檢查檔案與目錄是否存在

1. 檢查檔案與目錄是否存在的方法

處理檔案有時像是在地雷區散步：你永遠不知道下一個位元組後面會發生什麼。好消息是：Java 提供了「金屬探測器」——用來檢查檔案與資料夾是否存在的方法。

File 類別：透過 exists()、isFile()、isDirectory() 檢查

傳統做法——使用類別 java.io.File：

File file = new File("example.txt");
if (file.exists()) {
    System.out.println("檔案存在！");
} else {
    System.out.println("找不到檔案。");
}

方法 exists() 會在檔案或資料夾名稱存在時回傳 true。但這還不夠！有時你需要知道存在的是檔案還是目錄。

if (file.isFile()) {
    System.out.println("這是檔案。");
} else if (file.isDirectory()) {
    System.out.println("這是資料夾。");
} else {
    System.out.println("未找到任何項目。");
}

Path 與 Files 類別：現代作法

在現代程式中，建議使用較新且更強大的 API java.nio.file。在這裡，用於檢查是否存在的是靜態方法 Files.exists()：

import java.nio.file.*;

Path path = Paths.get("example.txt");
if (Files.exists(path)) {
    System.out.println("透過 NIO 找到檔案！");
}

要檢查物件類型，請使用：

if (Files.isRegularFile(path)) {
    System.out.println("這是一般檔案！");
}
if (Files.isDirectory(path)) {
    System.out.println("這是資料夾！");
}

提示：對於新專案，建議直接使用 NIO（Path、Files），因為這個 API 較為現代、功能更完整，且與 try-with-resources 更加合拍。

表格：方法比較

File.exists()

Files.exists(Path)

2. TOCTOU 問題：為什麼「檢查」不是萬靈丹

問題的本質是什麼？

假設你檢查過：「檔案存在！」——接著立刻決定讀取它。但在這兩個動作之間，以處理器的尺度來看可能已經過了很久。期間檔案可能被刪除、移動、被其他程序取代，或其存取權限被修改。

這就像打開冰箱，看到有蛋糕，關上門，然後再打開——發現蛋糕已經被吃掉了。程式設計中也有這樣的「室友」：其他程序、使用者、防毒軟體，甚至檔案系統本身。

為什麼這很重要？

因此，即使你確認檔案存在，在嘗試開啟它時仍可能拋出例外——例如 FileNotFoundException 或 AccessDeniedException。

所以檢查並非保證，只是額外的保險。務必隨時準備面對例外並妥善處理！

3. 實作：讀取前先檢查檔案是否存在

我們寫一個函式：若檔案存在就輸出其內容，若不存在則通知使用者。示範兩種作法：傳統 API 與新式 API。

作法 1：透過 File

import java.io.*;

public class FileExistenceCheck {
    public static void main(String[] args) {
        File file = new File("notes.txt");
        if (file.exists() && file.isFile()) {
            try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader(file))) {
                String line;
                while ((line = reader.readLine()) != null) {
                    System.out.println(line);
                }
            } catch (IOException e) {
                System.out.println("讀取檔案時發生錯誤： " + e.getMessage());
            }
        } else {
            System.out.println("找不到檔案 'notes.txt'。");
        }
    }
}

作法 2：透過 Path 與 Files

import java.nio.file.*;
import java.io.IOException;

public class PathExistenceCheck {
    public static void main(String[] args) {
        Path path = Paths.get("notes.txt");
        if (Files.exists(path) && Files.isRegularFile(path)) {
            try {
                Files.lines(path).forEach(System.out::println);
            } catch (IOException e) {
                System.out.println("讀取檔案時發生錯誤： " + e.getMessage());
            }
        } else {
            System.out.println("找不到檔案 'notes.txt'。");
        }
    }
}

即使檢查過——仍要捕捉例外！

在兩個範例中，即使事先做了檢查，我們仍然使用 try–catch 區塊，因為檔案可能隨時消失或變得不可存取。這是操作檔案的黃金法則！

4. 檢查資料夾是否存在

同樣地可以檢查資料夾的存在；若不存在就建立：

import java.nio.file.*;

public class DirectoryCheck {
    public static void main(String[] args) {
        Path dir = Paths.get("data");
        if (Files.exists(dir) && Files.isDirectory(dir)) {
            System.out.println("找到資料夾 'data'。");
        } else {
            System.out.println("找不到資料夾 'data'。正在建立…");
            try {
                Files.createDirectory(dir);
                System.out.println("已建立資料夾！");
            } catch (IOException e) {
                System.out.println("建立資料夾時發生錯誤： " + e.getMessage());
            }
        }
    }
}

順帶一提：
方法 Files.createDirectory() 會在資料夾已存在時丟出例外。若想建立一串巢狀資料夾（例如 "data/2025/09"），請使用 Files.createDirectories()；即使部份資料夾已存在也不會報錯。

5. 重點與細節：相對與絕對路徑

相對路徑

當你寫下 "notes.txt" 時，程式會在「目前工作目錄」中尋找檔案。這個目錄的位置取決於你如何、從哪裡啟動應用程式（IDE、終端機、雙擊 JAR 等等）。

絕對路徑

若要確定尋找的位置，最好使用絕對路徑或動態建構路徑：

String userHome = System.getProperty("user.home");
Path filePath = Paths.get(userHome, "myapp", "notes.txt");

檢查物件類型

有時「檔案」可能意外是個資料夾。因此不僅要檢查是否存在，還要檢查類型：

if (Files.isRegularFile(path)) {
    // 這確實是檔案！
}
if (Files.isDirectory(path)) {
    // 這是資料夾！
}

6. TOCTOU 問題的實際示範

模擬一個情境：在檢查之後、開啟之前檔案消失。執行程式，並在檢查與讀取之間手動刪除檔案：

import java.io.*;
import java.nio.file.*;

public class TOCTOUExample {
    public static void main(String[] args) {
        Path path = Paths.get("notes.txt");
        if (Files.exists(path)) {
            System.out.println("找到檔案，準備開始讀取…");
            // 在此時請打開檔案總管並手動刪除 "notes.txt"！
            try {
                Files.lines(path).forEach(System.out::println);
            } catch (IOException e) {
                System.out.println("糟了！檔案不見了： " + e.getMessage());
            }
        } else {
            System.out.println("找不到檔案。");
        }
    }
}

結果：
如果你能在檢查與讀取之間把檔案刪掉，就會收到例外。這清楚展示了：即使很小心地先檢查，也無法避免不可預期的變化。

7. 檢查檔案與資料夾存在時的常見錯誤

錯誤 №1：只依賴檢查，不使用 try–catch。 許多新手會想：既然「檔案在」，那就可以放心讀取。但檔案可能會消失或變得不可存取，程式就會「崩潰」。

錯誤 №2：只檢查存在，不檢查類型。 如果你只檢查 exists() 而不確認是檔案還是資料夾，可能會把資料夾當作檔案去開啟——結果出錯。

錯誤 №3：不理解工作目錄就使用相對路徑。 程式在「不對的地方」找檔案，使用者就不明白為什麼什麼都沒有發生。

錯誤 №4：忽略存取權限。 檔案或資料夾可能存在，但沒有讀寫權限。這類錯誤只會在嘗試開啟時暴露——務必使用 try–catch。

錯誤 №5：忽略不同作業系統的大小寫規則。 在 Windows，檔名不區分大小寫；在 Linux，則區分大小寫。如果你找 "notes.txt"，程式可能找不到 "Notes.txt"。