K31 Files Lernziele

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•
Inhalt
1.
2.
3.
4.
5.
Einleitung
Programmbeispiele zu binären Files
Programmbeispiele zu Textfiles
Weitere wichtige Klassen für das File-Handling
Objekt-Serialisierung
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Folie 1
Lernziele
• Sie sind mit dem Konzept der Files in Java vertraut
• Sie können Textfiles beim Einlesen in Token
zerlegen
• Sie kennen die Möglichkeiten für den wahlfreien
zugriff auf Dateien
• Sie wissen was Persistenz ist und wie der Zustand
von Objekten gesichert/gelesen werden kann
• Sie sind in der Lage eigene Klassen serialisierbar zu
machen
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Folie 2
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1. Einleitung
1.1 Unterschiede RAM vs. File
?
?
?
– flüchtig vs. permanent
– Zugriffszeit
– Preis Hardware
1.2 Unterschiede Java-Applets vs. Java-Programme
?
?
– Applets ð File-Zugriff "nicht gestattet"
– Programme ð File-Zugriff gestattet
41
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Folie 3
1. Einleitung
1.3 File Zugriffe
?
– sequentieller Zugriff ð Stream Access
(vgl. Streamer-Tape, Stelle anfahren)
?
– wahlfreier Zugriff ð Random Access
(vgl. Array, Stelle direkt anspringen)
1.4 File-Arten
?
– binäre Files ð Folge von Bytes,
beliebige Daten speicherbar
?
– Textfiles ð Folge von Zeichen,
File mit Editor lesbar
4 1, 2
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Folie 4
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1. Einleitung
1.5 Aufbau Textfile
?
?
?
– Zeilenweise
– Zeilenende markiert "\n" (Line Feed 10)
– File-Ende markiert (SUB 26)
1.6 File-Bearbeitung
?
?
?
– 1. open (erfolgt implizit mit new)
– 2. read() oder write()
– 3. close()
42
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Folie 5
2.1 Byte-Werte in File "data1.bin" schreiben
import java.io.*;
public class WriteBinaryFile1 {
public static void main(String[] args) {
String fileName = "data1.bin";
File aFile = new File(fileName);
if (!aFile.exists()) {
try {
FileOutputStream aFileOutputStream =
new FileOutputStream(aFile);
for (int i = 0; i <= 10; i++) {
aFileOutputStream.write(i);
}
aFileOutputStream.close();
} catch (IOException e) {
System.out.println("Exception: " + e.getMessage());
return;
}
}
}
}
i ð aFileOutputStream ð aFile ð data1.bin
4 3 & 15.5.2
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2.2 Byte-Werte von File "data1.bin" lesen
import java.io.*;
public class ReadBinaryFile1 {
public static void main(String[] args) {
String fileName = "data1.bin";
File aFile = new File(fileName);
if (aFile.exists()) {
try {
FileInputStream aFileInputStream =
new FileInputStream(aFile);
int i = -1; // -1 means EOF (End Of File)
while ((i = aFileInputStream.read()) != -1) {
System.out.println(i);
}
aFileInputStream.close();
} catch (IOException e) {
System.out.println("Exception: " + e.getMessage());
return;
}
}
}
data1.bin ð aFile ð aFileInputStream ð i
}
4 4 & 15.5.2
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Folie 7
2.3 Datentypen in "data2.bin" schreiben
import java.io.*;
public class WriteBinaryFile2 {
public static void main(String[] args) {
String fileName = "data2.bin";
File aFile = new File(fileName);
if (!aFile.exists()) {
try {
FileOutputStream aFileOutputStream =
new FileOutputStream(aFile);
// DataOutputStream allows writing values of
// elementary data types.
DataOutputStream aDataOutputStream =
new DataOutputStream(aFileOutputStream);
4 5 & 15.6.2
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2.3 Datentypen in "data2.bin" schreiben
// Number of int-values, then values ...
aDataOutputStream.writeInt(3);
aDataOutputStream.writeInt(1);
aDataOutputStream.writeInt(2);
aDataOutputStream.writeInt(3);
// Number of double-values, then values ...
aDataOutputStream.writeInt(2);
aDataOutputStream.writeDouble(1.23456789);
aDataOutputStream.writeDouble(-1.E-3);
aFileOutputStream.close();
}
catch (IOException e) {
System.out.println("Exception: " + e.getMessage());
return;
}
}
}
}
3 ð aDataOutputStream ð aFileOutputStream ð aFile ð data2.bin
4 5 & 15.6.2
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2.4 Datentypen von "data2.bin" lesen
import java.io.*;
public class ReadBinaryFile2 {
public static void main(String[] args) {
String fileName = "data2.bin";
File aFile = new File(fileName);
if (aFile.exists()) {
try {
FileInputStream aFileInputStream =
new FileInputStream(aFile);
DataInputStream aDataInputStream =
new DataInputStream(aFileInputStream);
int numberOfInt = aDataInputStream.readInt();
for (int i = 0; i < numberOfInt; i++) {
System.out.println(aDataInputStream.readInt());
}
4 7 & 15.6.2
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2.4 Datentypen in "data2.bin" schreiben
int numberOfDouble = aDataInputStream.readInt();
for (int i = 0; i < numberOfDouble; i++) {
System.out.println(aDataInputStream.readDouble());
}
aFileInputStream.close();
}
catch (IOException e) {
System.out.println("Exception: " + e.getMessage());
return;
}
}
}
}
data2.bin ð aFile ð aFileInputStream ð aDataInputStream ð numberOfInt
4 7 & 15.6.2
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Folie 11
3.1 Text in "data1.txt" schreiben
import java.io.*;
import java.text.*;
public class WriteTextFile1 {
public static void main(String[] args) {
String fileName = "data1.txt";
File aFile = new File(fileName);
if (!aFile.exists()) {
try {
FileWriter aFileWriter = new FileWriter(aFile);
BufferedWriter aBufferedWriter =
new BufferedWriter(aFileWriter);
PrintWriter aPrintWriter =
new PrintWriter(aBufferedWriter);
aPrintWriter.println("This is the 1. line.");
aPrintWriter.println("This is the 2. line.");
4 8 & 15.8.4
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3.1 Text in "data1.txt" schreiben
DecimalFormat df =
new DecimalFormat("' '0000.000;-0000.000");
aPrintWriter.print(df.format(12.3));
aPrintWriter.print("
");
aPrintWriter.print(df.format(10));
aPrintWriter.println();
aPrintWriter.print(df.format(1111.22222));
aPrintWriter.print("
");
aPrintWriter.print(df.format(-10.1));
aPrintWriter.flush();
aFileWriter.close();
}
catch (IOException e) {
System.out.println("Exception: " + e.getMessage());
return;
}
}
}
}
"This is the 1. line." ð aPrintWriter ð aBufferedWriter ð aFileWriter
ð aFile ð data1.txt
4 9 & 15.8.4
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3.2 Text von "data1.txt" lesen
public class ReadTextFile1 {
public static void main(String[] args) {
String fileName = "data1.txt";
File aFile = new File(fileName);
if (aFile.exists()) {
try {
FileReader aFileReader = new FileReader(aFile);
BufferedReader aBufferedReader =
new BufferedReader(aFileReader);
System.out.println(aBufferedReader.readLine());
System.out.println(aBufferedReader.readLine());
4 10 & 15.8.4
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3.2 Text von "data1.txt" lesen
String line;
StringTokenizer sT;
double d;
while ((line = aBufferedReader.readLine()) != null) {
sT = new StringTokenizer(line);
while (sT.hasMoreTokens()) {
d = (Double.valueOf(
sT.nextToken())).doubleValue();
System.out.println(d);
}
}
aFileReader.close();
}
catch (IOException e) {
System.out.println("Exception: " + e.getMessage());
return;
}
}
}
}
data1.txt ð aFile ð aFileReader ð aBufferedReader ð readLine()
4 10 & 15.8.4
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4.1 Klasse StreamTokenizer
• Klasse StreamTokenizer
– Auch in Package java.io definiert
– Nützliche Methoden zur lexikalischen Analyse
• Groben Syntaxanalyse eines Datenstroms
StreamTokenizer
nval:double
sval:String
ttype:int
commentChar(int ch):void
nextToken():int
ordinaryChar(int ch):void
resetSyntax():void
4 12
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4.1 Klasse StreamTokenizer
StreamTokenizer wird an Datenstrom angehängt
• Methoden
– Beschränkte Definition einer Syntax
•
•
•
•
Whitespace
Normale Zeichen
Sonderzeichen
Kommentare
• Aufruf
nextToken() entnimmt dem Datenstrom das
nächste Token
– Zeichenketten und Zahlenwerte werden automatisch in
Strings bzw. double-Werte umgewandelt.
4 12
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4.1 Klasse StreamTokenizer
• Beispiel
– Von einem Textfile sollen, abgesehen von Kommentaren,
Zeichenketten und Zahlenwerte eingelesen werden:
4 13
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4.1 Klasse StreamTokenizer
import java.io.*;
import java.util.StringTokenizer;
public class TokenizerDemo {
public static void main(String[] args) throws IOException {
if (args.length == 1) {
Reader aReader = new FileReader(args[0]);
StreamTokenizer sT = new StreamTokenizer(aReader);
sT.ordinaryChar('/');
// recognizes C++-style comments
sT.slashSlashComments(true);
// recognizes C-style comments
sT.slashStarComments(true);
// numbers should be parsed
sT.parseNumbers();
// treats end of lines as tokens
sT.eolIsSignificant(true);
4 13, 14
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4.1 Klasse StreamTokenizer
int tval;
while ((tval = sT.nextToken()) != StreamTokenizer.TT_EOF) {
switch (tval) {
case StreamTokenizer.TT_NUMBER :
System.out.print("[N: " + sT.nval + " ]");
break;
case StreamTokenizer.TT_WORD :
System.out.print("[S: " + sT.sval + " ]");
break;
case StreamTokenizer.TT_EOL :
System.out.println();
break;
default :
System.out.print("[X: " + sT.ttype + " ]");
}
}
aReader.close();
}
else {
System.exit(1);
}
}}
4 13,14
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4.2 Klasse File
• Klasse File
– Hat nichts direkt mit der Ein-/Ausgabe zu tun
– Stellt Betriebssystemfunktionen bereit für
• Files
• Verzeichnisse
• Plattform unabhängig
File
separator:String
pathSeparator:String
delete():void
exists():boolean
getAbsolutePath():String
isDirectory():boolean
isFile():boolean
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4 15
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Folie 21
4.2 Klasse File
• Separatoren:
– Plattformspezifische Unterschiede müssen
berücksichtigt werden
• Übersicht:
Unix
/
\n
:
File
Line
Path
4 15
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Separatoren
Windows
\
\r\n
;
Macintosh
:
\r
:
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4.3 Klasse FileDialog
• Klasse FileDialog
– Abgeleitet von Klasse Dialog
– Auswahl-Dialog für Files/ Verzeichnissen
– AWT ruft plattformabhängigen Standarddialog auf
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4 16
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Folie 23
4.3 Klasse FileDialog
• Klasse FileDialog
– Modaler Dialog
• Eingaben in das Frame-Fenster werden unterdrückt
– Bis Dialog beendet ist
• Nichtmodale Dialoge ermöglichen weitere Eingaben
– vgl. z.B. Rechtschreibe-Hilfe bei Word
FileDialog
LOAD:int
SAVE:int
getDirectory():String
getFile():String
getMode():int
setFilenameFilter():void
– Methode getFile() liefert den String zurück
• Rückgabewert null, falls kein File selektiert wurde
4 16
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4.4 Klasse RandomAccessFile
• Klasse RandomAccessFile
– Ermöglicht direkten Zugriff auf beliebige Positionen innerhalb von
Files
RandomAccessFile
close():void
getFilePointer():long
length():long
read():int
readLine():String
seek(pos:long):void
writeInt(v:int):void
–
–
–
–
Ist nicht Unterklasse von InputStream oder OutputStream
Implementiert Schnittstellen DataInput und DataOutput
Besitzt gleiche Fähigkeiten wie DataInput-/DataOutputStream
Mit Methode seek() kann beliebige Position im File
angefahren werden
4 17
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Folie 25
4.4 Klasse RandomAccessFile
import java.io.*;
public class RandomAccessFileDemo {
public static void main(String[] args) throws IOException {
RandomAccessFile aRandomAccessFile =
new RandomAccessFile("temp.txt", "rw");
// r = read, w = write
String s = "Ein Text miit Schreibfehler.";
aRandomAccessFile.seek(0);
aRandomAccessFile.writeBytes(s);
System.out.println("Pos: "+aRandomAccessFile.getFilePointer());
aRandomAccessFile.seek(9);
aRandomAccessFile.writeBytes("ohne");
aRandomAccessFile.seek(0);
System.out.println("Text: " + aRandomAccessFile.readLine());
aRandomAccessFile.close();
}
}
4 18
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Folie 26
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5. Objekt-Serialisierung
• Bisherige I/O-Möglichkeiten
– Elementare Datentypen: byte, char, int, String
• Wunsch, Anforderung der OOP
– Ein-/ Ausgabe von Objekten
Objekte
Werte der
Instanzvariablen
ObjektSerialisierung
Byte-Datenstrom
4 19 & 15.9
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Folie 27
5. Objekt-Serialisierung
• Objekt-Serialisierung
– Speichern und wieder Einlesen von Objekten
• Auf anderem Rechner oder via Internet
• Objekte, die ausserhalb eines Laufzeitsystems existieren werden
persistente Objekte genannt
– Instanzvariablen werden in Byte-Datenstrom geschrieben
• Marshalling/Unmarshalling
– Klassenvariablen werden nicht serialisiert!
ObjectOutputStream, ObjectInputStream
• Ausgabestrom kann mit FileOutputStream verbunden werden
4 19 & 15.9
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5. Objekt-Serialisierung
• Klassendiagramm (Ausschnitt)
Object
InputStream
OutputStream
read():int
close()
write()
flush()
close()
FileInputStrea m
ObjectInputStrea m
FileOutputStream
Obje ctOutputStream
read():int
close()
readBoolean()
readObject()
write()
close()
writeDouble()
writeObject()
4 20 & 15.9
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Folie 29
5. Objekt-Serialisierung
• Exceptions
writeObject() wirft primär folgende Exceptions:
InvalidClassException
NotSerializableException
IOException
readObject() wirft mitunter folgende Exceptions:
ClassNotFoundException
InvalidClassException
StreamCorruptedException
OptionalDataException
IOException
4 20 & 15.9
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5. Objekt-Serialisierung
• Modifier transient
– Instanzvariablen werden nicht serialisiert
• Hilfsvariablen
• Sicherheitsgründe
transient int currentVolume;
• Interface Serializable
– Klassen, die serialisiert werden sollen müssen das
Interface Serializable implementieren
– Leeres Interface
• Marker-Interface
• Erlaubt durch Überprüfung des Klassen-Typs die Serialisierung
4 21 & 15.9.2
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Folie 31
5. Objekt-Serialisierung
import java.io.*;
public class SerializationDemo {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// Integer implements interface Serializable
Integer i = new Integer(2000);
System.out.println("i = " + i);
// Write Object
FileOutputStream aFileOutputStream =
new FileOutputStream("temp.dat");
ObjectOutputStream aObjectOutputStream =
new ObjectOutputStream(aFileOutputStream);
aObjectOutputStream.writeObject(i);
aFileOutputStream.close();
4 22
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Folie 32
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5. Objekt-Serialisierung
// Read Object
FileInputStream aFileInputStream =
new FileInputStream("temp.dat");
ObjectInputStream aObjectInputStream =
new ObjectInputStream(aFileInputStream);
Object o = aObjectInputStream.readObject();
aFileInputStream.close();
Integer j = (Integer)o;
System.out.println("j = " + j);
}
}
4 22
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