Java文件遍历

Java文件遍历

Java文件遍历是指使用Java编程语言遍历文件系统中的目录和文件的过程。在Java中，文件遍历可以通过多种方式实现，包括传统的java.io.File类以及更现代的java.nio.file（NIO）包中的类，如Files和Path。本文将重点介绍使用Java NIO进行文件遍历的方法，并对比传统IO方式。

介绍

文件遍历是文件系统操作中的常见需求，例如搜索文件、统计文件数量、批量处理文件等。Java NIO（New I/O）提供了更高效、更灵活的文件操作API，尤其是在处理大量文件或需要非阻塞IO时，NIO的性能优势更为明显。

Java NIO的java.nio.file包提供了以下核心类：

• Path：表示文件系统中的路径。
• Files：提供静态方法操作文件，如遍历、读写、复制等。
• FileVisitor：用于递归遍历目录结构。

基本文件遍历方法

使用Files.list()遍历目录

Files.list()方法返回一个Stream<Path>，可以遍历目录中的文件和子目录（非递归）。

import java.nio.file.*;
import java.io.IOException;
import java.util.stream.Stream;

public class FileTraversalExample {
    public static void main(String[] args) {
        Path dir = Paths.get("C:/example");
        try (Stream<Path> stream = Files.list(dir)) {
            stream.forEach(System.out::println);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

输出示例：

C:\example\file1.txt
C:\example\file2.txt
C:\example\subdir

使用Files.walk()递归遍历

Files.walk()方法递归遍历目录及其子目录，可以指定最大深度。

import java.nio.file.*;
import java.io.IOException;
import java.util.stream.Stream;

public class RecursiveFileTraversal {
    public static void main(String[] args) {
        Path dir = Paths.get("C:/example");
        try (Stream<Path> stream = Files.walk(dir, 3)) { // 最大深度3
            stream.forEach(System.out::println);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

输出示例：

C:\example
C:\example\file1.txt
C:\example\file2.txt
C:\example\subdir
C:\example\subdir\file3.txt

高级文件遍历：FileVisitor接口

对于更复杂的遍历需求（如过滤文件、处理访问权限等），可以使用FileVisitor接口。Java提供了SimpleFileVisitor作为默认实现。

示例：统计目录中的文件数量

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

public class FileCounter {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Path dir = Paths.get("C:/example");
        Files.walkFileTree(dir, new SimpleFileVisitor<Path>() {
            private int fileCount = 0;

            @Override
            public FileVisitResult visitFile(Path file, BasicFileAttributes attrs) {
                fileCount++;
                System.out.println("访问文件: " + file);
                return FileVisitResult.CONTINUE;
            }

            @Override
            public FileVisitResult postVisitDirectory(Path dir, IOException exc) {
                System.out.println("目录 " + dir + " 包含 " + fileCount + " 个文件");
                fileCount = 0; // 重置计数器
                return FileVisitResult.CONTINUE;
            }
        });
    }
}

输出示例：

访问文件: C:\example\file1.txt
访问文件: C:\example\file2.txt
访问文件: C:\example\subdir\file3.txt
目录 C:\example\subdir 包含 1 个文件
目录 C:\example 包含 2 个文件

FileVisitor的关键方法

• preVisitDirectory：进入目录前调用。
• visitFile：访问文件时调用。
• visitFileFailed：访问文件失败时调用。
• postVisitDirectory：退出目录时调用。

实际应用案例

案例1：查找特定扩展名的文件

import java.nio.file.*;
import java.nio.file.attribute.BasicFileAttributes;
import java.io.IOException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class FindFilesByExtension {
    public static List<Path> findFiles(Path dir, String extension) throws IOException {
        List<Path> result = new ArrayList<>();
        Files.walkFileTree(dir, new SimpleFileVisitor<Path>() {
            @Override
            public FileVisitResult visitFile(Path file, BasicFileAttributes attrs) {
                if (file.toString().endsWith(extension)) {
                    result.add(file);
                }
                return FileVisitResult.CONTINUE;
            }
        });
        return result;
    }

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        List<Path> javaFiles = findFiles(Paths.get("C:/projects"), ".java");
        javaFiles.forEach(System.out::println);
    }
}

案例2：删除目录及其内容

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

public class DeleteDirectory {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Path dir = Paths.get("C:/temp/to_delete");
        Files.walkFileTree(dir, new SimpleFileVisitor<Path>() {
            @Override
            public FileVisitResult visitFile(Path file, BasicFileAttributes attrs) 
                throws IOException {
                Files.delete(file);
                return FileVisitResult.CONTINUE;
            }

            @Override
            public FileVisitResult postVisitDirectory(Path dir, IOException exc) 
                throws IOException {
                Files.delete(dir);
                return FileVisitResult.CONTINUE;
            }
        });
    }
}

性能考虑

• 对于大型文件系统，Files.walk()可能比FileVisitor更高效，因为它是基于流的。
• 使用并行流可以加速遍历：Files.walk(dir).parallel().forEach(...)
• 注意IO异常处理，尤其是在网络文件系统上操作时。

对比传统IO方式

传统java.io.File的文件遍历示例：

import java.io.File;

public class LegacyFileTraversal {
    public static void listFiles(File dir) {
        File[] files = dir.listFiles();
        if (files != null) {
            for (File file : files) {
                if (file.isDirectory()) {
                    listFiles(file); // 递归
                } else {
                    System.out.println(file.getAbsolutePath());
                }
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        listFiles(new File("C:/example"));
    }
}

NIO的优势：

• 更好的异常处理
• 支持符号链接
• 提供更丰富的文件属性访问
• 流式API更适合现代Java编程

总结

Java NIO提供了强大且灵活的文件遍历功能：

• 简单遍历使用Files.list()或Files.walk()
• 复杂逻辑使用FileVisitor接口
• 性能敏感场景考虑并行流
• 相比传统IO，NIO API更现代且功能更全面

通过合理选择遍历方法，可以高效地处理各种文件系统操作需求。