работа с потоками ввода вывода
TRANSCRIPT
План Актуальность ввода и вывода
информации при создании программ Концепция потоков ввода/вывода Пакет java.io. Классы потоков
ввода/вывода в Java. Их иерархия. Базовые классы InputStream и
OutputStream. Работа с символьными данными с
помощью иерархий Reader и Writer Реализация потоков. Ввод и вывод из
файлов. Сериализация, чтение и запись
объектов.
Описание задачи Подавляющее большинство программ
обменивается данными с внешним миром. Это делают любые сетевые приложения -
они передают и получают информацию от других компьютеров и специальных устройств, подключенных к сети.
Оказывается удобным точно таким же образом представлять обмен данными между устройствами внутри одной машины.
Так, например, программа может считывать данные с клавиатуры и записывать их в файл, или же наоборот - считывать данные из файла и выводить их на экран
Описание задачи Т.о., устройства, откуда может
производиться считывание информации, могут быть самыми разнообразными - файл, клавиатура, (входящее) сетевое соединение и т.д.
То же самое касается и устройств вывода - это может быть файл, экран монитора, принтер, (исходящее) сетевое соединение и т.п.
В конечном счете, все данные в компьютерной системе в процессе обработки передаются от устройств ввода к устройствам вывода
Система ввода/вывода Обычно часть вычислительной платформы,
которая отвечает за обмен данным, так и называется - система ввода/вывода. В Java она представлена пакетом java.io (input/output).
Реализация системы ввода/вывода осложняется не только широким спектром источников и получателей данных, но еще и различными форматами передачи информации.
Ею можно обмениваться в двоичном представлении, символьном или текстовом с применением некоторой кодировки (только для русского языка их насчитывается от 4 штук) или передавать числа в различных представлениях.
Виды доступа Доступ к данным может
потребоваться как последовательный (например, считывание HTML страницы), так и произвольный (сложная работа с несколькими частями одного файла).
Зачастую для повышения производительности применяется буферизация
Потоки данных В Java для описания работы по
вводу/выводу используется специальное понятие поток данных (stream).
Поток данных связан с некоторым источником или приемником данных, способных получать или предоставлять информацию
Потоки ввода и вывода потоки делятся на входные -
читающие данные, и на выходные - передающие (записывающие) данные.
Введение концепции stream позволяет отделить программу, обменивающуюся информацией одинаковым образом с любыми устройствами, от низкоуровневых операций с такими устройствами ввода/вывода
Объекты потоков В Java потоки представляются объектами. Входят в пакет java.io. Разнообразны и отвечают за различную
функциональность. Разделены на две части - входные и
выходные (для ввода и вывода данных) Базовые универсальные классы позволяют
считывать и записывать информацию именно в виде набора байт
Если требуется записать в поток данные других типов или целый объект, он сначала преобразуется в набор байт (сериализуется)
При считывании происходит обратное преобразование
Иерархия классов для ввода
Иерархия классов для вывода
Класс InputStream Абстрактный базовый класс для потоков ввода
(чтения) двоичных данных Основные методы:
int read() - читает 1 байт из потока и возвращает его значение. Если достигнут конец потока (нет больше информации для чтения), возвращает значение -1.
int read(byte[] arr) - считывает данные в массив. Пытается считать arr.length байт. Возвращает число реально считанный байт.
int read(byte[] arr, int offset, int count) - позволяет считать count байт в массив, начиная с позиции offset (если мы хотим заполнить не весь массив).
int available() - возвращает кол-во доступных для чтения байт
void close() - закрывает поток Если чтение невозможно, выбрасывается
исключение java.io.IOException
Класс OutputStream Абстрактный базовый класс для потоков
вывода (записи) двоичных данных Основные методы:
void write(int char) - запись в поток 1 байта. void write(byte[] arr) - запись всех байтов
из массива void write(byte[] arr, int offset, int count) -
запись count байтов из массива, начиная с позиции offset.
void flush() - принудительная запись данных из буфера в поток.
void close() - закрывает поток Если чтение невозможно, выбрасывается
исключение java.io.IOException
Реализации потоков ByteArrayInputStream и ByteArrayOutputStream FileInputStream и FileOutputStream PipedInputStream и PipedOutputStream StringBufferInputStream SequenceInputStream FilterInputStreeam и FilterOutputStream BufferedInputStream и BufferedOutputStream LineNumberInputStream PushBackInputStream PrintStream DataInputStream и DataOutputStream ObjectOutputStream
Пример – работа с файламиString inputFileName = "d:\\input.txt";
String outputFileName = "d:\\output.txt";
try {
FileInputStream fis = new FileInputStream(inputFileName);
System.out.println("Файл " + inputFileName + " открыт для чтения");
System.out.println("Содержимое файла:");
int size = fis.available();
byte mas[] = new byte [size];
int count = fis.read(mas);
for (byte b : mas) {
System.out.print((char)b);
}
System.out.println("Считано байт: " + count);
fis.close();
// запись в файл
DataOutputStream dos = new DataOutputStream(new
FileOutputStream(outputFileName));
dos.writeDouble(3.14);
dos.writeInt(55);
dos.writeUTF("Тестовая строка 1\n");
dos.writeUTF("Тестовая строка 2\n");
dos.close();
} catch (FileNotFoundException ex) {
System.err.println("Ошибка: файл не найден");
} catch (IOException ex) {
System.err.println("Ошибка ввода/вывода");
}
DataInputStream и DataOutputStream При чтении и записи часто неудобно
бывает оперировать байтами (тип byte[] и int)
Для более удобной работы с потоками существуют указанные классы
Имеют методы для чтения и записи данных различных типов: writeInt, writeDouble, writeUTF и т.п.
Являются классами-обёртками для потоков, т.е. их конструкторы принимают в качестве параметров уже созданные потоки:
FileInputStream fis = new FileInputStream(inputFileName);
DataInputStream dis = new DataInputStream(fis);
Класс File Изучить самостоятельно
Чтение и запись объектов Механизм сериализации:
class User implements Serializable {
private String login;
public String passwd;
… геттеры/сеттеры
}
public class UserFrame extends javax.swing.JFrame {
ObjectInputStream ois;
ObjectOutputStream oos;
String fileName = "d:\\users.dat";
…
ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(fileName));
User u = (User)ois.readObject();
jTextField1.setText(u.getLogin());
jTextField2.setText(u.getPasswd());
ois.close();
…
oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(fileName));
User u = new User();
u.setLogin(jTextField1.getText());
u.setPasswd(jTextField2.getText());
oos.writeObject(u);
oos.close();
System.out.println(u);
Классы Reader и Writer Абстрактные базовые классы потоков
для чтения/записи символьных данных
Классы Reader и Writer
Классы Reader и Writer
Д/З Изучить презентацию и Лекцию № 15 Самостоятельно разобраться с классами File
и RandomAccessFile 1) создать программу решения квадратных
уравнений, кот. считывает 3 вещественных числа из файла и записывает результат в другой файл.
2) создать программу подсчёта среднего арифметического элементов массива. Считывает из файла кол-во элементов и сами элементы, записывает в другой файл результат.
3) создать программу сохранения информации о нескольких сотрудниках в файл и извлечение этой информации. Использовать поток ObjectOutputStream