第2章 - 文件 I/O 操作

嗨，朋友！我是长安。

这一章我们来看看 Lua 的文件读写操作。Java 的 IO 体系非常庞大（InputStream、OutputStream、Reader、Writer、BufferedReader……），而 Lua 的文件操作就简单多了。

🤔 Lua IO 模型

Lua 提供两种 IO 模型：

模型说明类似 Java
简单模型使用 io.xxx 全局操作System.in / System.out
完整模型使用文件句柄操作FileReader / FileWriter

📖 读取文件

简单模型

-- 打开文件并读取全部内容
io.input("config.txt")          -- 设置输入文件
local content = io.read("*a")   -- 读取全部内容
print(content)
io.close()

完整模型（推荐）

-- 读取整个文件
local file = io.open("config.txt", "r")
if file then
    local content = file:read("*a")    -- 读取全部
    print(content)
    file:close()
else
    print("文件打开失败！")
end

逐行读取

-- 方式一：使用 lines 迭代器
local file = io.open("data.txt", "r")
if file then
    for line in file:lines() do
        print(line)
    end
    file:close()
end

-- 方式二：使用 io.lines（更简洁）
for line in io.lines("data.txt") do
    print(line)
end

Java 对比

// Java 逐行读取
try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader("data.txt"))) {
    String line;
    while ((line = reader.readLine()) != null) {
        System.out.println(line);
    }
} catch (IOException e) {
    System.out.println("文件打开失败！");
}

// Java 11+ 读取全部内容
String content = Files.readString(Path.of("config.txt"));

✍️ 写入文件

-- 写入文件（覆盖模式）
local file = io.open("output.txt", "w")
if file then
    file:write("第一行\n")
    file:write("第二行\n")
    file:write("数字: " .. 42 .. "\n")
    file:close()
    print("写入成功！")
end

-- 追加模式
local file = io.open("log.txt", "a")
if file then
    file:write(os.date() .. " - 日志信息\n")
    file:close()
end

Java 对比

// Java 写入文件
try (BufferedWriter writer = new BufferedWriter(new FileWriter("output.txt"))) {
    writer.write("第一行\n");
    writer.write("第二行\n");
    writer.write("数字: " + 42 + "\n");
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

// Java 追加模式
try (FileWriter writer = new FileWriter("log.txt", true)) {
    writer.write(new Date() + " - 日志信息\n");
}

📋 文件打开模式

模式说明Java 对比
"r"只读（默认）new FileReader()
"w"写入（覆盖）new FileWriter()
"a"追加new FileWriter(file, true)
"r+"读写new RandomAccessFile("rw")
"w+"读写（覆盖）—
"a+"读写（追加）—

📖 read 的参数

参数说明示例
"*a"读取全部内容file:read("*a")
"*l"读取一行（默认）file:read("*l")
"*n"读取一个数字file:read("*n")
数字 n读取 n 个字节file:read(1024)
local file = io.open("data.txt", "r")
if file then
    -- 读取第一行
    local line1 = file:read("*l")
    print("第一行:", line1)
    
    -- 读取剩余全部
    local rest = file:read("*a")
    print("剩余:", rest)
    
    file:close()
end

🔧 实用示例：读取配置文件

-- 读取 key=value 格式的配置文件
local function loadConfig(filename)
    local config = {}
    local file = io.open(filename, "r")
    if not file then
        print("配置文件不存在: " .. filename)
        return config
    end
    
    for line in file:lines() do
        -- 跳过注释和空行
        if line:sub(1, 1) ~= "#" and line:match("%S") then
            local key, value = line:match("^(%w+)%s*=%s*(.+)$")
            if key then
                config[key] = value
            end
        end
    end
    
    file:close()
    return config
end

-- 使用
-- config.txt 内容：
-- # 这是注释
-- host = localhost
-- port = 8080
-- debug = true

local config = loadConfig("config.txt")
print(config.host)    -- localhost
print(config.port)    -- 8080

// Java 等价：使用 Properties
Properties props = new Properties();
props.load(new FileInputStream("config.properties"));
String host = props.getProperty("host");

🔧 实用示例：简单日志工具

-- logger.lua
local M = {}

local logFile = nil

function M.init(filename)
    logFile = io.open(filename, "a")
end

function M.log(level, message)
    if logFile then
        local timestamp = os.date("%Y-%m-%d %H:%M:%S")
        logFile:write(string.format("[%s] [%s] %s\n", timestamp, level, message))
        logFile:flush()    -- 立即写入磁盘
    end
end

function M.info(message)  M.log("INFO", message) end
function M.warn(message)  M.log("WARN", message) end
function M.error(message) M.log("ERROR", message) end

function M.close()
    if logFile then
        logFile:close()
        logFile = nil
    end
end

return M

-- 使用日志工具
local logger = require("logger")
logger.init("app.log")

logger.info("应用启动")
logger.warn("配置项缺失，使用默认值")
logger.error("数据库连接失败")

logger.close()

📝 小结

  • Lua 文件操作比 Java 简单得多，核心就是 io.open、read、write、close
  • 推荐使用完整模型（文件句柄），更灵活可控
  • 一定记得 close()，否则数据可能丢失
  • 用 file:lines() 逐行读取最方便
  • 写入后用 file:flush() 确保数据写入磁盘

➡️ 下一步

文件操作搞定了！下一章来学习 错误处理，看看 Lua 怎么处理异常。

💪 练习题

  1. 写一个程序，读取文件内容并统计行数和字符数。
  2. 写一个程序，把一个文件的内容复制到另一个文件。
  3. 实现一个简单的 CSV 文件解析器。
  4. Lua 的 io.open 返回什么？如何判断文件是否打开成功？

答案提示

  1. 用 file:lines() 遍历计数行数，file:read("*a") + #content 统计字符数
  2. local input = io.open(src,"r") local output = io.open(dst,"w") output:write(input:read("*a"))
  3. 用 string.gmatch(line, "([^,]+)") 分割每行的逗号分隔值
  4. 成功返回文件句柄，失败返回 nil + 错误信息。用 if file then 判断
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Contributors: 王长安