靜態類別 File 和 Directory

1. 介紹

直接操作流（StreamReader, StreamWriter, FileStream）非常有用，特別是當你需要在低層級控制讀寫流程時：例如，分塊寫入或分段處理大型檔案。

但在實務上，很多情境只是想知道：「這個檔案存在嗎？」「把檔案從這裡複製到那裡」「刪除檔案」「取得資料夾中所有 .txt 檔案的清單」等等。針對這類工作，Microsoft 提供了兩個通用工具：靜態類別 File 和 Directory。靜態的意思是你不需要建立實例，直接用類別名稱呼叫方法。

生活類比

如果流是你拿著鉛筆，一筆一畫地在紙上寫字，那 File 和 Directory 就像你的桌子和抽屜：你可以「瞬間」打開一個抽屜（Directory），從裡面拿出一張紙（File.ReadAllText），丟掉那張紙（File.Delete），甚至把整個抽屜搬到房間另一邊（Directory.Move）。簡單的事就用簡單的方法。

2. 類別 File：是什麼、有什麼用

File 提供了一組方便的靜態方法，涵蓋常見的檔案操作。

最常用的方法

File.Exists(path)

File.ReadAllText(path)

File.ReadAllLines(path)

File.WriteAllText(path, text)

File.AppendAllText(path, text)

File.Copy(source, destination)

File.Delete(path)

File.Move(source, destination)

File.Open/Read/Write/Create

快速範例：檢查檔案並讀取

string filePath = "data.txt";

if (File.Exists(filePath))
{
    string content = File.ReadAllText(filePath);
    Console.WriteLine("檔案內容：");
    Console.WriteLine(content);
}
else
{
    Console.WriteLine("找不到檔案！");
}

看到了嗎？對於簡單情況完全不用手動管理流！

3. 類別 Directory：管理資料夾不再痛苦

如果 File 處理單一檔案，那 Directory 就是處理資料夾（目錄）。

主要任務

Directory.Exists(path)

Directory.CreateDirectory(path)

Directory.Delete(path)

Directory.GetFiles(path)

Directory.GetDirectories(path)

Directory.Move(source, destination)

Directory.GetCurrentDirectory()

範例：建立資料夾並把檔案存進去

string dirPath = "Results";
if (!Directory.Exists(dirPath))
{
    Directory.CreateDirectory(dirPath);
    Console.WriteLine("資料夾 'Results' 已建立。");
}

string filePath = Path.Combine(dirPath, "summary.txt");
File.WriteAllText(filePath, "最終資料：...");

Console.WriteLine($"檔案 {filePath} 已寫入。");

4. File 和 Directory 的典型使用情境

若只看到基本方法可能覺得無聊！我們用一個簡單的應用場景來展示它們的用法（假設我們做一個簡單的待辦清單系統 todo-list，結果儲存在檔案中）。

儲存資料到檔案（覆寫舊檔）

// 將待辦事項儲存到檔案
string[] todos = { "買麵包", "打電話給醫生", "做 C# 的作業" };
string filePath = "todo.txt";
File.WriteAllLines(filePath, todos);

Console.WriteLine("待辦清單已儲存。");

從檔案載入資料

// 若檔案存在則載入任務
if (File.Exists(filePath))
{
    string[] loadedTodos = File.ReadAllLines(filePath);
    Console.WriteLine("你的待辦清單：");
    foreach (var task in loadedTodos)
    {
        Console.WriteLine("- " + task);
    }
}
else
{
    Console.WriteLine("你還沒有待辦清單。");
}

新增任務（不覆寫檔案）

string newTask = "帶狗去散步";
File.AppendAllText(filePath, newTask + Environment.NewLine);
Console.WriteLine("任務已加入！");

複製與備份檔案

string backupPath = "todo_backup.txt";
File.Copy(filePath, backupPath, overwrite: true);
Console.WriteLine("待辦清單備份已建立。");

移動（或重新命名）檔案

string archivePath = "todo_archive.txt";
File.Move(filePath, archivePath);
Console.WriteLine("待辦清單已封存（重新命名）。");

刪除檔案

if (File.Exists(archivePath))
{
    File.Delete(archivePath);
    Console.WriteLine("封存已刪除 — 釋放空間！");
}

5. 資料夾操作：範例

建立目錄階層

string path = Path.Combine("Reports", "2024", "June");
Directory.CreateDirectory(path);
Console.WriteLine($"資料夾 {path} 已建立（包含中間資料夾）。");

取得檔案與資料夾清單

string dirPath = "Reports";
if (Directory.Exists(dirPath))
{
    string[] files = Directory.GetFiles(dirPath);
    Console.WriteLine("資料夾中的檔案：");
    foreach (var file in files)
    {
        Console.WriteLine(file);
    }

    string[] subDirs = Directory.GetDirectories(dirPath);
    Console.WriteLine("子目錄：");
    foreach (var dir in subDirs)
    {
        Console.WriteLine(dir);
    }
}

按遮罩過濾檔案（只要 .txt）

string[] txtFiles = Directory.GetFiles(dirPath, "*.txt");
Console.WriteLine("只有 .txt 檔案：");
foreach (var file in txtFiles)
{
    Console.WriteLine(file);
}

遞迴遍歷（所有子目錄中的檔案）

string[] allFiles = Directory.GetFiles(dirPath, "*.*", SearchOption.AllDirectories);
Console.WriteLine("所有子目錄中的檔案：");
foreach (var file in allFiles)
{
    Console.WriteLine(file);
}

移動與刪除目錄

string from = "OldReports";
string to = "Archive/OldReports";
if (Directory.Exists(from))
{
    Directory.Move(from, to);
    Console.WriteLine($"資料夾 {from} 已移動到 {to}");
}

if (Directory.Exists(to))
{
    Directory.Delete(to, recursive: true); // true: 刪除內部所有內容
    Console.WriteLine($"資料夾 {to} 已刪除（含所有內容）。");
}

6. 有用的小細節

與路徑整合：類別 Path

處理檔案與資料夾時常需要組合完整路徑、合併目錄與檔名、解析副檔名、檢查允許的字元。這些都可以用輔助類別 Path。

範例

string folder = "Results";
string filename = "week1.txt";
string fullPath = Path.Combine(folder, filename); // 安全的合併方式！
Console.WriteLine(fullPath); // "Results/week1.txt"（或在 Windows 上是 "\"）

• 取得檔案副檔名： Path.GetExtension(fullPath)
• 取得不含路徑的檔名： Path.GetFileName(fullPath)

用 Path.Combine 代替字串串接——對跨平台應用更安全。

「一次完成」的方法 vs 流式變體

很多 File 和 Directory 的方法（例如 File.ReadAllText, File.WriteAllText, Directory.GetFiles）會把工作一次做完：讀取/寫入/取得檔案清單一次性完成。這非常方便，但不適合超大檔案或超大目錄，可能會耗盡記憶體。處理 GB 級資料時請改用流類別（StreamReader, StreamWriter, FileStream 等）或分段處理。

何時用 File/Directory，何時用流類別

File.Exists, Directory.Exists

File.ReadAllText, WriteAllText

File.AppendAllText

Directory.GetFiles

File.Copy/Delete/Move

實務意義與應用場景

• 快速載入/儲存設定、設定檔、JSON/XML 檔案。
• 記錄系統（將 log 寫到磁碟）。
• 簡單的備份工具與資料遷移。
• 掃描多媒體、照片、文件的資料夾。
• 使用者情境：載入範本、匯出/匯入、產生報表等。

面試中的實作題也常會用到這些類別：例如「實作一個函式計算資料夾中所有 .txt 檔案的總大小」、「把檔案備份到另一個資料夾」等等。

視覺速查：什麼情況用哪個方法

graph TD
    A[你想做什麼？]
    A -->|檢查是否存在| B[File.Exists 或 Directory.Exists]
    A -->|整個讀/寫檔案| C[File.ReadAllText/WriteAllText]
    A -->|新增資料到檔案| D[File.AppendAllText]
    A -->|處理資料夾| E[Directory.CreateDirectory, GetFiles, GetDirectories]
    A -->|複製/刪除/移動檔案| F[File.Copy/Delete/Move]
    A -->|複製/刪除整個資料夾| G[Directory.Delete/Move]

7. 特性與常見錯誤

存在檢查與競態條件。即使先檢查了檔案/資料夾存在，另一個程序也可能在你實際操作前改變它。即便已檢查，還是要用 try-catch 包住實際操作！

存取權限。如果應用沒有讀/寫/刪除權限，方法會丟出 UnauthorizedAccessException。

路徑太長。舊版 Windows 常見的最大路徑長度是 260 字元；在 .NET 9 情況有所改善，但仍要小心。

錯誤處理。像 File.ReadAllText 或 Directory.GetFiles 這類方法遇到錯誤會直接丟例外：檔案/資料夾不存在就會失敗。把呼叫包在 try-catch 裡，或是先檢查存在性再操作。