前言

最近在学习数据持久化相关的内容，文件作为 iOS 客户端开发中一种常见的数据保存方式，自然也是应该学习的内容，本文就来简单介绍文件相关的一些知识。

文章目录

前言
1. 文件基础
- 沙盒路径获取
- NSString 路径操作
- NSData 类型转换
2. NSFileManager 文件操作
- 2.1 创建文件和目录
- 2.2 文件剪切和复制
- 2.3 文件删除
3. NSFileHandle 文件读写
- 3.1 常用方法
参考资料

1. 文件基础

在 iOS 系统中，所有非系统应用都经过了沙盒化，每个应用都拥有自己的沙盒（Sandbox）用于存储本应用的文件数据，不同应用沙盒之间是相互独立的，而且本应用不能访问其他应用的沙盒。

沙盒机制保证了 iOS 应用的安全性，能有效防止 App 收集和篡改其他 App 存储的信息。如果第三方 App 需要访问除自身以外的其他信息，只能通过 iOS 系统明确提供的服务来实现。

应用沙盒的结构如下图所示：

下面简单介绍一下沙盒各个路径的内容：

/Document 目录：用于存放程序中的文件数据，应用程序在运行时生成一些需要长久保存的数据，如游戏进程存档，为编辑完的文档等。iTunes 、iCloud 对应用信息备份时，会备份这个目录下的数据，因此会在此目录保存相对重要的数据。
/Library 包含下面两个子目录
- /Library/Caches 目录 ：恰如其名，该目录用于存放缓存文件，从网络上下载的文件或数据（如：音乐缓存、图片缓存等）都会保存在该目录下。该目录下的文件不会在应用退出时手动删除，需要程序员手动清除该目录下的数据。iTunes 、iCloud 不会对该目录下的数据进行备份。
- /Library/Preferences 目录：存放的是基于 NSUserDefaults 的设置数据，文件格式为 .plist。设置应用的一些功能会在该目录中查找相应设置的信息，iTunes、iCloud备份时会备份此目录下的数据。该目录由系统自动管理，通常用来储存一些基本的应用配置信息。
/Temp 目录：存放应用运行时产生的一些临时数据和文件，当应用程序退出、系统磁盘空间不足、手机重启时，都会自动清除该目录的数据。无需程序员手动清除该目录中的数据，iTunes、iCloud备份时不会备份此目录。

沙盒路径获取

我们可以通过下面的方法，获取到上面提及到的沙盒目录。

// 获取沙盒根目录
NSString *homeDir = NSHomeDirectory();// 获取 /Document 目录
NSString *docDir = [NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory, NSUserDomainMask, YES) lastObject];// 获取 /Library 目录
NSString *libDir = [NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSLibraryDirectory , NSUserDomainMask , YES) lastObject];// 获取 /Library/Caches 目录
NSString *cacheDir = [NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSCachesDirectory, NSUserDomainMask, YES) lastObject];// 获取 /Temp 目录
NSString *tmpDir = NSTemporaryDirectory();

NSString 路径操作

要想对文件进行操作，必然会涉及到文件路径的处理。在 NSString 中，也给我们提供了路径操作相关的 API。

/// 路径分解，例如 /Users/Apple/file.txt 会得到 "/", "Users", "Apple", "file.txt"
- (NSArray *)pathComponents;// 获取路径的最后部分，例如 /Users/Apple/file.txt 会得到 "file.txt"
- (NSString *)lastPathComponent;// 在路径末尾添加路径，会自动处理 "/"
- (NSString *)stringByAppendingPathConmponent:(NSString *)str;// 删除路径的最后部分，例如 /Users/Apple/file.txt 会得到 /Users/Apple/
- (NSString *)stringByDeletingLastPathCpmponent;// 为路径添加拓展名，传参的时候不用加 "."
- (NSString *)stringByAppendingPathExtension:(NSString *)str;// 删除路径末尾的拓展名
- (NSString *)stringByDeletingPathExtension;

NSData 类型转换

我们读取文件时，通常获取到的都是 NSData 类型的对象，下面是 NSData 到其他常用类型的相互转换方法。

// NSString 和 NSData 互转
NSString *str = @"Veggie";
NSData *strToData = [str dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
NSString *dataToStr = [[NSString alloc] initWithData:strToData encoding:NSUTF8StringEncoding];// int 和 NSData 互转
int i = 1024;
NSData *intToData = [NSData dataWithBytes:&i length:sizeof(i)];
int dataToInt;
[intToData getBytes:&dataToInt length:sizeof(dataToInt)];// UIImage 和 NSData 互转
UIImage *image = [UIImage imageNamed:@"test"];
NSData *imageToData = UIImagePNGRepresentation(image);
UIImage *dataToImage = [UIImage imageWithData:imageToData];// NSArray 和 NSData 互转
NSArray *arr = @[@"1", @"2", @"3"];
NSData *arrToData = [NSJSONSerialization dataWithJSONObject:arr options:NSJSONWritingPrettyPrinted error:nil];
NSArray *dataToArr = [NSJSONSerialization JSONObjectWithData:arrToData options:NSJSONReadingMutableContainers error:nil];// NSDictionary 和 NSData 互转
NSDictionary *dic = @{@"user_name" : @"veggie",@"user_age" : @"18"
};
NSData *dicToData = [NSJSONSerialization dataWithJSONObject:dic options:NSJSONWritingPrettyPrinted error:nil];
NSArray *dataToDic = [NSJSONSerialization JSONObjectWithData:dicToData options:NSJSONReadingMutableContainers error:nil];

2. NSFileManager 文件操作

我们想对沙盒中的目录和文件进行操作时，可以用上系统为我们提供的 NSFileManager 文件管理类。下面就通过封装方法的形式，简单介绍 NSFileManager 的使用。

2.1 创建文件和目录

创建目录

- (BOOL)createDir:(NSString *)path {NSAssert(path > 0, @"%s: The length of path should be greater than 0.", __FUNCTION__);NSFileManager *fileManager = [NSFileManager defaultManager];BOOL isSuccess = YES;// 判断目录是否已经存在if (![fileManager fileExistsAtPath:path]) {// 创建文件目录NSError *error = nil;isSuccess = [fileManager createDirectoryAtPath:path withIntermediateDirectories:YES attributes:nil error:&error];if (error) {NSLog(@"Create directory failed: %@",[error localizedDescription]);}}return isSuccess;
}

创建文件，在创建之前需要确定文件的存储路径是存在的，如果不存在，则现在执行目录创建操作。

- (BOOL)createFile:(NSString *)filePath {NSAssert(filePath > 0, @"%s: The length of filePath should be greater than 0.", __FUNCTION__);NSFileManager *fileManager = [NSFileManager defaultManager];// 提取出文件存放的目录NSString *dir = [filePath stringByDeletingLastPathComponent];// 判断目录是否已经存在if (![fileManager fileExistsAtPath:dir]) {// 如果还没有存在，则需要新建NSError *error = nil;[fileManager createDirectoryAtPath:dir withIntermediateDirectories:YES attributes:nil error:&error];if (error) {NSLog(@"Create directory failed: %@",[error localizedDescription]);return NO;}}// 创建文件return [fileManager createFileAtPath:filePath contents:nil attributes:nil];
}

2.2 文件剪切和复制

这里以一个简单的任务来举例，我们需要将 /Documents/from 目录下的所有文件（文件名格式有规律）移动到 /Documents/to 目录下，其目录内容如下图所示。

我们使用 NSFileManager 来实现，代码如下：

NSString *fromPath = @"/Users/user_name/Documents/from";
NSString *toPath = @"/Users/user_name/Documents/to";NSFileManager *fileManager = [NSFileManager defaultManager];for (int i = 0; i < 100; i++) {NSString *fileName = [NSString stringWithFormat:@"veggie-%d.txt", i];// 注意：在 from 和 to 路径上都要拼上文件名NSString *fileFromPath = [fromPath stringByAppendingPathComponent:fileName];NSString *fileToPath = [toPath stringByAppendingPathComponent:fileName];// 执行移动操作NSError *error = nil;BOOL isSuccess = [fileManager moveItemAtPath:fileFromPath toPath:fileToPath error:&error];if (isSuccess) {NSLog(@"moveFile Success!");} else {NSLog(@"moveFile Field：%@",[error localizedDescription]);}
}

复制操作和上面的代码非常详细，用到的是下面这个 API，需要特别注意的是，参数中 srcPath 和 dstPath 路径都要拼上文件名。

- (BOOL)copyItemAtPath:(NSString *)srcPath toPath:(NSString *)dstPath error:(NSError **)error;

2.3 文件删除

- (BOOL)deleteFile:(NSString *)filePath {NSError *error = nil;NSFileManager *fileManager = [NSFileManager defaultManager];BOOL isSuccess = [fileManager removeItemAtPath:filePath error:&error];if (error) {NSLog(@"removeFile Field：%@",[error localizedDescription]);}return isSuccess;
}

3. NSFileHandle 文件读写

NSFileHandle 主要用于对文件进行 I/O 操作，它的使用通常包括以下几个步骤：

打开文件，获取文件对应的 NSFileHandle 对象
对该文件执行 I/O 操作（读取、写入、插入）
关闭文件

3.1 常用方法

// 打开一个文件，准备读取
+ (nullable instancetype)fileHandleForReadingAtPath:(NSString *)path;
// 打开一个文件，准备写入（会发生覆盖）
+ (nullable instancetype)fileHandleForWritingAtPath:(NSString *)path;
// 打开一个文件，准备插入内容
+ (nullable instancetype)fileHandleForUpdatingAtPath:(NSString *)path;// 返回可用的数据
- (NSData *)availableData;
// 从当前的节点读取到文件的末尾
- (NSData *)readDataToEndOfFile;
// 从当前节点开始读取指定的长度数据
- (NSData *)readDataOfLength:(NSUInteger)length;
// 写入数据
- (void)writeData:(NSData *)data;
// 获取当前文件的偏移量
- (unsigned long long)offsetInFile;
// 跳到指定文件的偏移量
- (void)seekToFileOffset:(unsigned long long)offset;
// 跳到文件末尾
- (unsigned long long)seekToEndOfFile;
// 将文件的长度设为offset字节
- (void)truncateFileAtOffset:(unsigned long long)offset;
// 关闭文件
- (void)closeFile;

参考资料

File System Programming Guide | Apple Developer Documentation
NSFileManager | Apple Developer Documentation
NSString | Apple Developer Documentation
NSData | Apple Developer Documentation

好像又写了一篇没什么用的文章，希望后面在开发中用上了相关技术，可以再次回到这里更新自己的想法。

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