大家好，我是指北君。

在本文中，我們將討論使用 Java 驗(yàn)證一個(gè)給定的字符串是否具有操作系統(tǒng)的有效文件名的不同方法。我們可以根據(jù)限制的字符或長(zhǎng)度限制來(lái)檢查該值。

我們將只關(guān)注核心解決方案，不使用任何外部依賴。我們將使用JDK的java.io和NIO2包來(lái)實(shí)現(xiàn)我們驗(yàn)證方法。。

使用java.io.File

讓我們從第一個(gè)例子開始，使用 java.io.File 類。在這個(gè)解決方案中，我們需要用一個(gè)給定的字符串創(chuàng)建一個(gè)File實(shí)例，然后在本地磁盤上創(chuàng)建一個(gè)文件。

public static boolean validateStringFilenameUsingIO(String filename) throws IOException {
    File file = new File(filename);
    boolean created = false;
    try {
        created = file.createNewFile();
        return created;
    } finally {
        if (created) {
            file.delete();
        }
    }
}

當(dāng)給定的文件名不正確時(shí)，它會(huì)拋出一個(gè)IOException。讓我們注意，由于里面的文件創(chuàng)建，這個(gè)方法需要給定的文件名字符串沒有對(duì)應(yīng)存在的文件。

我們知道，不同的文件系統(tǒng)有自己的文件名限制。通過(guò)使用 java.io.File 方法，我們不需要指定每個(gè)操作系統(tǒng)的規(guī)則，因?yàn)镴ava自動(dòng)為我們解決了這個(gè)問題。

然而，我們需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)假文件。當(dāng)我們成功后，我們必須記得在最后刪除它。此外，我們必須確保我們有適當(dāng)?shù)臋?quán)限來(lái)執(zhí)行這些操作。任何失敗也可能導(dǎo)致IOException，所以也最好檢查一下錯(cuò)誤信息。

assertThatThrownBy(() -> validateStringFilenameUsingIO("javanorth?.txt"))
  .isInstanceOf(IOException.class)
  .hasMessageContaining("Invalid file path");

使用 NIO2 API

我們知道java.io包有很多缺點(diǎn)，因?yàn)樗窃贘ava的第一個(gè)版本中創(chuàng)建的。NIO2 API是java.io包的后繼者，它帶來(lái)了許多改進(jìn)，這也大大簡(jiǎn)化了我們之前的解決方案。

public static boolean validateStringFilenameUsingNIO2(String filename) {
    Paths.get(filename);
    return true;
}

我們的功能現(xiàn)在被精簡(jiǎn)了，所以它是進(jìn)行這種測(cè)試的最快方式。我們不創(chuàng)建任何文件，所以我們不需要有任何磁盤權(quán)限，也不需要在測(cè)試后執(zhí)行清理。

無(wú)效的文件名拋出 nvalidPathException，它擴(kuò)展了RuntimeException。這個(gè)的錯(cuò)誤信息也包含了比之前更多的細(xì)節(jié)。

assertThatThrownBy(() -> validateStringFilenameUsingNIO2(filename))
  .isInstanceOf(InvalidPathException.class)
  .hasMessageContaining("character not allowed");

但是這個(gè)解決方案有一個(gè)嚴(yán)重的缺點(diǎn)，與文件系統(tǒng)的限制有關(guān)。Path類可能表示帶有子目錄的文件路徑。與第一個(gè)例子不同，這個(gè)方法沒有檢查文件名字符的溢出限制。讓我們用Apache Commons的randomAlphabetic()方法生成的五百個(gè)字符的隨機(jī)String來(lái)檢查。

String filename = RandomStringUtils.randomAlphabetic(500);
assertThatThrownBy(() -> validateStringFilenameUsingIO(filename))
  .isInstanceOf(IOException.class)
  .hasMessageContaining("File name too long");

assertThat(validateStringFilenameUsingNIO2(filename)).isTrue();

為了解決這個(gè)問題，我們應(yīng)該像以前一樣，創(chuàng)建一個(gè)文件并檢查結(jié)果。

自定義的實(shí)現(xiàn)

最后，讓我們嘗試實(shí)現(xiàn)我們自己的自定義函數(shù)來(lái)測(cè)試文件名。我們還將嘗試避免任何I/O功能，只使用核心的Java方法。

這類解決方案提供了更多的控制權(quán)，允許我們實(shí)現(xiàn)我們自己的規(guī)則。然而，我們必須考慮不同系統(tǒng)的許多額外限制。

使用String.contains

我們可以使用String.contains()方法來(lái)檢查給定的String是否包含任何禁止的字符。首先，我們需要手動(dòng)指定一些示例值。

public static final Character[] INVALID_WINDOWS_SPECIFIC_CHARS = {'"', '`', '<', '>', '?', '|'};
public static final Character[] INVALID_UNIX_SPECIFIC_CHARS = {'\000'};

在我們的例子中，讓我們只關(guān)注這兩個(gè)操作系統(tǒng)，Windows的文件名比UNIX的限制更多。另外，一些的空白字符可能會(huì)有問題。

在定義了受限制的字符集之后，讓我們來(lái)確定當(dāng)前的操作系統(tǒng)。

public static Character[] getInvalidCharsByOS() {
    String os = System.getProperty("os.name").toLowerCase();
    if (os.contains("win")) {
        return INVALID_WINDOWS_SPECIFIC_CHARS;
    } else if (os.contains("nix") || os.contains("nux") || os.contains("mac")) {
        return INVALID_UNIX_SPECIFIC_CHARS;
    } else {
        return new Character[]{};
    }
}

而現(xiàn)在我們可以用它來(lái)測(cè)試給定的值。

public static boolean validateStringFilenameUsingContains(String filename) {
    if (filename == null || filename.isEmpty() || filename.length() > 255) {
        return false;
    }
    return Arrays.stream(getInvalidCharsByOS())
      .noneMatch(ch -> filename.contains(ch.toString()));
}

如果我們定義的任何字符不在給定的文件名中，這個(gè)Stream謂詞返回真。此外，我們還實(shí)現(xiàn)了對(duì)null值和不正確長(zhǎng)度的支持。

正則表達(dá)式模式匹配

我們也可以在給定的String上直接使用正則表達(dá)式。讓我們來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)只接受字母數(shù)字和點(diǎn)字符的模式，其長(zhǎng)度不超過(guò)255。

public static final String REGEX_PATTERN = "^[A-za-z0-9.]{1,255}$";

public static boolean validateStringFilenameUsingRegex(String filename) {
    if (filename == null) {
        return false;
    }
    return filename.matches(REGEX_PATTERN);
}

現(xiàn)在，我們可以根據(jù)先前準(zhǔn)備的模式測(cè)試給定的值。我們還可以輕松地修改模式。在這個(gè)例子中，我們跳過(guò)了操作系統(tǒng)的檢查功能。

總結(jié)

在這篇文章中，我們集中討論了文件名及其限制。我們介紹了不同的算法，用Java檢測(cè)無(wú)效的文件名。

我們從java.io包開始，它為我們解決了大部分的系統(tǒng)限制，但執(zhí)行了額外的I/O動(dòng)作，可能需要一些權(quán)限。然后我們檢查了NIO2 API，它是最快的解決方案，但有文件名長(zhǎng)度檢查的限制。

最后，我們實(shí)現(xiàn)了我們自己的方法，不使用任何I/O API，但需要自定義實(shí)現(xiàn)文件系統(tǒng)規(guī)則。