Java 10 Streams

10
Streams
E/A - Ströme (Streams)
in Java
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Streams
Java bietet eine umfangreiche Bibliothek
• zum sequentiellen Zugriff auf Dateien,
• für wahlfreie Dateioperationen und
• zur Verwaltung von Verzeichnissen.
Alle Klassen zur (Datei-)Ein- und Ausgabe befinden sich im Paket java.io
import java.io.*;
Sequentieller Zugriff auf Dateien erfolgt über das Konzept der Streams.
Streams:
... abstraktes Konstrukt, dessen Fähigkeit darin besteht, Zeichen
auf ein imaginäres Ausgabegerät zu schreiben oder von diesem zu
lesen. Erst konkrete Unterklassen binden die Zugriffsroutinen an
echte Ein- und Ausgabegeräte (Dateien, Strings oder NetzwerkKommunikationskanäle).
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Eingabestream
Ausgabestream
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Streams
Streams können verkettet und verschachtelt werden.
Verkettung:
Dateien werden zusammengefasst und für den Aufrufer als ein einziger
Stream dargestellt.
Verschachtelung:
... erlaubt die Konstruktion von Filtern, die bei der E/A bestimmte
Zusatzfunktionen (Puffern von Zeichen, Zählen von Zeilen,
Interpretation binärer Daten) übernehmen
Beide Konzepte sind mit normalen Sprachmitteln realisiert und können
selbst erweitert werden (eigene Filter zur Analyse des Eingabestroms).
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Streams
Lesen
Schreiben
Öffnen des Stream
Öffnen des Streams
while (mehr Daten)
while (mehr Daten)
read (Daten)
write (Daten)
Schließen des Stream
Java
Schließen des Stream
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Streams
Character Streams
Reader und Writer sind die abstrakten Superklassen für Character
Streams.
Reader bieten ein API und eine teilweise Implementation für das
Lesen von 16-bit character Werten.
Writer bieten entsprechend ein API für das Schreiben von 16-bit
character Werten.
Die Unterklassen von Reader und Writer implementieren
spezialisierte Streams und können in zwei Kategorien unterteilt
werden:
• Klassen die von/in Datenquellen lesen/schreiben (grau)
• Klassen die (Stream-) Daten verarbeiten (weiss).
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Streams
Byte Streams
InputStream und OutputStream sind die abstrakten Superklassen
für Byte Streams.
InputStream und OutputStream bieten ein API und eine partielle
Implementation für Streams die 8-bit Werte (Bytes) lesen und
schreiben.
Diese Streams werden insbesondere für das Lesen und Schreiben von
Binärdateien verwendet.
Zwei dieser Bytestreamklassen, ObjectInputStream und
ObjectOutputStream, werden für die Objekt-Serialisierung
verwendet.
Wie bei den Reader und Writer Klassen, bieten auch die Unterklassen
von InputStream und OutputStream spezielle I/O Klassen an:
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Streams
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public abstract class java.io.InputStream {
public InputStream();
// Konstruktor
public int available();
kann
// liefert Anzahl der Zeichen, die noch gelesen werden
public void close();
// schließt den Eingabestrom
public void mark(int readlimit); // markiert eine Position im Eingabestrom (vorher
prüfen,
// sonst Ausnahme)
public boolean marksupported(); // Prüfen, ob Markieren unterstützt wird
public abstract int read();
liefert
// liest das nächste Byte aus dem Eingabestrom und
// es als int (-1 = Ende des Eingabestroms)
public int read(byte b[]);
public int read(byte b[], int off, int len); // überträgt eine Reihe von Zeichen in das
als P
// übergebene Array und liefert Anzahl der gelesenen Zeichen als
Rückgabewert
Java
public void reset();
HS
Merseburg
WS 05/06an markierte Stelle zurück
// Setzt
Lesezeiger
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Wahl des Eingabegerätes
... bestimmt die Art des Datenlieferanten
abgeleitete Klassen:
Java
• FileInputStream
Eingabe aus Datei
• StringBufferInputStream
Eingabe aus einem String
• SequenceInputStream
Verkettung von Eingabe Streams
• PipedInputStream
Eingabe aus Netzwerk-Pipe
• FilterInputStream
Filterung von Eingabe Streams
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FileInputStream
... lesen aus einer Datei
Konstruktoren
public FileInputStream(String name) throws FileNotFoundException;
// öffnet Datei name zum Lesen
public FileInputStream(FileDescriptor fdObj)
throws FileNotFoundException;
// spezifiziert eine bereits geöffnete Datei
public FileInputStream(File file) throws FileNotFoundException;
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Streams
public abstract class java.io.OutputStream {
public OutputStream();
// Konstruktor
public void close();
public void flush();
public abstract void write(int b);
public void write(byte b[]);
public void write(byte b[], int off, int len);}
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Die Wahl des Ausgabegerätes
Als abstrakte Klasse kann OutputStream/InputStream nicht
instanziert werden, daher wurden verschiedene konkrete Klassen
abgeleitet, deren Aufgabe es ist, die Verbindung zu einem konkreten
Ausgabegerät herzustellen:
FileOutputStream
Ausgabe in eine Datei
ByteArrayOutputStream
Ausgabe in ein dynamisches Array von Byte
PipedOutputStream
Ausgabe in eine Netzwerk-Pipe
FilterOutputStream
Filterung von Ausgabe-Streams
FileOutputStream
... ermöglicht schreibenden Zugriff auf sequentielle Dateien und
implementiert die abstrakten Eigenschaften von OutputStream.
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Streams
zusätzliche Konstruktoren:
public FileOutputStream(String name) throws IOException;
// Öffnen (Inhalt löschen) bzw. Anlegen einer Datei durch Übergabe des
Dateinamens
public FileOutputStream(FileDescriptor fdObj) throws IOException;
// Öffnen (Inhalt löschen) bzw. Anlegen einer Datei durch Übergabe des
Dateidescriptors
public FileOutputStream(File file) throws IOException;
// File-Objekt: Repräsentation einer Datei im Kontext ihres Verzeichnisses
Alle Methoden der Klasse deklarieren als Ausnahme IOException
als allgemeine Fehleranzeige
• Konstruktor:
Datei kann nicht angelegt werden
• write:
Schreibfehler
• close:
nicht näher spezifizierter I/O-Fehler
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Differenziertere Fehlerbehandlung
istWS
möglich.
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Streams
Reader und InputStream definieren ähnliche APIs für unterschiedliche
Datentypen.
Beispiel:
Reader- Methoden zum lesen von Zeichen und Z.-Arrays
• int read()
• int read(char cbuf[])
• int read(char cbuf[], int offset, int length)
InputStream Methoden zum Lesen von Bytes
• int read()
• int read(byte cbuf[])
• int read(byte cbuf[], int offset, int length)
Writer und OutputStream verhalten sich ähnlich
int write(char c) ,
int write(char cbuf[])
int write(char cbuf[],int offset, int length)
int write(int c) int write(byte cbuf[])
int write(byte cbuf[], int offset, int length)
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