第 7 章　 java的檔案處理

第 7章　 Java的檔案處理

Java 2 程式設計入門與應用

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目錄

7-1　認識檔案處理7-2　資料夾與檔案處理7-3　文字檔的輸入與輸出 7-4　二進位檔的輸入與輸出 7-5　隨機檔 7-6　標準輸入與輸出溫故知新自我突破習題

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7-1 　認識檔案處理

7-1.1 檔案類型與資料流7-1.2 Java 的檔案處理類別

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前言：

所謂的檔案就是儲存在電腦磁碟中的資料，包含文字、圖片、影片、聲音等格式，利用程式將這些檔案輸入與輸出（ Input/Output ，簡稱 I/O ）就稱為檔案處理。

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7-1.1　檔案類型與資料流

電腦的檔案有多種儲存格式，大致上可將檔案分為文字檔（ Text File ）與二進位檔（ Binary File ）兩種格式。

所謂文字檔就是可以在文字編輯器中閱讀與編輯的檔案，例如：文字檔案、 Java 程式檔案；而二進位檔在文字編輯器中開啟則是一群無法辨識的亂碼與符號，例如：影像檔、聲音檔與圖片檔……等。

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文字檔與二進位檔的比較：

文字檔與二進位檔的差別在於讀取和寫入檔案時的轉換方式不同。

在 Windows 作業系統中，每個文字檔案都有反回（ Carriage Return ，簡稱 CR ）字元、換行（ Line Feed ，簡稱 LF ）字元與結尾（ End of File ，簡稱 EOF ）字元，其中 CR 的十六進位表示法為 0d ， LF 的十六進位表示法為 0a ，而 EOF 的十六進位表示法為 1a （也就是在鍵盤上按下組合鍵 + 的意思）。

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在文字檔與二進位檔讀取與寫入資料的情形說明如下：1. 文字檔：讀取文字檔時若遇到 CR/LF 字元會自動轉換成只有 LF

字元（ "\n" ），若遇到十六進位 1a 則會自動轉換成 EOF 字元；而寫入資料到文字檔時會將 LF 字元轉換成 CR/LF 字元，將 EOF字元轉換成十六進位 1a 。

2. 二進位檔：二進位檔是沒有處理過的位元組資料，不會像文字檔一樣自動轉換字元，所以讀取與寫入檔案的資料完全相同。在前面曾經提過二進位檔包括影像檔、聲音檔與圖片檔……等，所以在文字編輯器中會是一堆無法辨識的亂碼。

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資料流：資料流（ Data Stream ）是一系列排列好的位元組資

料，在 Java 中以資料流來輸入與輸出檔案，會將資料流轉換成相對應的資料格式，例如：文字、圖片、聲音與影像等。

在 Java 中輸入表示從檔案中讀取資料到記憶體中（ Read ），而輸出剛好相反，將記憶體中的資料輸出到檔案中（ Write ）。

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7-1.2　 Java的檔案處理類別

在 Java 的 java.io 類別庫（ java.io 中的類別皆繼承自 java.lang.Object 類別）中提供了多個子類別，可以進行檔案處理，值得注意的是，在使用這些類別前必須先以 import 指令載入 java.io 類別庫，並且處理 IOException 所拋出的例外情況。

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下圖為 java.io類別庫中較常用的檔案處理類別：

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上面的類別說明如下：

1. File 類別：處理作業系統中的檔案與資料夾，包含建立與刪除等動作。

2. BufferReader/BufferWriter 類別：讀取 / 儲存緩衝區資料，緩衝區可以暫存從外部裝置讀取的資料（例如：前面教的在程式執行結果視窗中輸入資料，就是讀取使用者輸入到緩衝區中的資料），或是要儲存到外部裝置的資料。

3. FileReader/FileWriter 類別：讀取 / 儲存文字檔案。4. FileInputStream/FileOutputStream 類別：讀取 / 儲存

文字或二進位檔案。5. RandomAccessFile 類別：讀取或儲存隨機檔案。

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7-2　資料夾與檔案處理

7-2.1 　查看資料夾與檔案的資訊7-2.2 　處理資料夾與檔案

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前言：

java.io 類別庫的 File 類別提供了許多函式，可以對作業系統中的資料夾與檔案進行操作，以及查看資料夾與檔案的各種資訊。

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7-2.1　查看資料夾與檔案的資訊

在 Java 中若要查看資料夾與檔案的資訊，必須要先建立 File 物件，其語法如下：

上述語法參數的資料夾或檔案名稱若與 Java程式在同一層目錄，直接撰寫資料夾或檔案名稱即可，例如： Java.txt ；若是在不同目錄底下，就必須指定完整的路徑，例如： C:\\Java.txt （因為字串裡單獨的反斜線 \ 會被視為跳脫字元，所以必須用兩個反斜線 \\ 來分隔每一層目錄）。

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下面是 File類別中查看資料夾與檔案資訊的函式：

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例如下面的程式碼：

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上述程式碼分析如下：

1. 第 3 行必須在 main() 方法的參數列後面拋出IOException 例外處理。

2. 第 9 行判斷若 File 物件是資料夾就執行第 10~15 行的程式碼，否則在第 17 行判斷 File 物件是否為檔案。

3. 第 12 行宣告字串陣列 s 儲存資料夾中的清單名稱，並在第 13~15 行利用 for 迴圈逐一顯示所有資料夾與檔案的名稱。

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完成後，執行程式的畫面顯示如下：

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7-2.2　處理資料夾與檔案

在處理資料夾與檔案前也要先建立 File 物件，下面是 File 類別中處理資料夾與檔案資訊的函式：

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1. 第 5~8 行宣告四個 File 物件， f1~f3 是檔案，f4 是資料夾。

2. 第 9~10 行判斷當 ch07_02_02a.txt 存在時，就修改檔名為 ch07_02_02.txt 。

3. 第 11~12 行判斷當 ch07_02_02b.txt 存在時，就刪除該檔案。

4. 第 13~14 行判斷當 ch07_02_02 資料夾存在時，就建立 ch07_02_02.txt ；若不存在，則建立 ch07_02_02 資料夾。

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完成後，畫面顯示如下：：

完成後執行程式，會發現 Java 程式的目錄底下的 ch07_02_02a.txt改名為 ch07_02_02.txt ，ch07_02_02b.txt已經被刪除，並且自動建立 ch07_02_02 資料夾，畫面顯示如下：

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7-3　文字檔的輸入與輸出

7-3.1 　檔案處理函式7-3.2 　從文字檔案讀取資料— FileReader 類別7-3.3 　將資料寫入文字檔案— FileWriter 類別7-3.4 　逐行讀取資料— BufferedReader 類別7-3.5 　逐行寫入資料— BufferedWriter 類別

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前言：

撰寫程式時，經常需要應用文字檔的輸出入技巧，尤其要處理的資料量很多時，可以利用檔案來輸出與輸入資料，這種方式可以永久保存資料，是存取資料的重要程式技巧。

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7-3.1　檔案處理函式 java.io 類別庫的 Reader 與 Writer 類別提供了許多檔案處理的函式，

可以讓衍生的類別使用，分別說明如下：

上面的函式可以應用在 Reader 與 Writer 類別衍生的 BufferedReader 、 BufferedWriter 、 FileReader 與 FileWriter 類別。

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7-3.2　從文字檔案讀取資料— FileReader類別利用 FileReader 類別讀取文字檔案的資料，必須依照下面五個步驟來撰寫程式碼。

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宣告字元陣列儲存要讀取的文字資料：

為了避免檔案中的字元數超過設定的陣列大小，可以將陣列大小設定較大的數字。

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建立 FileReader物件：

建立 FileReader 物件時，必須指定要讀取的檔案名稱，若檔案與 Java 程式在同一層目錄，直接撰寫檔案名稱即可，例如： ch07_03_02.txt ；若是在不同目錄底下，就必須指定完整的路徑，例如： D:\\Sample\\CH07\\ch07_03_02.txt （因為字串裡單獨的反斜線 \ 會被視為跳脫字元，所以必須用兩個反斜線 \\ 來分隔每一層目錄）。

參數 " 讀取的檔案名稱 " 可以換成 File 物件，會讀取File 物件的檔案。

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使用 read函式讀取檔案的資料：

利用 read 函式讀取檔案的資料並儲存到指定的字元陣列中，這裡宣告的整數是儲存讀取的資料長度。

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將讀取的字元資料轉換成字串：

建立 String 物件時，必須指定轉換從索引值為0 到資料長度的資料，若不指定資料範圍，就會將當初宣告的陣列大小全部顯示出來（沒有資料的地方會以空白字元填滿）。

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關閉檔案：

利用 close 函式可以關閉檔案，關閉檔案後就不可以再讀取檔案。

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1. 第 1 行必須載入 java.io 類別庫。2. 第 3 行必須在 main() 方法的參數列後面拋出 IOExce

ption 例外處理。3. 第 7 行建立 FileReader 物件，並且指定讀取的檔名為

ch07_03_02.txt ，若是該檔案不存在會做例外處理，拋出找不到檔案的錯誤訊息。

4. 第 9 行利用 read 函式讀取 ch07_03_02.txt 檔案中的資料，並將該檔案中的資料長度儲存在變數 len 中（換行以兩個跳脫字元“ \r\n” 表示，佔用 2 個資料長度，所以變數 len 的值為 131 ）。

5. 第 13 行在檔案處理完成後，必須利用 close 函式關閉檔案。

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7-3.3　將資料寫入文字檔案— FileWriter類別利用 FileWriter 類別儲存文字檔案的資料，必須依照下面三個步驟來撰寫程式碼。

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建立 FileWriter物件：

建立 FileWriter 物件時，必須指定要儲存的檔案名稱，有下面兩種方式（檔案名稱的寫法與建立 FileReader物件的相同）：FileWriter 物件名稱 =new FileWriter(" 儲存的檔案名稱 "); ：原本檔案中的資料會被覆蓋。

FileWriter 物件名稱 =new FileWriter(" 儲存的檔案名稱 ",布林值 ); ：若布林值為 true ，則會將資料附加在原本資料的後面；若布林值是 false ，就會預設為覆蓋原本資料。

參數 " 儲存的檔案名稱 " 可以換成 File 物件，會儲存File 物件的檔案。

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使用 write函式將資料寫入檔案：

要儲存的資料可以是字元、字元陣列或字串型別。

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關閉檔案：

利用 close 函式可以關閉檔案，關閉檔案後就不可以再儲存資料。

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1. 第 7 行建立 FileWriter 物件，並指定儲存的檔名為 ch07_03_03.txt ，因為沒有設定布林值，所以若該檔案原本存在，會覆蓋原本檔案中的資料。

2. 第 9 與 11 行利用 write 函式分別將字串 s 與字元陣列 c 寫入檔案中。

3. 第 13 行利用 close 函式關閉檔案。4. 第 14~20 行利用 FileReader 物件讀取 ch07_03

_03.txt ，並顯示出來。

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7-3.4　逐行讀取資料— BufferedReader類別除了利用 FileReader 類別來讀取文字檔案，也可以利用 BufferedReader 類別先建立一個緩衝區物件，然後使用 readLine 函式逐行讀取緩衝區的資料，這樣就不用預先宣告一個字元陣列來儲存讀取的資料了。

利用 BufferedReader 類別讀取文字檔案的資料，必須依照下面三個步驟來撰寫程式碼。

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建立 BufferedReader物件：

利用一個 FileReader 物件當做參數來建立 BufferedReader 物件，同樣地，必須指定要儲存的檔案名稱（檔案名稱的寫法與建立 FileReader物件的相同）。

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使用 readLine函式逐行讀取資料：

宣告一個 String 字串儲存每一行讀取的資料，判斷讀取的資料是否為 null ，如果等於 null 就表示已經讀取到檔案結尾，則跳出 while迴圈。

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關閉檔案：


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1. 第 5 行利用建立 BufferedReader 物件，參數為新建立的 FileReader 物件，並指定讀取的檔案名稱為 ch07_03_04.txt 。

2. 第 9~11 行利用迴圈每次讀取檔案 ch07_03_04.txt 中的一行資料，當讀取的資料為 null（已經讀取到檔案結尾）就跳出迴圈。

3. 第 12 行利用 close 函式關閉檔案。

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完成後執行程式，就會在螢幕上顯示檔案中的資料，畫面顯示如下：

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7-3.5　逐行寫入資料— BufferedWriter類別除了利用 FileWriter 類別來儲存文字檔案，也可以利用 BufferedWriter 類別先建立一個緩衝區物件，然後使用 write 與 newLine 函式逐行寫入資料到緩衝區，比較特別的是，必須透過flush 函式將緩衝區的資料寫入檔案，並清空緩衝區。

利用 BufferedWriter 類別儲存文字檔案的資料，必須依照下面四個步驟來撰寫程式碼。

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建立 BufferedWriter物件：

利用一個 FileWriter 物件當作參數來建立 BufferedWriter 物件，同樣地，必須指定要儲存的檔案名稱（檔案名稱的寫法與建立 FileReader 物件的相同）。

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使用 write函式逐行寫入資料，使用 newLine函式換行：將資料寫入緩衝區，要儲存的資料可以是字元、字元陣列或字串型別。

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清空緩衝區的資料：

利用 flush 函式將 BufferedWriter 緩衝區中的資料寫入檔案，然後清空緩衝區的資料。

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關閉檔案：

利用 close 函式可以關閉檔案，關閉檔案後就不可以再儲存資料。

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1. 第 9 行利用建立 BufferedWriter 物件，參數為新建立的 FileWriter 物件，並指定儲存的檔案名稱為 ch07_03_05.txt 。

2. 第 11~14 行利用 for迴圈將字串陣列 s 寫入資料，第12 行是陣列的第 i+1 個資料寫入緩衝區，第 13 行是在緩衝區中換行。

完成後執行程式，就會在 Java 程式的目錄底下自動建立 ch07_03_05.txt ，並且將指定的資料寫入檔案中，然後在螢幕上顯示檔案中的資料。

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7-4　二進位檔的輸入與輸出

7-4.1 　從二進位檔案讀取資料— FileInputStream 類別

7-4.2 　將資料寫入二進位檔案— FileOutputStream 類別

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前言：

7-1.1小節曾經比較過文字檔與二進位檔的不同，對於不可以被轉換的二進位資料，當然使用二進位檔案是比較恰當的。

在 Java 中利用 FileInputStream /FileOutputStream 類別可以讀取 / 儲存文字檔或二進位檔。

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7-4.1　從二進位檔案讀取資料— FileInputStream類別利用 FileInputStream 類別讀取二進位檔案的資料，必須依照下面四個步驟來撰寫程式碼。

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建立 FileInputStream物件：

建立 FileInputStream 物件時，必須指定要讀取的檔案名稱。

參數 " 讀取的檔案名稱 " 可以換成 File 物件，會讀取 File 物件的檔案。

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宣告位元組陣列儲存要讀取的二進位資料：因為二進位檔的資料內容為位元組（ byte ），所以要宣告位元組陣列來儲存資料，宣告位元組陣列時可以利用 FileInputStream 類別的 available 函式取得資料流的位元組數。

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使用 read函式讀取檔案的資料：

利用 read 函式讀取檔案的資料，並儲存到指定的位元組陣列中。

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關閉檔案：


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1. 第 5 行建立 FileInputStream 物件，並指定讀取二進位檔 ch07_04_01.bin 。

2. 第 7 行宣告位元組陣列 buffer 儲存要讀取的二進位資料，宣告陣列時，利用 available 函式取得檔案的大小，以配置陣列的記憶體空間。

3. 第 9 行利用 read 函式讀取二進位檔 ch07_04_01.bin的資料。

4. 第 11 行將檔案中的資料顯示出來，因為檔案的資料儲存在位元組陣列 buffer 中，所以先利用 new String將 buffer 轉換成 String 物件，然後顯示出來。

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7-4.2　將資料寫入二進位檔案— FileOutputStream類別利用 FileOutputStream 類別儲存二進位檔案的資料，必須依照下面三個步驟來撰寫程式碼。

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建立 FileOutputStream物件：

建立 FileOutputStream 物件時，必須指定要讀取的檔案名稱，有下面兩種方式：FileOutputStream 物件名稱 =new FileOutputStream(" 儲存的檔案名稱 "); ：原本檔案中的資料會被覆蓋。

FileOutputStream 物件名稱 =new FileOutputStream(" 儲存的檔案名稱 ",布林值 ); ：若布林值為 true ，則會將資料附加在原本資料的後面；若布林值是 false ，就會預設為覆蓋原本資料。

參數 " 儲存的檔案名稱 " 可以換成 File 物件，會儲存File 物件的檔案。

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使用 write函式將資料寫入檔案：

利用 write 函式讀取檔案的資料，並儲存到指定的位元組陣列中。

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關閉檔案：

利用 close 函式可關閉檔案，關閉檔案後就不可再寫入檔案。

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下面利用 FileInputStream與 FileOutputStream類別複製圖片檔案，其程式碼如下：

下面的程式碼為利用 FileInputStream 與 FileOutputStream 類別，複製圖片檔案 ch07_04_02a.jpg ，另存為 ch07_04_02b.jpg ：

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1. 第 5~7 行讀取圖片檔案 ch07_04_02a.jpg ，並暫存到位元組陣列 buffer 中。

2. 第 9 行建立 FileOutputStream 物件，並指定儲存的檔案為圖片檔案 ch07_04_02b.jpg 。

3. 第 10 行利用 write 函式將陣列 buffer 的資料儲存到 ch07_04_02b.jpg 。

完成後執行程式，就會複製 ch07_04_02a.jpg ，在 Java 程式的目錄底下自動建立 ch07_04_02b.jpg ，其圖片內容與 ch07_04_02a.jpg 相同。

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7-5　隨機檔

7-5.1 　循序檔與隨機檔的比較7-5.2 　隨機存取檔案— RandomAccessFile 類別

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前言：

在本節前面介紹的檔案處理都是屬於循序檔，只能循序讀取與儲存檔案，若要隨機存取檔案，則必須使用 RandomAccessFile 類別。

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7-5.1　循序檔與隨機檔的比較

所謂循序檔（ Sequential File ）就是在檔案處理時，所有檔案都會按照順序來讀取與寫入。

當讀取資料時會從頭逐一讀取，直到搜尋到要讀取的資料，而寫入資料時則從最尾端開始寫入。

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隨機檔：

隨機檔（ Random File ）的每一筆資料長度固定，所以可以任意存取檔案中的任何一筆資料，讀取隨機檔時可以直接跳到指定的那一筆資料，以節省讀取資料花費的時間。

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循序檔與隨機檔主要的差別在於儲存方式的不同，如下圖所示：

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循序檔與隨機檔的差異說明如下：

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7-5.2　隨機存取檔案— RandomAccessFile類別在隨機檔中可以隨時跳到想要存取檔案的位置，就好像在陣列中使用索引值存取陣列元素一樣，所以可稱此索引值為檔案指標（ File Pointer ）。

在存取隨機檔之前必須先建立 RandomAccessFile 物件，其語法如下：

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上述語法說明如下：

1. 參數 " 存取的檔案名稱 " 可以換成 File 物件，會儲存 File 物件的檔案。

2. 存取模式：是一個字串， "r" 表示只能讀取檔案，若檔案不存在，則會拋出 IOException 例外處理； "rw" 表示可以讀寫檔案，若檔案不存在，則會自動建立新的檔案。

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RandomAccessFile 類別的函式 -1 ：

RandomAccessFile 類別提供下面的函式來讀取檔案：

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移動檔案指標的位置：

除了上面存取檔案的函式， RandomAccessFile類別還提供了一些函式，可以取得與調整檔案指標的位置，將檔案指標移動到想要讀取資料的位置，以達到隨機存取檔案資料的目的。

在隨機檔中，位移量（ Offset ）是指從檔案開頭到檔案目前位置的移動單位，當下一次存取資料時，會從位移量的位置開始存取。

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函式說明如下：

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下面利用 seek函式隨機讀取資料，其程式碼如下：下面的程式碼將一個字串陣列與一個整數陣列寫入隨

機檔，然後讓使用者輸入要搜尋讀取第幾筆資料，再利用 seek 函式隨機讀取資料：

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上述利用 seek函式隨機讀取資料的程式碼分析如下：1. 第 5 行建立一個可儲存與讀取的隨機檔 07_05_02.bin 。2. 第 9~13 行分別將字串與整數資料寫入檔案中。3. 第 15 行利用 getFilePointer 函式顯示目前檔案指標的位置，因為剛才將資料寫入檔案，所以目前位置會在檔案的最後面。

4. 第 16 行利用 length 函式顯示檔案的位元數，因為每個字元佔有 2 Bytes，則 name 字串陣列的每個元素佔有 6 Bytes ；而 age整數陣列的每個元素佔有 4 Bytes ，陣列中有 4 個元素，所以總共有 4*(6+4)=40 Bytes 。

5. 第 21 行移動檔案指標到第 n筆資料的位置，因為每筆資料佔有 10 Bytes ，所以將檔案指標從檔案開頭向前移動 (n-1)*10 的位置。

6. 因為沒有直接讀取字串的函式，所以第 24~26 行將姓名先暫存在 temp 字元陣列中，然後在第 28 行將字元陣列轉換成字串以顯示出來。

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7-6　標準輸入與輸出

7-6.1 　從標準輸入裝置讀取資料— InputStreamReader 類別

7-6.2 　在標準輸出裝置顯示資料— OutputStreamWriter 類別

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前言：

Java 的 InputStreamReader 與 OutputStreamWriter 類別可以將位元組資料轉換成字元資料，所以適合用來處理標準輸入與輸出資料流（ System 類別的 System.in 與 System.out 子類別），也就是指從程式執行畫面上讀取與顯示資料。

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7-6.1　從標準輸入裝置讀取資料—InputStreamReader類別 InputStreamReader 類別必須配合 BufferedRead

er 類別從標準輸入裝置讀取資料，所以可以利用 BufferedReader 類別的 read 與 readLine 函式讀取資料。

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開啟標準輸入資料流的語法如下：

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下面的程式碼讓使用者輸入中文姓名，然候先讀取一個字元，再讀取剩下的字串：

上述程式碼必須載入 java.io 類別庫，並拋出 IOException 例外處理，然後利用 read 與 readLine 函式分別從螢幕讀取一個字元與字串。

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7-6.2　在標準輸出裝置顯示資料—OutputStreamWriter類別OutputStreamWriter 類別必須配合 BufferedWrit

er 類別將資料顯示到標準輸出裝置中，所以可以利用 BufferedWriter 類別的 write 函式輸出資料。

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開啟標準輸出資料流的語法如下：

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下面的程式碼將一個字元陣列與字串資料顯示到螢幕上：

上述程式碼利用 write 函式在標準輸出裝置（螢幕）上顯示字元陣列與字串，與利用 System.out.println 函式有相同的結果。

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溫故知新 -1：

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溫故知新 -2：

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溫故知新 -3：

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溫故知新 -4：

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溫故知新 -5：

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溫故知新 -6：

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自我突破習題 -選擇題：

123

自我突破習題 -選擇題：

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自我突破習題 -實作題：

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第 7 章 java的檔案處理

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第 7 章　 java的檔案處理