5. Strumienie wej

ś

cia - wyj

ś

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 1

5. Strumienie wej

ś

cia – wyj

ś

cia

5.1 Klasy strumieni WE-WY
5.2 Korzystanie ze strumieni
5.3 Serializacja obiektów
5.4 Pliki o dost

ę

pie swobodnym

5. Strumienie wej

ś

cia - wyj

ś

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 2

5.1 Klasy strumieni WE-WY

Klasy w pakiecie

java.io

słu

żą

do obsługi

strumieni wej

ś

cia - wyj

ś

cia

(które mog

ą

zosta

ć

otwarte dla

pliku, pami

ę

ci, gniazdka,

itd., a nast

ę

pnie

odczytane lub zapisane sekwencyjnie).

Strumień danych

ODCZYT

Ź

ródło

Strumień danych

ZAPIS

Cel

Bez wzgl

ę

du na rodzaj strumienia sposób współpracy jest ten sam:

Odczyt

Zapis

OTWÓRZ

while JEST_INFORMACJA

ODCZYT

ZAMKNIJ_STRUMIEŃ

OTWÓRZ

while JEST_INFORMACJA

ZAPIS

ZAMKNIJ_STRUMIEŃ

Podział klas we-wy w

java.io

- ze wzgl

ę

du

na dane

na których operuj

ą

:

znakowe strumienie

i

bajtowe strumienie.

5. Strumienie wej

ś

cia - wyj

ś

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 3

1) Strumienie znakowe

Reader, Writer

to abstrakcyjne klasy bazowe dla strumieni znakowych

(zawieraj

ą

implementacje cz

ęś

ci metod).

Klasy pochodne od

Reader

i

Writer

:

- dla odczytu/zapisu danych (na szarym tle)
- wykonuj

ą

ce pewne przetwarzanie (na białym tle).

5. Strumienie wej

ś

cia - wyj

ś

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 4

2) Strumienie bajtowe

InputStream, OutputStream

- bazowe klasy dla odczytu/zapisu 8-

bitowych

binarnych

danych.

Klasy pochodne

od

InputStream, OutputStream

:

- dla odczytu/zapisu danych (na szarym tle)
- wykonuj

ą

ce pewne przetwarzanie (na białym tle).

-

ObjectInputStream, ObjectOutputStream

- klasy przeznaczone do

deserializacji i serializacji obiektu

.

5. Strumienie wej

ś

cia - wyj

ś

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 5

5. Strumienie wej

ś

cia - wyj

ś

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 6

3) Klasa

Reader

Klasa

Reader

zawiera metody dla

odczytu

znaków i tablic

znaków

.

// Deklaracja klasy i jej składowych

public abstract class Reader extends Object {

// Pole dla synchronizacji dost

ę

pu

protected Object lock;

// Zamiast obiektu klasy

Reader

synchronizacj

ę

dost

ę

pu w

ą

tków do obiektu strumieniowego zapewni jego pole.

// Konstruktory

protected Reader();

// Konstruktor strumienia znakowego dla odczytu -

// synchronizacja na obiekcie klasy.

protected Reader(Object lock);

// - synchronizacja na zadanym obiekcie.

// Metody steruj

ą

ce stanem i informuj

ą

ce o stanie strumienia

abstract void close();

// Zamyka strumień.

void mark (int readAheadLimit);

// Wstawia znacznik w aktualnej pozycji.

boolean markSupported();

//Informuje czy strumień posiada operację mark

boolean ready ();

// Czy strumień jest gotowy do odczytu

.

void reset ();

// Powróć do ostatniego znacznika.

5. Strumienie wej

ś

cia - wyj

ś

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 7

long skip (long n);

// Pomiń n znaków.

// 3 wersje metody read()

int read ();

// Czytaj pojedynczy znak.

int read (char[] cbuf);

// Wczytaj znaki do tablicy.

abstract int read (char[] cbuf, int off, int len);

// Wczytaj znaki do tablicy w

// określone miejsce

.

}

4) Klasa

InputStream

Klasa

InputStream

posiada metody dla odczytu bajtów i tablic bajtów.

// Deklaracja klasy i jej składowych.

public abstract class InputStream extends Object {

public InputStream();

// Konstruktor

// 3 wersje metody read()

public abstract int read() throws IOException;

// Metoda abstrakcyjna

public int read(byte[] b) throws IOException;

// 2

public int read(byte[] b, int offset, int length) throws IOException;

// 3

// Wersje 2 i 3 s

ą

zdefiniowane.

5. Strumienie wej

ś

cia - wyj

ś

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 8

public void close() throws IOException;

// Zamyka strumie

ń

i zwalnia

// jego zasoby - metoda musi by

ć

nadpisana.

//
// Sterowanie pozycj

ą

znacznika w strumieniu.

public long skip(long n) throws IOException;

// Przeskoczy

ć

pewn

ą

// liczb

ę

bajtów – metoda musi by

ć

nadpisana

public int available() throws IOException;

// Zwraca liczb

ę

bajtów, które

// mog

ą

zosta

ć

odczytane bez blokowania strumienia - metod

ę

trzeba

// nadpisa

ć

.

public void reset() throws IOException;

// Powraca do ostatniego

// znacznika - metoda musi zosta

ć

nadpisana w klasach pochodnych.

public void mark(int readlimit);

// Wstawia znacznik i ustawia limit

// odczytu - metoda musi zosta

ć

nadpisana w klasach pochodnych

public boolean markSupported();

// Sprawdza czy istniej

ą

mark()

i

reset()

}

5. Strumienie wej

ś

cia - wyj

ś

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 9

5) Klasa

Writer

Klasa

Writer

posiada metody dla zapisu znaków i tablic znaków.

public abstract class Writer extends Object {

// Konstrukcja i synchronizacja

protected Objeck lock;

// Zamiast obiektu synchronizację zapewni jego pole

.

protected Writer();

// Konstrukcja strumienia samo-synchronizowanego.

protected Writer(Object lock

);//Konstrukcja strumienia synchronizowanego

// przekazanym obiektem.

// Sterowanie stanem

abstract void close();

// Wykonaj flush() i zamknij strumień

.

abstract void flush();

// Zapisz wszystko co jest w buforze do strumienia.

// 5 wersji metody

write()

void write(char[] cbuf);

// Zapisz tablicę znaków.

abstract void write(char[] cbuf, int off, int len);

// Zapisz część tablicy

void write (int c);

// Zapisz pojedynczy znak.

void write(String str);

// Zapisz string.

void write(String str, int off, int len);

// Zapisz część string-a.

}

5. Strumienie wej

ś

cia - wyj

ś

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 10

6) Klasa

OutputStream

Klasa

OutputStream

posiada metody zapisu dla bajtów.

public abstract class OutputStream extends Object {

// Konstruktor

public OutputStream();

// Sterowanie stanem

void close();

// Zamknij strumień, zwolnij jego zasoby systemowe.

void flush();

// Wypełnij strumień i wypisz wszystko z bufora.

// 3 wersje metody write()

void write (byte[] b);

// Wypisz liczbę (b.length) bajtów z tablicy b

.

void write (byte[] b, int off, int len);

// Wypisz liczbę (len) bajtów z tablicy.

abstract void write (int b);

// Wypisz podany bajt.

}

5. Strumienie wej

ś

cia - wyj

ś

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 11

7) Otwarcie i zamkni

ę

cie strumienia

Otwarcie strumienia:

automatycznie w chwili utworzenia obiektu strumienia typu

Reader,

Writer, InputStream, OutputStream

.

Zamkni

ę

cie strumienia:

wykonanie metody

close

strumienia, lub poleganie na "

Garbage

Collector

".

5. Strumienie wej

ś

cia - wyj

ś

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 12

5.2 Korzystanie ze strumieni

1) Strumienie plikowe (

FileReader, FileWriter, FileInputStream,

FileOutputStream

)

Mo

ż

na utworzy

ć

strumie

ń

plikowy:

dla pliku przekazanego w postaci napisu (

string)

,

dla obiektu klasy

File

lub

dla obiektu klasy

FileDescription

.

Przykład.

Wykorzystanie klas

FileReader

i

FileWriter

dla skopiowania

zawarto

ś

ci pliku

plikWE.txt

do pliku

plikWY.txt

.

import java.io.*;
public class PrzykladKopiowaniaPlikow {
public static void main(String[] args) throws IOException {

File inputFile = new File("plikWE.txt");

// Obiekt klasy File

File outputFile = new File("plikWY.txt");

// Obiekt klasy File

FileReader in = new FileReader(inputFile);

// Utwórz "FileReader-a"

FileWriter out = new FileWriter(outputFile);

// Utwórz "FileWriter-a"

int c;

5. Strumienie wej

ś

cia - wyj

ś

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 13

while ((c = in.read()) != -1)

out.write(c);

// Odczyt z pliku we. i zapis do pliku wy.

in.close();

// Zamknij plik wejściowy

out.close();

// Zamknij plik wyjściowy

}
}

2) Pochodne klasy strumieniowe w

java.io

Typ we-wy

Klasy strumieni

Opis

CharArrayReader
CharArrayWriter
ByteArrayInputStream
ByteArrayOutputStream

Strumieniowy odczyt/zapis z /do tablicy
w pami

ę

ci programu.

Pami

ęć

StringReader
StringWriter
StringBufferInputStream

StringReader

- odczyt znaków ze

String

-

u w pami

ę

ci.

StringWriter

- zapis

znaków z wewn

ę

trznego

StringBuffer

do

String

-a.

StringBufferInputStream

-

odczyt bajtów ze

StringBuffer

.

5. Strumienie wej

ś

cia - wyj

ś

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 14

Plik

FileReader
FileWriter
FileInputStream
FileOutputStream

Odczyt/zapis z/do pliku zewn

ę

trznego.

Potok

PipedReader
PipedWriter
PipedInputStream
PipedOutputStream

Potoki przeprowadzaj

ą

wyj

ś

cie z

jednego strumienia w wej

ś

cie dla

drugiego.

Konkate-
nacja

znakowe - N/A
SequenceInputStream

Ł

ą

czy wiele strumieni wej

ś

ciowych w

jeden.

Serializacja
obiektu

znakowe - N/A
ObjectInputStream
ObjectOutputStream

Utrwalenie stanu obiektu i odczytanie
wcze

ś

niej utrwalonego stanu obiektu.

5. Strumienie wej

ś

cia - wyj

ś

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 15

Konwersja
danych

znakowe - N/A
DataInputStream
DataOutputStream

Odczyt/zapis prostych typów danych
do formatu niezale

ż

nego od maszyny.

Zliczanie

LineNumberReader
LineNumberInputStream

Zlicza liczb

ę

wierszy podczas odczytu.

Podgl

ą

d

wprzód

PushbackReader
PushbackInputStream

Strumienie wej

ś

ciowe z buforem

stosowym - umo

ż

liwia podgl

ą

d wprzód.

Drukowanie

PrintWriter
PrintStream

Zawieraj

ą

metody dla drukowania.

Buforowanie

BufferedReader
BufferedWriter
BufferedInputStream
BufferedOutputStream

Buforowane strumienie we/wy.

5. Strumienie wej

ś

cia - wyj

ś

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 16

Filtracja

FilterReader
FilterWriter
FilterInputStream
FilterOutputStream

Klasy abstrakcyjne definiuj

ą

ce interfejs

dla strumieni filtrujacych -
wzmacniaj

ą

cych odczyt lub zapis.

Konwersja
pomi

ę

dzy

bajtami a
znakami

InputStreamReader
OutputStreamWriter

InputStreamReader

- odczytuje bajty z

InputStream

i zamienia je na znaki.

OutputStreamWriter

- konwertuje znaki

na bajty i zapisuje je w

OutputStream

.

System.getProperty("file.encoding")

- daje

domy

ś

lny sposób kodowania znaków.

Własny system kodowania znaków:

Kodowanie 16-bitowe znaków odbywa si

ę

według domy

ś

lnego systemu:

System.getProperty("file.encoding")

;

// Uzyskanie informacji o domy

ś

lnym

// sposobie kodowania znaków.

Własny sposób kodowania:

utworzy

ć

obiekt klasy

OutputStreamWriter

pracuj

ą

cy na strumieniu

FileOutputStream

i poda

ć

sposób kodowania.

5. Strumienie wej

ś

cia - wyj

ś

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 17

3) Strumienie "potokowe - przesyłowe" (

PipedReader, PipedWriter

)

Niech klasa posiada metody słu

żą

ce do przetwarzania tekstów, takie jak

sortowanie słów i odwracanie słów.

Bez strumieni przesyłowych

wyniki

po

ś

rednie dla kolejnych wywoła

ń

tych metod zapisywane musiałyby by

ć

w pami

ę

ci programu lub pliku, np.:

Przy istnieniu

strumieni przesyłowych

wyj

ś

cie z jednej metody mo

ż

e

bezpo

ś

rednio stanowi

ć

wej

ś

cie dla drugiej metody:

5. Strumienie wej

ś

cia - wyj

ś

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 18

Przykład.

U

ż

ycie klas

PipedReader

i

PipedWriter

dla poł

ą

czenia wej

ś

cia i wyj

ś

cia

pewnych metod

reverse

i

sort

w celu przetworzenia listy słów.

Mo

ż

liwe b

ę

dzie poł

ą

czone wywołanie obu metod:

// Utworzenie obiektu strumienia wej

ś

ciowego:

FileReader words = new FileReader("words.txt");

// Przetwarzanie potokowe i przekazanie wyniku - obiektu klasy

Reader:

Reader processedWords = reverse(sort(reverse(words)));

W tym celu wymagane s

ą

odpowiednie definicje

reverse()

i

sort(

).

Potok

W ka

ż

dej z tych metod zostan

ą

utworzone i poł

ą

czone ze sob

ą

dwa

obiekty: (1) obiekt klasy

PipedReader

"osadzony" zostaje na (2) obiekcie

klasy

PipedWriter

- wszystko to co zostanie zapisane do obiektu klasy

PipedWriter

mo

ż

e zosta

ć

odczytane przez obiekt klasy

PipedReader

.

5. Strumienie wej

ś

cia - wyj

ś

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 19

// Definicja metody

reverse()

mo

ż

e by

ć

nast

ę

puj

ą

ca:

public static Reader reverse(Reader source) throws IOException {

// Buforuj strumie

ń

wej

ś

ciowy b

ę

d

ą

cy argumentem metody

BufferedReader in = new BufferedReader(source);

// source

 in

// Utwórz i powi

ąż

ze sob

ą

2 obiekty "potokowe"

PipedWriter pipeOut = new PipedWriter();

// 1-szy obiekt

PipedReader pipeIn = new PipedReader(pipeOut);

// 2-gi obiekt:

// pipeOut

 pipeIn

// Strumie

ń

dla wydruku przeka

ż

e dane do

pipeOut :

PrintWriter out = new PrintWriter(pipeOut);

// out

 pipeOut

// Wła

ś

ciwe przetwarzanie odb

ę

dzie si

ę

w nowym w

ą

tku

new ReverseThread(out, in).start();

// Wątek do odwracania kolejności:

// in

 (odwróć)  out

return pipeIn;

// Metoda zwraca obiekt potokowy

pipeIn

typu

//

PipedReader

powi

ą

zany ze stworzonym obiektem

pipeOut

.

}

Metoda

sort

jest prawie identyczna z

reverse

z t

ą

ró

ż

nic

ą

,

ż

e tworzy i

woła obiekt pewnej klasy

SortThread

.

5. Strumienie wej

ś

cia - wyj

ś

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 20

"Opakowanie" strumienia

W powy

ż

szym przykładzie metoda

reverse

zawiera m.in. dwie dalsze

instrukcje powi

ą

zania obu obiektów strumieni potokowych z dalszymi

strumieniami (typu

BufferedReader

i

PrintWriter

), w celu skorzystania z

dogodnych metod tych klas do odczytu i zapisu wierszy znaków.

BufferedReader in = new BufferedReader(source);

// source

 in

Nast

ę

puje tu otwarcie strumienia typu

BufferedReader

dla

ź

ródła, które

jest

strumieniem

wej

ś

ciowym,

jednak

o

innym

typie.

W

ą

tek

przetwarzaj

ą

cy czyta z obiektu typu

BufferedReader

, który z kolei czyta

ze

strumienia

ź

ródłowego.

Dzi

ę

ki

"opakowaniu"

ź

ródła

klas

ą

BufferedReader

w

ą

tek mo

ż

e zastosowa

ć

metod

ę

readLine

tej klasy.

...

PrintWriter out = new PrintWriter(pipeOut);

// out

 pipeOut

Podobnie obiekt typu

PipedWriter

zostaje opakowany przez obiekt typu

PrintWriter

i program mo

ż

e zastosowa

ć

dogodn

ą

metod

ę

println

klasy

PrintWriter

.

5. Strumienie wej

ś

cia - wyj

ś

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 21

4) Ł

ą

czenie (konkatenacja) plików (

SequenceInputStream

)

Przykład.

U

ż

ycie klasy

SequenceInputStream

dla poł

ą

czenia plików w

jeden strumie

ń

odpowiednio do ich kolejno

ś

ci w wywołaniu programu.

// Klasa główna programu:

import java.io.*;
public class PolaczenieStrumieni {
public static void main(String[] args) throws IOException {

// Najpierw tworzony jest obiekt klasy

ListaPlikow

o nazwie

mylist

// inicjalizowany list

ą

plików podan

ą

w linii wywołania programu.

// Klasa

ListPlikow

musi implementowa

ć

interfejs

Enumeration

, czyli

// posiada

ć

m.in. metod

ę

nextElement

().

ListaPlikow mylist = new ListaPlikow(args);

// Konstruktor klasy

SequenceInputStream

inicjalizuje obiekt

// sekwencj

ą

obiektów typu

InputStream

tworzonych wywołaniami

//metody

nextElement

dla obiektu klasy implementuj

ą

cej

Enumeration

SequenceInputStream str = new SequenceInputStream(mylist);
int bajt;

5. Strumienie wej

ś

cia - wyj

ś

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 22

// Metoda

main

po utworzeniu obiektu klasy

SequenceInputStream

,

// odczytuje z niego bajt po bajcie.

while ((bajt = str.read()) != -1)
System.out.write( bajt );
str.close();
}
}

Klasa

ListaPlików

mo

ż

e by

ć

zdefiniowana nast

ę

puj

ą

co:

import java.util.*;
import java.io.*;
public class ListPlikow implements Enumeration {
private String[] listOfFiles;
private int current = 0;
public ListPlikow(String[] listOfFiles) {
this.listOfFiles = listOfFiles;
}

5. Strumienie wej

ś

cia - wyj

ś

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 23

public boolean hasMoreElements() {
if (current < listOfFiles.length)
return true;
else
return false;
}

// Metoda

nextElement

klasy

ListaPlikow

tworzy strumie

ń

typu

// FileInputStream

dla nast

ę

pnej nazwy pliku na li

ś

cie i zwraca ten

// obiekt. Je

ś

li lista nazw wyczerpie si

ę

to zwracane jest

null

.

public Object nextElement() {

// Zwróci obiekt typu

FileInputStream

InputStream in = null;
if (!hasMoreElements() )
throw new NoSuchElementException("Brak dalszych plików.");
else {
String nextElement = listOfFiles[current];
current++;
try {
in = new FileInputStream(nextElement);

5. Strumienie wej

ś

cia - wyj

ś

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 24

}
catch (FileNotFoundException e) {
System.err.println("ListaPlikow:Nie można otworzyć " +
nextElement);
}
}
return in;
}
}

5. Strumienie wej

ś

cia - wyj

ś

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 25

5) Strumienie filtruj

ą

ce

(FilterInputStream, FilterOutputStream,

FilterReader, FilterWriter

)

Strumie

ń

filtruj

ą

cy wymaga doł

ą

czenia do niego innego (obrabianego)

strumienia. Metoda

read

strumienia filtruj

ą

cego wczytuje dane z

podległego strumienia, filtruje je i przekazuje jako swój wynik.
Metoda

write

filtruje przekazywane jej dane i zapisuje tak przetworzone

dane do podległego strumienia.
W pakiecie

java.io

zdefiniowano bajtowe klasy bazowe

FilterInputStream

i

FilterOutputStream

i szereg ich klas pochodnych:

•

DataInputStream, DataOutputStream

•

BufferedInputStream , BufferedOutputStream

•

LineNumberInputStream

•

PushbackInputStream

•

PrintStream

(strumie

ń

wyj

ś

ciowy)

W pakiecie

java.io

wyst

ę

puje jedynie jedna klasa pochodna od klasy

znakowego strumienia

FilterReader

:

PushbackReader

.

5. Strumienie wej

ś

cia - wyj

ś

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 26

Utworzenie strumienia filtruj

ą

cego

Np. doł

ą

czenie standardowego strumienia wej

ś

ciowego do strumienia

filtruj

ą

cego i "opakowanie" klas

ą

BufferedReader

dla uzyskania metody

readLine()

:

BufferedReader d = new BufferedReader (new

DataInputStream(System.in));

String input;
while ((input = d.readLine()) != null) {
...

// wykonuje przetwarzanie

}

Przykład.

Wykorzystanie klas

DataInputStream

i

DataOutputStream

w

celu formatowania odczytu i zapisu danych w postaci kolumn
przedzielonych znakiem tabulacji. Kolumnami s

ą

: cena, liczba zamówie

ń

,

opis towaru - zapisane binarnie.

// (1) Najpierw obiekt typu

DataOutputStream

zostaje doł

ą

czony do

// obiektu klasy

FileOutputStream

, który słu

ż

y do zapisu do pliku

//

rachunek1.txt

:

5. Strumienie wej

ś

cia - wyj

ś

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 27

DataOutputStream out = new DataOutputStream(
new FileOutputStream("rachunek1.txt"));

// (2) Program korzysta z metody

write

klasy

DataOutputStream

aby

// zapisa

ć

do pliku dane wyst

ę

puj

ą

ce w tablicach odpowiednio

// do ich typów:

for (int i = 0; i < prices.length; i ++) {

// Tablica

prices

zawiera dane

out.writeDouble(prices[i]); //
out.writeChar('\t');
out.writeInt(units[i]);
out.writeChar('\t');
out.writeChars(descs[i]);
out.writeChar('\n');
}
out.close();

// (3) Teraz otworzymy strumie

ń

typu

DataInputStream

dla wła

ś

nie

// co zapisanego pliku:

DataInputStream in = new DataInputStream(
new FileInputStream("rachunek1.txt"));

5. Strumienie wej

ś

cia - wyj

ś

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 28

// (4)

DataInputStream

te

ż

musi by

ć

doł

ą

czony do innego strumienia - w

// tym przypadku do

FileInputStream

- aby odczyta

ć

dane z pliku.

// (5)Teraz dane wczytywane s

ą

przez specjalizowane metody

readXxxx

// klasy

DataInputStream:

try {
while (true) {

//Teoretycznie bezwarunkowa p

ę

tla ko

ń

czona wyj

ą

tkiem

price = in.readDouble();
in.readChar();

// usuwa znak tabulacji

unit = in.readInt();
in.readChar();

// usuwa znak tabulacji

char chr;
desc = new StringBuffer(20);
char lineSep = System.getProperty("line.separator").charAt(0);
while ((chr = in.readChar() != lineSep) {
desc.append(chr);
}
System.out.println("Zamówiono " + unit + " jednostek "
+ desc + " po cenie $" + price);

5. Strumienie wej

ś

cia - wyj

ś

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 29

total = total + unit * price;
}
}
catch (EOFException e) { }
System.out.println("SUMA: $" + total);
in.close();

Uwaga:

zwykle p

ę

tla odczytu danych wygl

ą

da nast

ę

puj

ą

co:

while ((input = in.read()) != null) {
. . .
}

Jest to mo

ż

liwe dla klas, które mog

ą

symbolem

null

przekaza

ć

osi

ą

gni

ę

cie ko

ń

ca pliku. Wiele metod klasy

DataInputStream

nie mo

ż

e

tak sygnalizowa

ć

ko

ń

ca pliku, gdy

ż

ka

ż

da warto

ść

mo

ż

e by

ć

poprawn

ą

dan

ą

, np. -1. Dlatego te

ż

metody

read

klasy

DataInputStream

zgłaszaj

ą

w tym celu wyj

ą

tek

EOFException

.

5. Strumienie wej

ś

cia - wyj

ś

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 30

Definiowanie własnych strumieni filtruj

ą

cych

1. Utworzy

ć

klasy pochodne od

FilterInputStream

i

FilterOutputStream

-

zwykle współpraca z plikami ma dualny charakter.

2. Nadpisa

ć

metody

read

i

write

w razie potrzeby.

Przykład.

Zdefiniowanie pary klas pochodnych od

FilterInputStream

i

FilterOutputStream

korzystaj

ą

cych z klasy sprawdzaj

ą

cej sum

ę

kontroln

ą

odczytywanych i zapisywanych danych.
Program

CheckedIODemo

obejmuje 4 klasy i 1 interfejs:

•

klasy

pochodne

strumieni

filtruj

ą

cych

-

CheckedOutputStream,

CheckedInputStream

•

interfejs

Checksum

i klasa

Adler32

dla obliczania sumy kontrolnej,

•

klasa główna programu

CheckedIODemo

z metod

ą

main

.

// Konstruktor klasy

CheckedOutputStream

:

public CheckedOutputStream(OutputStream out, Checksum cksum) {
super(out);

// Zainicjalizuj podobiekt dziedziczony

this.cksum = cksum;

// Zapisz sum

ę

kontroln

ą

}

5. Strumienie wej

ś

cia - wyj

ś

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 31

Argumentami

konstruktora

s

ą

:

obiekt

strumienia

wyj

ś

ciowego

OutputStream

podlegaj

ą

cy filtrowaniu i obiekt klasy

Checksum

, który jest w

stanie obliczy

ć

sum

ę

kontroln

ą

.

W klasie

CheckedOutputStream

nadpisano wszystkie trzy wersje metody

write

klasy

FilterOutputStream

:

public void write(int b) throws IOException {
out.write(b);
cksum.update(b);
}
public void write(byte[] b) throws IOException {
out.write(b, 0, b.length);
cksum.update(b, 0, b.length);
}
public void write(byte[] b, int off, int len) throws IOException {
out.write(b, off, len);
cksum.update(b, off, len);
}

5. Strumienie wej

ś

cia - wyj

ś

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 32

Celem metod

write

jest zapis danych do strumienia wyj

ś

ciowego i

modyfikacja sumy kontrolnej.

Klasa

CheckedInputStream

jest podobna do klasy

CheckedOutputStream

.

Jej jedyny konstruktor to:

public CheckedInputStream(InputStream in, Checksum cksum) {
super(in);
this.cksum = cksum;
}

W klasie

CheckedInputStream

nadpisano wszystkie trzy wersje metody

read

klasy bazowej

FilterInputStream

:

public int read() throws IOException {
int b = in.read();
if (b != -1) {
cksum.update(b);
}
return b;
}

5. Strumienie wej

ś

cia - wyj

ś

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 33

public int read(byte[] b) throws IOException {
int len;
len = in.read(b, 0, b.length);
if (len != -1) { cksum.update(b, 0, b.length); }
return len;
}
public int read(byte[] b, int off, int len) throws IOException {
len = in.read(b, off, len);
if (len != -1) { cksum.update(b, off, len); }
return len;
}

Metody

read

wczytuj

ą

dane ze strumienia wej

ś

ciowego i je

ś

li wczytano

dan

ą

to nast

ą

pi modyfikacja sumy kontrolnej.

Interfejs

Checksum

obejmuje m.in. metody

getValue

i

update

przeznaczone dla pobrania i modyfikowania warto

ś

ci sumy kontrolnej.

Suma jest obliczana krok po kroku dla danych całego strumienia. Np.
klasa

Adler32

implementuje ten interfejs.

5. Strumienie wej

ś

cia - wyj

ś

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 34

Klasa główna programu

CheckedIODemo

:

import java.io.*;
public class CheckedIODemo {
public static void main(String[] args) throws IOException {
Adler32 inChecker = new Adler32();
Adler32 outChecker = new Adler32();
CheckedInputStream in = null;
CheckedOutputStream out = null;
try { in = new CheckedInputStream(

new FileInputStream("plikWE.txt"), inChecker);

out = new CheckedOutputStream(

new FileOutputStream("plikWY.txt"), outChecker);

} catch (FileNotFoundException e) {
System.err.println("CheckedIODemo: " + e);
System.exit(-1);
} catch (IOException e) {
System.err.println("CheckedIODemo: " + e);
System.exit(-1);

5. Strumienie wej

ś

cia - wyj

ś

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 35

}
int c;
while ((c = in.read()) != -1)

out.write(c);

System.out.println("Suma kontrolna WE: " + inChecker.getValue());
System.out.println("Suma kontrolna WY: "+ outChecker.getValue());
in.close();
out.close();
}
}

W metodzie

main

utworzono dwa obiekty klasy

Adler32

dla obliczania

sumy kontrolnej dwóch obiektów klas

CheckedOutputStream

i

CheckedInputStream

, które otwarte zostaj

ą

dla dwóch plików. Pierwszy

obiekt wczytuje dane z 1-szego pliku a drugi zapisuje je w drugim pliku -
oba wykorzystuj

ą

przy tym swoje obiekty klasy

Adler32

w celu

modyfikacji sumy kontrolnej.

5. Strumienie wej

ś

cia - wyj

ś

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 36

5.3

Serializacja

obiektu

(klasy

ObjectInputStream,

ObjectOutputStream

)

Klasy bajtowych strumieni

ObjectInputStream

i

ObjectOutputStream

umo

ż

liwiaj

ą

zapis i odczyt trwałego obiektu, w tym serializacj

ę

i

deserializacj

ę

obiektu.

Zastosowanie serializacji

:

Dla

"Remote Method Invocation"

(RMI) - komunikacja obiektów poprzez

gniazdka - przekazywanie obiektu pomi

ę

dzy klientem i serwerem.

Trwało

ść

obiektu w aplikacji - archiwizacja obiektu umo

ż

liwi jego

odtworzenie po ponownym wywołaniu programu.

Klasa obiektu podlegaj

ą

cego serializacji musi implementowa

ć

interfejs

Serializable

.

5. Strumienie wej

ś

cia - wyj

ś

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 37

1) Mechanizmy serializacji obiektów

Zapis obiektu do strumienia (

ObjectOutputStream)

Np.

FileOutputStream out = new FileOutputStream("Czas.txt");
ObjectOutputStream s = new ObjectOutputStream(out);

//Nasz obiekt

s.writeObject("Dzisiaj");

// Serializacja napisu

s.writeObject( new Date());

// Serializacja obiektu klasy

s.flush();

Obiekt klasy

ObjectOutputStream

tworzony jest na obiekcie innej klasy

strumieniowej, np.

FileOutputStream

(dla pliku "Czas.txt" w powy

ż

szym

przykładzie). Metoda

writeObject

zapisuje do pliku zarówno napis jak i

obiekt klasy

Date

.

ObjectOutputStream

implementuje interfejs

DataOutput

- s

ą

tu metody

dla zapisu elementarnych typów danych:

writeInt, writeFloat, writeUTF

.

Metoda

writeObject

zgłasza wyj

ą

tek

NotSerializableException

je

ś

li nie

mo

ż

e dokona

ć

serializacji przekazanego jej obiektu.

5. Strumienie wej

ś

cia - wyj

ś

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 38

Odczyt obiektu ze strumienia (

ObjectInputStream)

Np.

FileInputStream in = new FileInputStream("Czas");
ObjectInputStream s = new ObjectInputStream(in);

// Nasz obiekt

String today = (String)s.readObject();

// Deserializuj napis

Date date = (Date)s.readObject();

// Deserializauj obiekt

Obiekt klasy

ObjectInputStream

konstruowany jest na obiekcie innej

klasie strumieniowej - w podanym przypadku jest ni

ą

FileInputStream

.

Metoda

readObject

pozwala na wczytanie obiektu, np. typu

String

i

Date

z

pliku.

Zwraca

ona

referencj

ę

typu

Object

,

która

musi

by

ć

przekonwertowana na wła

ś

ciwy typ referencji.

ObjectInputStream

implementuje interfejs

DataInput

wyznaczaj

ą

cy

metody dla odczytu elementarnych typów danych, jak np.

readInt,

readFloat, readUTF

.

Deserializacj

ę

obiektu zapewnia metoda

defaultReadObject

w klasie

ObjectInputStream

.

5. Strumienie wej

ś

cia - wyj

ś

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 39

2) Zapewnienie standardowej serializacji obiektu w naszej klasie

Obiekt mo

ż

e zosta

ć

serializowany tylko wtedy, gdy jego klasa

implementuje interfejs

Serializable

(ale jest to PUSTY interfejs):

package java.io;
public interface Serializable {

// Jest to pusty interfejs przeznaczony dla

// zaznaczania klas, dla których zdefiniowano serializacj

ę

.

};

Wykorzystanie - deklarowanie implementowania interfejsu:

public class MojaSerializowalnaKlasa implements Serializable {
...
}

ale bez konieczno

ś

ci implementacji jakie

ś

metody.

Zadanie

serializacji

obiektów

takiej

klasy

przejmie

metoda

defaultWriteObject

w klasie

ObjectOutputStream

. Wypisuje ona

automatycznie nast

ę

puj

ą

ce dane potrzebne do odtworzenia obiektu:

•

klas

ę

obiektu, sygnatur

ę

klasy, warto

ś

ci wszystkich nie przechodnich i

niestatycznych pól, w tym warto

ś

ci referencji do innych obiektów.

5. Strumienie wej

ś

cia - wyj

ś

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 40

3) Indywidualny sposób serializacji obiektu

•

Własna obsługa serializacji i deserializacji obiektu jest mo

ż

liwa po

zdefiniowaniu metod

writeObject

i

readObject

. Ich rola polega na

przekazaniu dodatkowej informacji o obiekcie do lub ze strumienia.

•

Metoda

writeObject

musi woła

ć

domy

ś

ln

ą

metod

ę

serializacji

defaultWriteObject

danego strumienia swoj

ą

pierwsz

ą

instrukcj

ą

:

private void writeObject(ObjectOutputStream s) throws IOException {
s.defaultWriteObject();

// Własny kod serializacji ...

}

•

Metoda

readObject

powinna wczytywa

ć

wszystko to co zapisano

metod

ą

writeObject

. Jej struktura:

private void readObject(ObjectInputStream s) throws IOException {
s.defaultReadObject();

// Własna deserializacja obiektu ...

...

// Ewentualnie wykorzystanie informacji dla modyfikacji obiektu

...

5. Strumienie wej

ś

cia - wyj

ś

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 41

}

Implementacja interfejsu

Externalizable

Aby uzyska

ć

wył

ą

czn

ą

odpowiedzialno

ść

naszej klasy za serializacj

ę

jej

obiektów nale

ż

y zaimplementowa

ć

interfejs

Externalizable

.

Dla obiektów typu

Externalizable

automatycznie zapisywana jest jedynie

identyfikacja klasy

. Klasa odpowiada za zapis i odczyt zawarto

ś

ci jej obiektu i

za koordynacj

ę

w tej sprawie ze swoj

ą

klas

ą

bazow

ą

.

package java.io;
public interface Externalizable extends Serializable {
public void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException;
public void readExternal(ObjectInput in) throws IOException,
java.lang.ClassNotFoundException;
}

Klasa typu

Externalizable

musi zaimplementowa

ć

metody publiczne

writeExternal

i

readExternal

.

Wi

ąż

e si

ę

to z ryzykiem uzyskania bezpo

ś

redniego dost

ę

pu przez program

klienta do zasobów obiektu tej klasy. Dlatego mo

ż

na tak post

ą

pi

ć

jedynie z

klasami nie zawieraj

ą

cymi informacji zabezpieczonej lub krytycznej dla

zachowania si

ę

programu.

5. Strumienie wej

ś

cia - wyj

ś

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 42

Ochrona wra

ż

liwej informacji

1) Pola zawieraj

ą

ce

wra

ż

liwe

dla systemu dane oznaczane s

ą

jako

private transient

.

Pola typu

transient

i

static

nie podlegaj

ą

serializacji / deserializacji.

2)

Cało

ś

ciowo "wra

ż

liwe" klasy

w ogóle nie powinny by

ć

serializowane

- nie nale

ż

y implementowa

ć

Serializable

lub

Externalizable

.

3) Mo

ż

na w metodach

writeObject

i

readObject

weryfikowa

ć

poprawno

ść

stanu obiektu

i w razie bł

ę

dnego stanu

zgłosi

ć

wyj

ą

tek

NotSerializableException

, co uchroni program przed korzystaniem z

obiektu.

5. Strumienie wej

ś

cia - wyj

ś

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 43

5.4 Współpraca z plikami o dost

ę

pie swobodnym

Strumienie znakowe i bajtowe posiadaj

ą

sekwencyjny dost

ę

p.

Inaczej jest z klas

ą

RandomAccessFile

, która umo

ż

liwia swobodny dost

ę

p

do elementów pliku.

Mo

ż

liwe jest te

ż

zdefiniowanie nad tym strumieniem strumieni

filtruj

ą

cych, tzn. implementuj

ą

cych interfejsy

DataInput

i

DataOutput

.

Np.

ZIP jest to format archiwizacji plików. Dost

ę

p sekwencyjny do takiego

pliku wymaga przeczytania du

ż

ej cz

ęś

ci pliku zanim dotrzemy do

katalogu zawieraj

ą

cego informacj

ę

o interesuj

ą

cych nas plikach.

W przypadku

swobodnego dost

ę

pu

wykorzystamy metod

ę

seek

w celu

przeszukania pliku (bez konieczno

ś

ci odczytu) i dotarcia do katalogu.

Utworzenie obiektu

tej klasy

RandomAccessFile

wymaga przekazania

nazwy pliku lub obiektu klasy

File

oraz sposobu współpracy z plikiem.

Np.

5. Strumienie wej

ś

cia - wyj

ś

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 44

new RandomAccessFile("plikWE.txt", "r");

// Otwarcie dla odczytu

new RandomAccessFile("plikWEWY.txt", "rw");

// Odczyt i zapis

Klasa

RandomAccessFile

słu

ż

y zarówno do odczytu jak i zapisu do pliku.

•

Nie dziedziczy

ona z

InputStream

ani z

OutputStream

.

•

Jednak

implementuje

interfejsy

DataInput

i

DataOutput

co umo

ż

liwia

zastosowanie do niej strumieni filtruj

ą

cych.

Operowanie na pliku odbywa si

ę

za pomoc

ą

metod wyznaczonych przez

interfejsy

DataInput

i

DataOutput

.

Wska

ź

nik pliku

- wskazuje aktualn

ą

pozycj

ę

w pliku, od 0 do liczby

bajtów. Wska

ź

nik przesuwany jest odpowiednio do liczby bajtów dla

operacji odczytu lub zapisu.
S

ą

te

ż

metody jawnej modyfikacji wska

ź

nika pliku:

int skipBytes(int)

- przesu

ń

wska

ź

nik wprzód o okre

ś

lon

ą

liczb

ę

bajtów.

void seek(long)

- umie

ść

wska

ź

nik bezpo

ś

rednio przez zadanym bajtem.

long getFilePointer()

- zwró

ć

poło

ż

enie wska

ź

nika wyra

ż

one w bajtach.

5. Strumienie wej

ś

cia - wyj

ś

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 45

Tworzenie strumieni filtruj

ą

cych dla plików o swobodnym dost

ę

pie

Przykład.

Powrócimy do przykładu z

CheckedIODemo

.

Jednak teraz

utworzymy strumienie filtruj

ą

ce dla klasy

RandomAccessFile

.

(1) Teraz klasa

CheckedDataOutput

jest modyfikacj

ą

poprzedniej klasy

CheckedOutputStream

- oblicza sum

ę

kontroln

ą

danych zapisywanych do

strumienia. Jednak operuje na obiektach implementuj

ą

cych

DataOutput

a

nie na obiektach klasy

OutputStream

.

(2) Klasa

CheckedDataInput

jest modyfikacj

ą

klasy

CheckedInputStream

,

pracuj

ą

c

ą

na obiektach

DataInput

zamiast

InputStream

.

(3) Ró

ż

nice mi

ę

dzy

CheckedDataOutpu

t

a

CheckedOutputStream:

(I)

CheckedDataOutput

nie dziedziczy po

FilterOutputStream

a implementuje

interfejs

DataOutput

:

public class CheckedDataOutput implements DataOutput { ...

(II) W

CheckedDataOutput

zadeklarowano prywatne pole - obiekt typu

DataOutput

,

do którego zapisywane b

ę

d

ą

dane.

private DataOutput out;

5. Strumienie wej

ś

cia - wyj

ś

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 46

(III) Konstruktor klasy

CheckedDataOutput

tworzy obiekt "osadzony" na

obiekcie

DataOutput

a nie na

OutputStream

.

public CheckedDataOutput(DataOutput out, Checksum cksum) {
this.cksum = cksum;
this.out = out;
}

(IV) Konstruktor nie woła

super(out)

jak w

CheckedOutputStream

,

gdy

ż

klasa dziedziczy z klasy

Object

a nie klasy strumieniowej.

(4) Podobnych zmian dokonano w

CheckedDataInput

:

(I)

CheckedDataInput

implementuje

DataInput

.

(II) W

CheckedDataInput

zadeklarowano prywatne pole typu

DataInput

na którym osadzono obiekt tej klasy.
(III) Konstruktor w

CheckedDataInput

wymaga obiektu

DataInput

.

(5) Równie

ż

metody

readXxxx

w klasie

CheckedDataInput

posiadaj

ą

zmienione nazwy i sygnatury:

public byte readByte() throws IOException {

5. Strumienie wej

ś

cia - wyj

ś

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 47

byte b = in.readByte();
cksum.update(b);
return b;
}
public void readFully(byte[] b) throws IOException {
in.readFully(b, 0, b.length);
cksum.update(b, 0, b.length);
}
public void readFully(byte[] b, int off, int len) throws IOException {
in.readFully(b, off, len);
cksum.update(b, off, len);
}

(6) Mamy teraz dwa programy testuj

ą

ce:

poprzedni

CheckedDIODemo

, sprawdzał działanie filtrów na plikach o

sekwencyjnym dost

ę

pie (

DataInputStream

i

DataOutputStream

).

nowy

CheckedRAFDemo

, sprawdza filtry dla plików o swobodnym

dost

ę

pie (

RandomAccessFile

)

5. Strumienie wej

ś

cia - wyj

ś

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 48

Jedyna ró

ż

nica mi

ę

dzy nimi polega na typie otwieranych obiektów.

W

CheckedDIODemo

:

in = new

CheckedDataInput

(new DataInputStream(

new FileInputStream("plikWE.txt")), inChecker);
out = new

CheckedDataOutput

(new DataOutputStream(

new FileOutputStream("plikWY.txt")), outChecker);

W

CheckedRAFDemo

:

in = new

CheckedDataInput

(

new RandomAccessFile("plikWE.txt", "r"), inChecker);
out = new

CheckedDataOutput

(

new RandomAccessFile("plikWY.txt", "rw"), outChecker);

5. Strumienie wej

ś

cia - wyj

ś

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 49

5.5 Pozostałe klasy w java.io

Poza omawianymi klasami

w pakiecie

java.io

wyst

ę

puj

ą

klasy i interfejsy:

File

Reprezentuje plik nale

żą

cy do rodzimego systemu plików. Mo

ż

na

utworzy

ć

obiekt klasy

File

dla pliku.

FileDescriptor

Reprezentuje uchwyt (lub deskryptor) do otwartego pliku lub gniazdka.
Ta klasa zwykle nie jest u

ż

ywana przez programist

ę

u

ż

ytkowego.

StreamTokenizer

Rozdziela strumie

ń

na "token-y" - elementarne jednostki dla parsera

tekstu (słowo, symbol) .

FilenameFilter

Korzysta z niej metoda

list

w klasie

File

dla okre

ś

lenia, które pliki w

kartotece maj

ą

by

ć

wybrane.

5. Strumienie wej

ś

cia - wyj

ś

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 50

Strumienie WE-WY w pakiecie

java.util.zip

CheckedInputStream , CheckedOutputStream

Para

strumieni

realizuj

ą

ca

sprawdzanie

sumy

kontrolnej

dla

wczytywanych lub wysyłanych danych.

DeflaterOutputStream, InflaterInputStream

Para strumieni do kompresji i dekompresji danych.

GZIPInputStream, GZIPOutputStream

Dla odczytu i zapisu komprymowanych danych w formacie GZIP.

ZipInputStream, ZipOutputStream

Dla odczytu i zapisu komprymowanych danych w formacie ZIP.