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檔案輸入與輸出

檔案的輸入與輸出(File I/O)不同於標準的輸入與輸出，前者所有輸入與輸出的動作

都是針對檔案，而後者的輸入動作是從鍵盤讀取資料，而輸出則是從螢幕顯示結

果。當然，檔案的 I/O 之好處為，若輸入的資料很多時，可以先將其建檔，待要使

用時再開啟。這可防止鍵入資料有誤時的修改，並可以重複使用此資料，也可以將

輸出結果的檔案做為下次輸入的資料。

由於 Mac OS X是 UNIX的作業系統，有關使用 UNIX的路徑規則，我們列出下面

幾個簡單的觀念供讀者參考：

系統的根目錄(root directory)是以 / 開始，以資料夾的方式為所有的檔案分

類。

系統使用者的家目錄(home directory)，通常以 “~使用者名稱” 表示，例如，

~Bright 表示使用者 Bright 的家目錄。若直接以~，則代表目前使用者的家目

錄。

若使用 ./ 加上路徑名稱，則是指當下所在的目錄開始算起。例如：假設 test.m

所在絕對路徑為 “/Users/Bright/test/test.m”，而目前路徑位於 Bright 的家目錄

下，若要查看檔案 test.m，則指定的路徑為 ./test/test.m，此路徑也表示為

~Bright/test/test.m。

若使用 ../ 加上路徑名稱，則代表上一層目錄內的檔案。例如：若現在依然位

於 Bright 的家目錄下，若要進入使用者 Jerry 底下的 exam 目錄，則移動的目

錄路徑為 ../Jerry/exam ，可表示為 ~Jerry/exam ，或完整檔案路徑 :

“/Users/Jerry/exam”。

以下我們將以檔案的類別來加以討論之。

20-2

學會 Objective-C 的 24 堂課

20.1 NSFileManager 類別的方法您可使用 NSFileManager 物件執行一些有關目錄與檔案的操作，舉凡目錄與檔案的

建立、擷取檔案的內容(當作是 NSData物件)，刪除目錄或檔案，複製、移動檔案或

目錄，查閱或設定檔案的屬性等等，都可以此類別完成之。若需具有執行緒安全，

請務必以 alloc 手動建立，並初始化 NSFileManager，勿以 +defaultManager 類別方

法建立之。NSFileManager常見的方法，如表 20-1與表 20-2所示：

表 20-1 NSFileManager 用於檔案操作的方法

方法說明

- (BOOL)createFileAtPath:(NSString *)path

contents:(NSData *)contents

attributes:(NSDictionary *)attributes

建立具有 contents 的內容，以及attributes 屬性的檔案。若建立成功則回傳 YES，否則回傳 NO

- (NSDictionary *)attributesOfItemAtPath:

(NSString *)path error:(NSError **)error

回傳 path指定的檔案或目錄屬性，若過程有發生任何錯誤，則將錯誤訊息記錄

於 error物件

- (BOOL)removeItemAtPath:(NSString *)path

error:(NSError **)error

若成功刪除 path指定的檔案、連結、目錄，則回傳 YES，否則將錯誤訊息記錄

於 error 物件，並回傳 NO。(此方法將

刪除所有子目錄中的內容)

- (BOOL)moveItemAtPath:(NSString *)srcPath

toPath:(NSString *)dstPath error:(NSError

**)error

將 srcPath 的檔案或目錄移至 dstPath。若移動成功，則回傳 YES，否則回傳

NO。(僅最後一層名稱不同，代表更改

名稱)

- (BOOL)fileExistsAtPath:

(NSString *)path

若 path指定的檔案存在，則回傳 YES，

否則回傳 NO

表 20-2 NSFileManager 用於目錄操作的方法

方法說明

- (BOOL)createDirectoryAtPath: (NSString *)

path attributes:(NSDictionary *)attributes

error:(NSError **)error

建立 path 指定的目錄，且此目錄具有attributes 的屬性。若成功建立目錄，則回

傳 YES，否則回傳 NO

- (BOOL)changeCurrentDirectoryPath:

(NSString *)path

改變目前的目錄為 path

- (NSString *)currentDirectoryPath 回傳目前程式所在之路徑

- (NSArray *)directoryContentsAtPath:path 列出目錄為 path的內容

- (NSDirectoryEnumerator *)

enumeratorAtPath:(NSString *)path

回傳 path 指定路徑的內容，內容包含檔案與目錄

20-3

Chapter 20 檔案輸入與輸出

方法說明

- (BOOL)fileExistsAtPath:

(NSString *)path

若 path 指定的檔案存在，則回傳 YES，

否則回傳 NO

以下示範如何利用 NSFileManager 建立檔案，查看檔案屬性與刪除檔案，請參閱範

例程式 ns_file_manager。

範例程式 ns_file_manager

// ns_file_manager #import <Foundation/Foundation.h> int main(int argc, const char * argv[]) { @autoreleasepool { // 建立 NSFileManager 類別 NSFileManager *fmanager = [[NSFileManager alloc] init]; // 儲存系統暫存目錄的路徑 NSString *dirPath = NSTemporaryDirectory(); NSLog(@"暫存檔路徑: %@", dirPath); // 新檔案建立的路徑與名稱 NSString *newFile = [dirPath stringByAppendingPathComponent: @"testFile"]; // 若 testFile檔案不存在，建立此檔案 if ([fmanager fileExistsAtPath: newFile] == YES) NSLog(@"檔案 testFile 已存在!!"); else [fmanager createFileAtPath: newFile contents: nil attributes: nil]; // 取得並列出 testFile 的屬性 NSDictionary *attr = [fmanager attributesOfItemAtPath: newFile error: NULL]; NSLog(@"\n 印出 testFile的屬性"); for(NSString *tempAttr in attr) NSLog(@"%@ - %@", tempAttr, [attr objectForKey: tempAttr]); // 移除 testFile檔案 NSLog(@"\n 移除 testFile檔案..."); [fmanager removeItemAtPath: newFile error: NULL]; } return 0; }

20-4


輸出結果

暫存檔路徑: /var/folders/j8/j8E45ELUEtCWp3g9w2y2DE+++TI/-Tmp-/ 印出 testFile 的屬性 NSFileOwnerAccountID - 501 NSFileHFSTypeCode - 0 NSFileSystemFileNumber - 1575309 NSFileExtensionHidden - 0 NSFileSystemNumber - 234881026 NSFileSize - 0 NSFileGroupOwnerAccountID - 20 NSFileHFSCreatorCode - 0 NSFileOwnerAccountName - bright NSFilePosixPermissions - 420 NSFileCreationDate - 2010-07-15 15:11:27 +0800 NSFileType - NSFileTypeRegular NSFileGroupOwnerAccountName - staff NSFileReferenceCount - 1 NSFileModificationDate - 2010-07-15 15:11:27 +0800 移除 testFile 檔案...

程式利用 NSTemporaryDirectory() 函式，找出使用者暫存目錄的路徑，這是系統給

定的，然後將它指定給路徑 dirPath，接著以 NSString 的 stringByAppending

PathComponent: 方法，將檔案路徑 dirPath加上檔案名稱 testFile。

接下來使用 fmanager 建立檔案時，需先確定是否有同樣的暫存檔，因為 fmanager

會蓋過原始的檔案。此處 contents 為 nil，代表建立無內容的檔案。attributes 若為

nil，則以預設的檔案屬性建立。

接下來列舉檔案的各種屬性，最後使用 removeItemAtPath:方法刪除此暫存檔，

NULL表示不需儲存錯誤資訊。

小提示

nil是透過巨集定義的 NULL，此位於 MacTypes.h標頭檔，定義式如下：

#define nil NULL

此程式使用的 NSTemporaryDirectory() 是 Foundation framework的基本函式，功能

為建立一暫時目錄。stringByAppendingPathComponent:是 NSString對於檔案路徑的

方法，支援檔案系統的路徑操作。

在 NSString類別下用於路徑操作的方法，如表 20-3所示：

20-5


表 20-3 NSString 類別下路徑的操作方法

函式說明

NSString * NSFullUserName (void) 回傳目前使用者的完整名稱

NSString * NSHomeDirectory (void) 回傳目前使用者家目錄的路徑

NSString * NSHomeDirectoryForUser

(NSString *userName)

回傳使用者 userName 家目錄的路

徑

NSString * NSTemporaryDirectory (void) 回傳目前使用者暫存目錄的路徑

方法說明

+ (NSString *)pathWithComponents:

(NSArray *)components

以 components陣列為初始數值，初始為檔案路徑格式

- (NSArray *)pathComponents 回傳依字串路徑切分的字串陣列

- (NSString *)lastPathComponent 取得字串路徑最後一個檔案或目錄

名稱

- (NSString *)pathExtension 取得字串路徑的延伸檔名

- (NSString *)stringByAppendingPathComponent:

(NSString *) aString 在字串尾端附加檔案或目錄名稱

- (NSString *)stringByAppendingPathExtension:

(NSString *) ext 在字串尾端附加檔案的延伸檔名

- (NSString *)stringByDeletingLastPathComponent 刪除字串路徑最後一個檔案或目錄

的名稱

- (NSString *)stringByDeletingPathExtension 刪除字串路徑的延伸檔名

- (NSString *)stringByExpandingTildeInPath

將字串路徑中的 ~ (目前使用者家

目錄)與 ~user(指定使用者家目錄)

展開為完整路徑

- (NSString *)stringByStandardizingPath 將字串路徑標準化，展開 ~、

~user，去除 //、./、/、..

以下我們將使用 NSFileManager 示範目錄的新增、更名、刪除、查看目錄內容等功

能，請參閱範例程式 ns_file_manager_directory。

範例程式 ns_file_manager_directory

// ns_file_manager_directory #import <Foundation/Foundation.h> int main(int argc, const char * argv[]) { @autoreleasepool { NSFileManager *fmanager = [[NSFileManager alloc] init]; NSString *dirPath = [fmanager currentDirectoryPath]; NSString *createPath = [dirPath stringByAppendingPathComponent:

20-6


@"testDirectory"]; NSString *movePath = [dirPath stringByAppendingPathComponent: @"moveDirectory"]; // 建立指定目錄 [fmanager createDirectoryAtPath: createPath withIntermediateDirectories: YES attributes: nil error: NULL]; // 更改指定目錄名稱 [fmanager moveItemAtPath: createPath toPath: movePath error: NULL]; // 列出目錄下的檔案 NSLog(@"印出路徑: %@ 中的所有內容", dirPath); NSString *path; BOOL isDir; NSDirectoryEnumerator *dirEnum = [fmanager enumeratorAtPath: dirPath]; while ((path = [dirEnum nextObject]) != nil) { [fmanager fileExistsAtPath:path isDirectory: &isDir]; NSLog(@"%@名稱為%@", (isDir == YES)? @"目錄": @"檔案" , path); } // 刪除指定目錄 [fmanager removeItemAtPath: movePath error: NULL]; } return 0; }

輸出結果

印出路徑: /Users/jerry/Documents/ns_file_manager_directory/build/Debug 中的所有內容目錄名稱為 moveDirectory 檔案名稱為 ns_file_manager_directory

需特別注意：

[fmanager createDirectoryAtPath: createPath withIntermediateDirectories: YES attributes: nil error: NULL];

此敘述建立 createPath 指定的目錄，其中在 withIntermediateDirectories:之後的參

數，表示路徑之間有名稱不存在時，若指定為 YES，則自動建立，若指定為 NO，

則不自動建立。後面的 nil 和 NULL，分別代表屬性為預設值，且錯誤訊息可被忽

略。下一敘述：

[fmanager moveItemAtPath: createPath toPath: movePath error: NULL];

將 createPath的目錄移至 movePath的目錄。注意 movePath 不能是一個已存在的目

錄。最後程式以 enumeratorAtPath:方法取得 dirPath 目錄下的檔案列舉，以下程式

列出目錄中的內容，並識別是否為檔案或目錄。

20-7


while ((path = [dirEnum nextObject]) != nil) { [fmanager fileExistsAtPath: path isDirectory: &isDir]; NSLog(@"%@名稱為%@", (isDir == YES)? @"目錄": @"檔案" , path); }

dirEnum是 NSDirectoryEnumerator型態，它是 NSEnumerator的子類別，因此能以

nextObject 方法取得下一個物件，若回傳的物件為 nil，則代表已經讀完所有資料。

fileExistsAtPath:isDirectory:方法能判斷是否為目錄，請注意，因為 isDir 前面有加

上 &，因此 isDir 變數是以位址的方式傳入，這與其他方法中需傳入 NSError 相

同。接著再以三元運算子判斷確定與否。最後的 removeItemAtPath:方法，用以刪除

指定路徑的檔案、連結或目錄。請注意 movePath不能是 . 或 ..。

20.2 NSString 類別的運作文字 I/O 是將位元串流透過文字編碼的轉換，再將內容呈現於程式中，所以

NSString 在檔案的操作上，最重要的是編碼的問題。請參閱範例程式

ns_string_io。

範例程式 ns_string_io

// ns_string_io #import <Foundation/Foundation.h> int main(int argc, const char * argv[]) { @autoreleasepool { // 建立檔案路徑以及預寫入的字串 NSString *path = [NSHomeDirectory() stringByAppendingPathComponent: @"Documents/testFile"]; NSLog(@"完整路徑為: %@", path); NSString *wContent = @"Hello world!!"; // 將字串寫入檔案 [wContent writeToFile: path atomically: YES encoding: NSUTF8StringEncoding error: NULL]; // 查看寫入的檔案內容 NSString *rContent = [NSString stringWithContentsOfFile: path encoding: NSUTF8StringEncoding error: NULL]; NSLog(@"content: \n%@", rContent); } return 0; }

20-8


輸出結果

完整路徑為: /Users/jerry/Documents/testFile content: Hello world!!

需特別注意：

[wContent writeToFile: path atomically: YES encoding: NSUTF8StringEncoding error: NULL];

這裡 atomically:的 YES是指，先將內容存於輔助的檔案名稱，當成功儲存後，再將

它更名為指定的檔案名稱；若為 NO，則直接以指定的檔案名稱進行儲存，若進行

寫入的過程被中斷，將會造成檔案損毀。

編碼的關鍵字 NSUTF8StringEncoding 是列舉型態，定義於檔頭檔 NSString.h，此

標頭檔以列舉型態定義一些有關編碼的符號常數，如表 20-4所示：

表 20-4 有關編碼的符號常數

符號常數名稱說明

NSASCIIStringEncoding 8-bit 中，有 7-bit 是 ASCII 編碼，值域為 0 到

127

NSUTF8StringEncoding Unicode 字元的 8-bit 表達法，以 ASCII 為基礎

的系統，用此進行傳輸或儲存

NSISOLatin1StringEncoding 8-bit的 ISO Latin 1編碼

NSISOLatin2StringEncoding 8-bit的 ISO Latin 2編碼

NSUnicodeStringEncoding 符合規範的字串物件編碼，採用 16-bit

NSWindowsCP1250StringEncoding Microsoft Windows 的 1250 編碼，相當於

WinLatin2

NSWindowsCP1252StringEncoding Microsoft Windows 的 1252 編碼，相當於

WinLatin1

NSUTF16StringEncoding NSUnicodeStringEncoding的別名

NSUTF32StringEncoding 32-bit的 UTF編碼

因此，若以選定的編碼進行，也得以相同的編碼執行解碼。

20-9


20.3 NSData 類別的運作 NSData 將檔案讀回程式，因此它的內容是以位元組方式呈現。一般而言，檔案輸

出入會建立位元緩衝區(byte buffer)。我們能將檔案以一定的大小分次讀入緩衝區，

接著再讓程式利用。這樣的好處在於硬體層能減少重複操作次數，而不是多次的間

斷寫入與讀取，I/O 效率會比沒有緩衝區更高。NSData 若用於 32 位元的應用程

式，儲存容量的最大限制是 2GB；若是 64 位元的應用程式，則上限會提升至

8EB(Exabyte，1018)。範例程式 ns_data_io使用 NSData，進行檔案的複製。

範例程式 ns_data_io

// ns_data_io #import <Foundation/Foundation.h> int main(int argc, const char * argv[]) { @autoreleasepool { // 建立檔案路徑以及預寫入的字串 NSString *path = [NSHomeDirectory() stringByAppendingPathComponent: @"test.mp3"]; NSString *newPath = [NSHomeDirectory() stringByAppendingPathComponent:@"newTest.mp3"]; // 將檔案的內容讀出 NSLog(@"讀取檔案\"%@\"...", path); NSData *data = [NSData dataWithContentsOfFile: path]; if (data == nil) { NSLog(@"無此檔案名稱"); return 1; } // 寫入檔案 NSLog(@"寫入檔案\"%@\"...", newPath); BOOL isTrue = [data writeToFile: newPath atomically: TRUE]; if (!isTrue) { NSLog(@"無此檔案名稱"); return 2; } NSLog(@"檔案複製完成..."); } return 0; }

輸出結果

讀取檔案"/Users/jerry/test.mp3"... 寫入檔案"/Users/jerry/newTest.mp3"... 檔案複製完成...

20-10


為了進行示範，這裡挑選一首 mp3 格式的歌曲，將它讀入 NSData，再將它寫入另

一個指定檔案。這裡用到程式的 return 技巧，若程式遇見 return 敘述，則剩下的程

式都不會再執行。一般而言，return 0 是指正常結束，其他則代表異常結束，不同

的數字代表不同的問題，這端視程式設計師如何定義，哪一個數字該對應哪一個發

生的問題。本程式中 1表示讀取的檔案不存在，2代表寫入檔案錯誤。

20.4 NSFileHandle 類別的運作 NSFileHandle 對檔案具有基本的讀、寫、更新等模式。為什麼上述兩種類別

NSString與 NSData具有檔案讀寫的功能，卻還需要 NSFileHandle呢？原因是它具

有更進階的功能，以下列出三個重點：

1. 除了一般的讀寫外，NSFileHandle 另外提供 seek 移動檔案指標的功能，以及

truncate對檔案長度進行增減的功能。

2. NSFileHandle 除了對檔案的處理外，還包含許多通訊頻道 (communication

channel)，例如以此概念實作的 socket、pipe及裝置等。

3. NSFileHandle能達到非同步的背景執行通訊。

表 20-5列出一些常用的 NSFileHandle方法。

表 20-5 常用的 NSFileHandle 方法

方法說明

+ (id)fileHandleForReadingAtPath:

(NSString *)path 建立一個能讀取 path的 NSFileHandle物件

+ (id)fileHandleForWritingAtPath:

(NSString *)path 建立一個能寫入 path的 NSFileHandle物件

+ (id)fileHandleForUpdatingAtPath:

(NSString *)path

建立一個能讀取與寫入 path 的 NSFileHandle

物件

- (unsigned long long) seekToEndOfFile 將檔案指標移至檔案結尾，並回傳最後的檔案

指標位置

- (void)seekToFileOffset: (unsigned long

long)offset 將檔案指標移至偏移量為 offset的位置

- (void)writeData: (NSData *)data 寫入 data的內容

- (NSData *)readDataToEndOfFile 讀取內容，直到檔案結束或達到位元組的最大

數量，最後回傳讀取的內容

20-11


方法說明

- (NSData *)readDataOfLength:

(NSUInteger)length 讀取 length個位元組

- (void)closeFile 關閉檔案

以下將示範 NSFileHandle的檔案寫入與讀取操作，請參閱範例程式 ns_file_handle_

write與 ns_file_handle_read。

範例程式 ns_file_handle_write

// ns_file_handle_write #import <Foundation/Foundation.h> int main(int argc, const char * argv[]) { @autoreleasepool { // 建立檔案路徑以及預寫入的字串 NSString *path = [NSHomeDirectory() stringByAppendingPathComponent: @"testFile"]; NSLog(@"完整路徑為: %@", path); NSString *content1 = @"*iPod** MacBook Pro"; // 建立一個具有 Apple內容的檔案 NSData *data = [@"Apple" dataUsingEncoding: NSUTF8StringEncoding]; [[NSFileManager defaultManager] createFileAtPath:path contents:data attributes:nil]; // 開啟檔案 NSFileHandle *out = [NSFileHandle fileHandleForWritingAtPath: path]; // 移到檔案結尾，並寫入字串 [out seekToEndOfFile]; [out writeData: [content1 dataUsingEncoding: NSUTF8StringEncoding]]; // offset 為 5，表示將檔案指標指到第六個元素的地方 NSString *content2 = @"$iPhone"; [out seekToFileOffset: 5]; [out writeData: [content2 dataUsingEncoding: NSUTF8StringEncoding]]; NSLog(@"檔案寫入完畢..."); // 關閉檔案 [out closeFile]; } return 0; }

20-12


輸出結果

完整路徑為: /Users/jerry/testFile 檔案寫入完畢...

首先以 NSFileManager建立具有 @"Apple" 內容的檔案。out物件以寫入的形式取得

NSFileHandle，接著將檔案指標移到檔案結尾，然後寫入 content1 字串，

@"*iPod** MacBook Pro"。接著再將檔案指標移至字串的第六個元素的位置(因為

offset 為 5)，寫入 content2 字串，@"$iPhone"。以下範例程式將剛才寫入的檔案讀

取之。

範例程式 ns_file_handle_read

// ns_file_handle_read #import <Foundation/Foundation.h> int main(int argc, const char * argv[]) { @autoreleasepool { // 建立檔案路徑以及預寫入的字串 NSString *path = [NSHomeDirectory() stringByAppendingPathComponent: @"testFile"]; NSLog(@"完整路徑為: %@", path); // 讀取檔案內容並印出 NSFileHandle *in = [NSFileHandle fileHandleForReadingAtPath: path]; NSString *inContent = [[NSString alloc] initWithData: [in readDataToEndOfFile] encoding: NSUTF8StringEncoding]; NSLog(@"content:\n %@", inContent); [in closeFile]; } return 0; }

輸出結果

完整路徑為: /Users/jerry/testFile content: Apple$iPhone MacBook Pro

由輸出結果得知，範例程式 ns_file_handle_write，寫入 content1 的內容，也就是寫

入*iPod** MacBook Pro字串，因此寫入 content1後 out的內容呈現如下：

20-13


Apple*iPod** MacBook Pro

從上一字的第六個位置(亦即*字元)，寫入 content2 字串："$Apple"。content2 的內

容寫入後，out內容呈現如下：

Apple$iPhone MacBook Pro

因為在第二次寫入後，$iPhone蓋掉原來 Apple之後的*iPod**。

NSFileHandle 也可使用 +(id)fileHandleForUpdatingAtPath: 的方式來建立並初始

化，此模式綜合以上的兩種讀寫功能。

20.5 習題 1. 利用 NSFileManager 類別所提供的方法，查看您的家目錄有哪些目錄，及查

閱某一目錄下有哪些檔案。

2. 利用 NSFileHandle 類別，建立一麻吉的通訊錄，每位麻吉包括姓名、出生年

月日、手機號碼及地址。再將剛建立好的檔案讀出，驗證寫入檔案的資料是

否正確。