認識檔案與圖片

1. 導言

在程式設計中幾乎一定會與檔案打交道。大家都熟悉的例子：儲存記事文字、遊戲進度、複製圖片，或從設定檔讀取配置。

在 Java 中有現代又好用的工具：Path 和 Files，位於套件 java.nio.file。它們讓你用幾行程式就能開啟檔案、讀取內容、寫入文字，甚至複製圖片。

檔案路徑 (Path)

檔案一定存在於某個磁碟位置，若要存取它，就必須指定路徑。為此 Java 提供 Path 類別，而建立新物件可以使用方法 Path.of()。

Path path = Path.of("hello.txt"); // 相對路徑
Path absPath = Path.of("C:/Users/Me/image.png"); // 絕對路徑 (Windows)

說明:

• 相對路徑會在目前的專案資料夾中尋找檔案（例如 "hello.txt"）。
• 絕對路徑則是完整位址：磁碟、資料夾與檔名。

2. 處理文字檔案

在 Java 的觀點中，檔案大致分為兩類 — 文字與二進位。若內容可以表達成人類可讀的文字，就是文字檔；其餘情況則是純粹的位元組集合（也就是二進位檔）。

將文字寫入檔案 — writeString

要把字串寫入檔案，可使用方法 writeString。

Path p = Path.of("hello.txt");
Files.writeString(p, "你好，檔案！");

這裡發生了什麼：

1. 建立一個 Path 物件，指向 "hello.txt"；
2. 用 writeString 方法將字串寫入；
3. 若檔案不存在，會自動建立。

如此便能輕鬆把記事或訊息存成文字檔。

從檔案讀取文字 — readString

方法 readString 可以一次將整個檔案讀入為一個字串。

Path p = Path.of("hello.txt");
String content = Files.readString(p);
System.out.println(content);

現在在變數 content 中存放的是檔案內容。這對小型檔案很方便：設定檔、文字、JSON 文件。

3. 處理二進位檔案

並非所有檔案都是文字。圖片、音樂、壓縮檔 — 這些是位元組的集合。要處理它們可以使用 write 和 readAllBytes 方法。

將位元組寫入檔案 — write

方法 write() 可以把位元組陣列寫入檔案。它也常被稱為緩衝區（byte buffer）。

byte[] data = {65, 66, 67, 68}; // 字元 A B C D
Files.write(Path.of("letters.bin"), data);

這裡我們將位元組陣列寫入檔案。若以文字方式開啟，裡面會是字母 "ABCD"。

讀取位元組 — readAllBytes

要把檔案內容讀回成位元組陣列，可使用方法 readAllBytes。

byte[] buffer = Files.readAllBytes(Path.of("letters.bin"));

// 將讀到的位元組陣列輸出到螢幕
for (byte b : buffer) 
{
    System.out.print((char)b + " ");
}

畫面上會輸出：

A B C D

這種方式可用於各種二進位檔案 — 圖片、文件、音樂等。

4. 常見的檔案操作情境

最常見的檔案操作，大概就是複製檔案了。

複製檔案

要複製檔案，可以先把它讀成位元組陣列，再寫入到另一個檔案。

Path in = Path.of("logo.png");
Path out = Path.of("logo_copy.png");

byte[] bytes = Files.readAllBytes(in);
Files.write(out, bytes);

透過這個方法，你可以不必在意格式，直接複製圖片、文件或任何其他檔案。

檢查存在與大小

有時需要確認檔案是否存在，並取得它的大小。為此可以使用 exists 與 size 方法。

Path p = Path.of("hello.txt");
if (Files.exists(p)) 
{
    long size = Files.size(p);
    System.out.println("找到檔案，大小: " + size + " 位元組");
} 
else 
{
    System.out.println("找不到檔案！");
}

這對除錯很有幫助：你能確定自己是否在操作正確的檔案。

5. 例外狀況

檔案操作可能會失敗：檔案不存在、沒有存取權限、磁碟已滿或檔案被其他程式占用。因此，應將對磁碟的操作包在 try-catch 中，或用 throws 將例外往外拋。

try 
{
    String content = Files.readString(Path.of("hello.txt"));
    System.out.println(content);
} 
catch (IOException e) 
{
    System.out.println("讀取時發生錯誤: " + e.getMessage());
}

如此一來，程式不會直接「當掉」，而是能友善地告訴使用者發生了什麼。如果需要，也可以在方法上使用 throws，把 IOException 沿著呼叫堆疊往外拋。