文件与图片入门

1. 引言

在编程中几乎总要与文件打交道。大家都熟悉的例子有：保存便笺文本、游戏进度、复制图片或从配置文件中读取设置。

在 Java 中，我们有现代且好用的工具：来自 java.nio.file 包的 Path 和 Files。它们让你用几行代码就能打开文件、读取其内容、写入文本，甚至复制图片。

文件路径（Path）

文件总是位于磁盘上的某个位置，要访问它就需要指定路径。为此，Java 提供了 Path 类，可以通过 Path.of() 方法创建新对象。

Path path = Path.of("hello.txt"); // 相对路径
Path absPath = Path.of("C:/Users/Me/image.png"); // 绝对路径（Windows）

说明：

• 相对路径会在当前项目文件夹中查找文件（例如 "hello.txt"）。
• 绝对路径给出完整地址：磁盘、文件夹以及文件名。

2. 处理文本文件

从 Java 的角度看，文件大致分为两类：文本文件和二进制文件。若其内容可以表示为人类可读的文本——那就是文本文件。其他情况则是字节的集合（即二进制文件）。

将文本写入文件 — writeString

要把字符串写入文件，使用 writeString 方法。

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

这里发生了什么：

1. 创建一个指向 "hello.txt" 的 Path 对象；
2. 通过 writeString 方法把字符串写进去；
3. 如果文件不存在，将会自动创建。

这样就可以轻松地把便笺或消息保存到文本文件中。

从文件读取文本 — readString

readString 方法可以一次性把整个文件加载为一个字符串。

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

现在变量 content 中保存着文件内容。这对于体积较小的文件很方便：配置、文本、JSON 文档等。

3. 处理二进制文件

并非所有文件都是文本。图片、音乐、压缩包——本质上都是字节序列。处理它们可以使用 write 和 readAllBytes 方法。

将字节写入文件 — write

write() 方法可以把字节数组写入文件，也称之为缓冲区（byte buffer）。

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

这里我们把一个字节数组写入了文件。如果把该文件按文本方式打开，里面会是 "ABCD" 这几个字母。

读取字节 — readAllBytes

要把文件内容重新读回为字节数组，可以使用 readAllBytes 方法。

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

// 将读取的字节数组打印到屏幕
for (byte b : buffer) 
{
    System.out.print((char)b + " ");
}

屏幕输出：

A B C D

这种方式可用于处理任何二进制文件——图片、文档、音乐。

4. 常见文件操作场景

最常见的文件操作，大概就是复制文件了。

复制文件

要复制一个文件，可以先把它读入字节数组，再写入到另一个文件。

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

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

通过这种方式可以复制图片、文档以及任何其他文件，而无需关心其格式。

检查存在与大小

有时需要确认文件是否存在，并获取其大小。可使用 exists 和 size 方法。

Path p = Path.of("hello.txt");
if (Files.exists(p)) 
{
    long size = Files.size(p);
    System.out.println("找到文件，大小: " + size + " 字节");
} 
else 
{
    System.out.println("未找到文件！");
}

这有助于诊断：你将明确知道自己是否在处理正确的文件。

5. 异常

文件操作可能会失败：文件不存在、没有访问权限、磁盘已满或者文件被其他程序占用。因此应当把与磁盘交互的代码放在 try-catch 中，或通过 throws 将异常抛到外层。

try 
{
    String content = Files.readString(Path.of("hello.txt"));
    System.out.println(content);
} 
catch (IOException e) 
{
    System.out.println("读取时出错: " + e.getMessage());
}

这样程序不会“崩溃”，而是会友好地告知用户发生了什么。必要时，可以通过带有关键字 throws 的方法将 IOException 继续向调用栈上传递。