔案取出到緩衝區，再由緩衝區取出給 　程式處理。 2. int read() 　讀取單一字元。 3. long skip(long n) 　跳過n個字元。 4. void close() 　關閉輸入串流，即關閉檔案。

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34 1. 行12：讀取一行字串資料。 2. 行13：若所寫資料為空字串，表示後面沒有資料。 3. 行16：關閉檔案。

35 14.5 位元組資料的存取 　　位元組資料流為8 bits的位元組串流。讀出與寫入需要使用FileInputStream與FileOutputStream類別。其建構子及常用方法如下： 一、建構子： 1. FileInputStream(String filename) 　建立一個可供讀取位元組資料的串流物件。 2. FileOutputStream(String filename) 　建立一個可供寫入位元組資料的串流物件，而同名稱的檔案會 　被覆蓋掉。

36 二、方法： 1. int available() 　取得輸入位元組資料串流所佔的位元組大小。 2. int read(byte[ ] b) 　將所讀取的輸入位元組資料串流存放到位元組陣列 b 中。 3. int write(byte[ ] b) 　將存放在位元組陣列 b 內的資料寫入到輸出串流物件。 4. void close() 　關閉位元組串流。

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39 1. 在主控制台模式下編譯完後，鍵入『dir』指令。請留意，目前資料夾內共有3個檔案，其中圖形檔案名稱只有一個，檔名為「babys
1. 在主控制台模式下編譯完後，鍵入『dir』指令。請留意，目前資料夾內共有3個檔案，其中圖形檔案名稱只有一個，檔名為「babys.jpg」。

40 2. 接著鍵入『java J14_5_1』執行程式，再鍵入『dir』指令。結果資料夾內已有4個檔，其中圖形檔增加一個，其檔名為「複製- babys.jpg」。

41 1. 行06：取得輸入串流。並將讀取多媒體檔案「babys.jpg」的位元資料，指派給串流物件fileIn。
2. 行07：取得輸入串流所佔的位元組大小，並建立一個同位元組元素數量的data陣列。 3. 行08：將輸入串流存放到data陣列。 4. 行10：取得輸出串流。即建立一個可供寫入位元資料的串流物件，預定要將串流輸出的檔案名稱為「複製- babys.jpg」。若有同名稱的檔案會被覆蓋掉。 5. 行11：將存放在位元組陣列data內的資料寫入到輸出串流物件。

42 14.6 實例

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47 1. 行07~17：先逐行讀取「poem1.txt」檔案中的字元資料，然後逐行寫入「poem3.txt」檔案中。
2. 行18~27：接著再逐行讀取「poem2.txt」檔案中的字元資料，繼續寫入「poem3.txt」檔案中，使資料接續在「poem1.txt」資料的後面。

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49 2. 再使用輸入對話框先後輸入二筆學生資料。 4. 若不再輸入資料，直接按 鍵表示結束輸入資料。

50 4. 接著在螢幕會顯示已輸入的資料，並計算平均成績，然後結束程式執行。
5. 再重新執行程式，使用輸入對話框先後輸入相同資料夾與檔案標題。 6. 輸入一筆新資料。若不再輸入資料，直接按 鍵表示結束輸入資料。

51 7. 接著，螢幕會顯示資料，新資料加在舊資料的後面。然後結束程式執行。

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55 1. 行01：載入 java.util.* 套件，目的在提供第39~40行有關StringTokenizer 類別的使用。
2. 行07：若沒有輸入資料夾名稱，則檔案存於目前磁碟機最上層。 3. 行10：若沒有輸入檔案名稱，則顯示「存檔路徑有誤!!」。 4. 行18：若輸入資料為空字串，表示不再輸入資料。 5. 行38：若檔案中沒有資料，則跳離迴圈。 6. 行39~44：以”，”為分解子字串，然後分別轉為姓名字串與國文、英文整數分數，計算其平均分數，然後顯示出來。（參考4.8節）