详解Java SE 7文件操作之路径操作

Java SE 7中对Path类的操作主要有两种：对路径的操作和对文件的操作。这篇文章中我们就来了解一下对路径的操作。

创建Path实例
Path实例包含了指定文件或目录位置的信息，在实例化Path类时，需要指定一个或多个目录或文件名。路径的根目录不是必须的；路径信息可能仅仅是一个目录或文件的名称。
最简单的创建Path实例的方式就是使用Paths（注意这里有一个s）类的get方法： 
 

Path p1 = Paths.get("/tmp/foo");   
  Path p2 = Paths.get(args[0]);   
  Path p3 = Paths.get("file:///Users/joe/FileTest.java");   

Path类接受String或URI作为参数。

获取路径信息
前面我们已经说过了，File System一般是树形结构，因此我们可以把Path理解为按顺序存储的一系列的名称（目录名称和文件名称）。目录结构中***一层的目录名就是序列中 index为0的那一个，目录结构中***一层的目录名或者文件名就是序列中index为n-1的那一个（这里n是路径中层次的数目）。Path类提供方法来通过index获取序列中的一个元素或一个子序列。
随后的例子中我们使用的目录结构如下图：

    下面的代码定义了一个Path对象并获取其中的信息。要注意的是这些代码中除了isHidden方法外，其他的方法并不需要指定的目录或文件存在；如果不存在，isHidden方法会抛出异常。
 

Path path = Paths.get("C:\\home\\joe\\foo");    // Microsoft Windows syntax     
//Path path = Paths.get("/home/joe/foo");    // Solaris syntax     
System.out.format("toString: %s%n", path.toString());     
System.out.format("getName: %s%n", path.getName());     
System.out.format("getName(0): %s%n", path.getName(0));     
System.out.format("getNameCount: %d%n", path.getNameCount());     
System.out.format("subpath(0,2): %d%n", path.subpath(0,2));     
System.out.format("getParent: %s%n", path.getParent());     
System.out.format("getRoot: %s%n", path.getRoot());     
System.out.format("isHidden: %s%n", path.isHidden());    

下面是这段代码的输出情况

//Path path = Paths.get("sally/bar");     // Solaris syntax     
Path path = Paths.get("sally\\bar");    // Microsoft Windows syntax    

大家可以自行去实验一下具体的输出是什么。

去除Path中的冗余
在很多文件系统中我们使用'.'来代表当前目录，使用'..'代表父目录。在有些情况下我们创建的路径中会有冗余的路径信息，例如：
        /home/./joe/foo
        /home/sally/../joe/foo
方法normalize会去除这些冗余信息，包括'.'或'directory/..'。上面的两个例子在去除冗余信息后都是/home/joe/foo。
要注意的是normalize方法并不去检查文件系统，它只是简单的进行语法操作。在第二个例子中，如果sally是一个指向其他的目录的符号链接，那么去除了sally/..后可能导致Path不在指向原来的文件或目录。
如果你需要清除冗余信息，又要保证结果仍然指向正确的文件或目录，可以使用toRealPath方法。在下面我们会讲到这个方法。

转换Path
有3个方法用来转换Path。
    * toUri方法
      如果你需要将Path转换为可以在浏览器中打开的字符串格式，可以使用toUri方法，例如：
 

Path p1 = Paths.get("/home/logfile");     
System.out.format("%s%n", p1.toUri());  // 结果是 file:///home/logfile    

Path path = Paths.get("home\\joe\\foo");     
Path absolutePath = path.toAbsolutePath();     
System.out.println(path == absolutePath); //结果是false     
    
Path path2 = Paths.get("c:\\home\\joe\\foo ");     
Path absolutePath2 = path2.toAbsolutePath();     
System.out.println(path2 == absolutePath2);//结果是true    

      同样的，toAbsolutePath方法并不需要Path所指向的文件或目录存在。
    * toRealPath方法
      这个方法会返回一个已经存在的文件或目录的真实路径（如果文件或目录不存在或无法访问，该方法会抛出异常）。该方法会执行以下的操作：
      如果传入的参数是true并且文件系统支持符号链接，则解析路径中存在的符号链接（如果有的话）。
      如果原来的Path是相对路径，将其转换成绝对路径。
      如果路径中含有冗余信息，返回的Path中这些冗余信息会被去除。


连接两个Path
可以使用resolve方法来将两个Path连接起来。该方法的参数是一个字符串。如果该字符串代表的是一个相对路径，那么这个路径会被扩展到原来的路径后。如果传入的字符串是一个绝对路径，那么返回的值就是传入的这个绝对路径。例如：
 

Path p1 = Paths.get("C:\\home\\joe\\foo");        
System.out.format("%s%n", p1.resolve("bar")); // 结果是 C:\home\joe\foo\bar     
    
Paths.get("foo").resolve("c:\\home\joe");       // 结果是  C:\home\joe    

创建两个路径之间的路径
这个功能说起来有些绕口，实际的功能就是创建两个指定的目录或文件之间的相对路径。例如：
 

Path p1 = Paths.get("joe/foo");     
Path p2 = Paths.get("sally");    

在这个例子中，由于两个路径都是相对路径，没有其他的信息，我们会认为这两个joe和sally是同一级的兄弟目录，因此有以下的结果
 

Path p1_to_p2 = p1.relativize(p2);   // 结果是 ../../sally     
Path p2_to_p1 = p2.relativize(p1);   // 结果是 ../joe/foo   

让我们看看另外一个例子：
 

Path p1 = Paths.get("home");     
Path p3 = Paths.get("home/sally/bar");     
Path p1_to_p3 = p1.relativize(p3);  // 结果是 sally/bar     
Path p3_to_p1 = p3.relativize(p1);  // 结果是 ../..   

在这个例子中，两个路径共享同一个节点-home，所以结果并不是../home/sally/bar和../../../home.
如果两个路径中有一个是绝对路径，另外一个是相对路径，relative方法会抛出异常。如果两个路径都是绝对路径，那么relative方法的行为和系统相关，不同的系统可能不同。
我在Windows操作系统下实验了一下，如果两个路径属于同一个硬盘，那么可以执行成功，否则会抛出异常。
 

Path path1 = Paths.get("c:\\abcd\\efg");     
Path path2 = Paths.get("c:\\temp");     
System.out.println(path1.relativize(path2));        //结果是..\..\temp     
System.out.println(path2.relativize(path1));        //结果是..\abcd\efg     
    
Path path3 = Paths.get("c:\\abcd\\efg");     
Path path4 = Paths.get("d:\\temp");     
System.out.println(path3.relativize(path4));        //抛出异常    

Path的比较
Path提供equals方法来检查两个Path是否相等。但是这里要注意的是比较的并不是两个Path是否指向同一个目录或者文件。请看下面的例子：
 

Path path1 = Paths.get("abcd\\123");     
Path path2 = Paths.get("abcd\\123");     
Path path3 = Paths.get("abcd\\.\\123");     
System.out.println(path1.equals(path2));        //true     
System.out.println(path1.equals(path3));        //false     
System.out.println(path1.equals(path3.normalize())); //true     
System.out.println(path1.equals(path1.toAbsolutePath()));        //false    

Path类还提供了startsWith和endsWith方法，这两个方法用来检查路径是否以指定的字符串开始或者结束，例如：
 

Path path = ...;     
Path otherPath = ...;     
Path beginning = Paths.get("/home");     
Path ending = Paths.get("foo");     
    
if (path.equals(otherPath)) {     
    //equality logic here     
} else if (path.startsWith(beginning)) {     
    //path begins with "/home"     
} else if (path.endsWith(ending)) {     
    //path ends with "foo"     
}    

Path类实现了Iterable接口，iterator方法会返回一个Iterator对象，该对象中的***个元素就是原路径中最上层（最靠近根节点）的目录。下面是使用这个方法的例子：
 

Path path = ...;     
for (Path name: path) {     
    System.out.println(name);     
}   

Path类还实现了Comparable接口，因此可以使用compareTo来比较两个Path。比较的算法和结果是和文件系统的提供者和系统平台相关的。大家在使用之前，***先实验一下。
Path 类还提供了一个方法isSameFile来检查两个Path是否指向同一个目录或文件。如果作为参数的Path为null，那么会直接返回false，不会去检查Path指向的文件是否存在。如果两Path来自不同的文件系统提供者，那么也会直接返回false，不会去检查文件或目录是否存在。如果两个 Path执行equals方法的返回结果为true，那么这个方法直接返回true，也不会去检查文件或目录是否存在。其他的情况下是否会去打开或访问 Path指向的文件或目录是与具体的实现相关的，也就是说不同的JDK/JRE可能会有不同的行为。
验证文件或目录是否存在
上面所介绍的很多方法都不会去验证Path指向的文件或目录是否存在，只是操作Path实例自身。但是在有些情况下，你需要访问文件系统来验证文件、目录存在与否，这时你可以使用exists和notExists方法。需要注意的是!path.exists()并不等于path.notExists()。当你调用这两个方法时，有以下3中情况：

    * 文件或者目录被证实存在
    * 文件或者目录被证实不存在
    * 不知道文件或目录是否存在。当程序没有访问这个文件或目录的权限的时候这个情况会发生。
如果exists()和notExists()都返回false，说明无法验证该文件是否存在。