Proz-S5

5. Strumienie wej

cia - wyj

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 1

5. Strumienie wej

cia – wyj

cia

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

pie swobodnym

5. Strumienie wej

cia - wyj

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 2

5.1 Klasy strumieni WE-WY

Klasy w pakiecie

java.io

słu

Ŝą

do obsługi

strumieni wej

cia - wyj

cia

(które mog

zosta

otwarte dla

pliku, pami

ci, gniazdka,

itd., a nast

pnie

odczytane lub zapisane sekwencyjnie).

Strumień danych

ODCZYT

ródło

Strumień danych

ZAPIS

Cel

Bez wzgl

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

na dane

na których operuj

znakowe strumienie

bajtowe strumienie.

5. Strumienie wej

cia - wyj

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 3

1) Strumienie znakowe

Reader, Writer

to abstrakcyjne klasy bazowe dla strumieni znakowych

(zawieraj

implementacje cz

ęś

ci metod).

Klasy pochodne od

Reader

Writer

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

ce pewne przetwarzanie (na białym tle).

5. Strumienie wej

cia - wyj

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 4

2) Strumienie bajtowe

InputStream, OutputStream

- bazowe klasy dla odczytu/zapisu 8-

bitowych

binarnych

danych.

Klasy pochodne

InputStream, OutputStream

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

ce pewne przetwarzanie (na białym tle).

ObjectInputStream, ObjectOutputStream

- klasy przeznaczone do

deserializacji i serializacji obiektu

5. Strumienie wej

cia - wyj

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 5

5. Strumienie wej

cia - wyj

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

protected Object lock;

// Zamiast obiektu klasy

Reader

synchronizacj

dost

pu w

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

ce stanem i informuj

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

cia - wyj

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

zdefiniowane.

5. Strumienie wej

cia - wyj

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 8

public void close() throws IOException;

// Zamyka strumie

i zwalnia

// jego zasoby - metoda musi by

nadpisana.

//
// Sterowanie pozycj

znacznika w strumieniu.

public long skip(long n) throws IOException;

// Przeskoczy

pewn

// liczb

bajtów – metoda musi by

nadpisana

public int available() throws IOException;

// Zwraca liczb

bajtów, które

// mog

zosta

odczytane bez blokowania strumienia - metod

trzeba

// nadpisa

public void reset() throws IOException;

// Powraca do ostatniego

// znacznika - metoda musi zosta

nadpisana w klasach pochodnych.

public void mark(int readlimit);

// Wstawia znacznik i ustawia limit

// odczytu - metoda musi zosta

nadpisana w klasach pochodnych

public boolean markSupported();

// Sprawdza czy istniej

mark()

reset()

}

5. Strumienie wej

cia - wyj

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

cia - wyj

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

cia - wyj

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 11

7) Otwarcie i zamkni

cie strumienia

Otwarcie strumienia:

automatycznie w chwili utworzenia obiektu strumienia typu

Reader,

Writer, InputStream, OutputStream

Zamkni

cie strumienia:

wykonanie metody

close

strumienia, lub poleganie na "

Garbage

Collector

5. Strumienie wej

cia - wyj

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 12

5.2 Korzystanie ze strumieni

1) Strumienie plikowe (

FileReader, FileWriter, FileInputStream,

FileOutputStream

)

na utworzy

strumie

plikowy:

dla pliku przekazanego w postaci napisu (

string)

dla obiektu klasy

File

lub

dla obiektu klasy

FileDescription

Przykład.

Wykorzystanie klas

FileReader

FileWriter

dla skopiowania

zawarto

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

cia - wyj

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

ci programu.

Pami

ęć

StringReader
StringWriter
StringBufferInputStream

StringReader

- odczyt znaków ze

String

u w pami

ci.

StringWriter

- zapis

znaków z wewn

trznego

StringBuffer

String

-a.

StringBufferInputStream

odczyt bajtów ze

StringBuffer

5. Strumienie wej

cia - wyj

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 14

Plik

FileReader
FileWriter
FileInputStream
FileOutputStream

Odczyt/zapis z/do pliku zewn

trznego.

Potok

PipedReader
PipedWriter
PipedInputStream
PipedOutputStream

Potoki przeprowadzaj

wyj

cie z

jednego strumienia w wej

cie dla

drugiego.

Konkate-
nacja

znakowe - N/A
SequenceInputStream

czy wiele strumieni wej

ciowych w

jeden.

Serializacja
obiektu

znakowe - N/A
ObjectInputStream
ObjectOutputStream

Utrwalenie stanu obiektu i odczytanie
wcze

niej utrwalonego stanu obiektu.

5. Strumienie wej

cia - wyj

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 15

Konwersja
danych

znakowe - N/A
DataInputStream
DataOutputStream

Odczyt/zapis prostych typów danych
do formatu niezale

nego od maszyny.

Zliczanie

LineNumberReader
LineNumberInputStream

Zlicza liczb

wierszy podczas odczytu.

Podgl

wprzód

PushbackReader
PushbackInputStream

Strumienie wej

ciowe z buforem

stosowym - umo

liwia podgl

d wprzód.

Drukowanie

PrintWriter
PrintStream

Zawieraj

metody dla drukowania.

Buforowanie

BufferedReader
BufferedWriter
BufferedInputStream
BufferedOutputStream

Buforowane strumienie we/wy.

5. Strumienie wej

cia - wyj

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 16

Filtracja

FilterReader
FilterWriter
FilterInputStream
FilterOutputStream

Klasy abstrakcyjne definiuj

ce interfejs

dla strumieni filtrujacych -
wzmacniaj

cych odczyt lub zapis.

Konwersja
pomi

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

lny sposób kodowania znaków.

Własny system kodowania znaków:

Kodowanie 16-bitowe znaków odbywa si

według domy

lnego systemu:

System.getProperty("file.encoding")

;

// Uzyskanie informacji o domy

lnym

// sposobie kodowania znaków.

Własny sposób kodowania:

utworzy

obiekt klasy

OutputStreamWriter

pracuj

cy na strumieniu

FileOutputStream

i poda

sposób kodowania.

5. Strumienie wej

cia - wyj

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 17

3) Strumienie "potokowe - przesyłowe" (

PipedReader, PipedWriter

)

Niech klasa posiada metody słu

Ŝą

ce do przetwarzania tekstów, takie jak

sortowanie słów i odwracanie słów.

Bez strumieni przesyłowych

wyniki

rednie dla kolejnych wywoła

tych metod zapisywane musiałyby by

w pami

ci programu lub pliku, np.:

Przy istnieniu

strumieni przesyłowych

wyj

cie z jednej metody mo

bezpo

rednio stanowi

wej

cie dla drugiej metody:

5. Strumienie wej

cia - wyj

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 18

Przykład.

ycie klas

PipedReader

PipedWriter

dla poł

czenia wej

cia i wyj

cia

pewnych metod

reverse

sort

w celu przetworzenia listy słów.

liwe b

dzie poł

czone wywołanie obu metod:

// Utworzenie obiektu strumienia wej

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

odpowiednie definicje

reverse()

sort(

Potok

W ka

dej z tych metod zostan

utworzone i poł

czone ze sob

dwa

obiekty: (1) obiekt klasy

PipedReader

"osadzony" zostaje na (2) obiekcie

klasy

PipedWriter

- wszystko to co zostanie zapisane do obiektu klasy

PipedWriter

e zosta

odczytane przez obiekt klasy

PipedReader

5. Strumienie wej

cia - wyj

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 19

// Definicja metody

reverse()

e by

nast

puj

ca:

public static Reader reverse(Reader source) throws IOException {

// Buforuj strumie

wej

ciowy b

cy argumentem metody

BufferedReader in = new BufferedReader(source);

// source

// Utwórz i powi

ąŜ

ze sob

2 obiekty "potokowe"

PipedWriter pipeOut = new PipedWriter();

// 1-szy obiekt

PipedReader pipeIn = new PipedReader(pipeOut);

// 2-gi obiekt:

// pipeOut

pipeIn

// Strumie

dla wydruku przeka

e dane do

pipeOut :

PrintWriter out = new PrintWriter(pipeOut);

// out

pipeOut

// Wła

ciwe przetwarzanie odb

dzie si

w nowym w

tku

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

// Wątek do odwracania kolejności:

// in

(odwróć) out

return pipeIn;

// Metoda zwraca obiekt potokowy

pipeIn

typu

PipedReader

powi

zany ze stworzonym obiektem

pipeOut

}

Metoda

sort

jest prawie identyczna z

reverse

z t

ró

nic

e tworzy i

woła obiekt pewnej klasy

SortThread

5. Strumienie wej

cia - wyj

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 20

"Opakowanie" strumienia

W powy

szym przykładzie metoda

reverse

zawiera m.in. dwie dalsze

instrukcje powi

zania obu obiektów strumieni potokowych z dalszymi

strumieniami (typu

BufferedReader

PrintWriter

), w celu skorzystania z

dogodnych metod tych klas do odczytu i zapisu wierszy znaków.

BufferedReader in = new BufferedReader(source);

// source

Nast

puje tu otwarcie strumienia typu

BufferedReader

dla

ródła, które

jest

strumieniem

wej

ciowym,

jednak

innym

typie.

tek

przetwarzaj

cy czyta z obiektu typu

BufferedReader

, który z kolei czyta

strumienia

ródłowego.

Dzi

"opakowaniu"

ródła

klas

BufferedReader

tek mo

e zastosowa

metod

readLine

tej klasy.

...

PrintWriter out = new PrintWriter(pipeOut);

// out

pipeOut

Podobnie obiekt typu

PipedWriter

zostaje opakowany przez obiekt typu

PrintWriter

i program mo

e zastosowa

dogodn

metod

println

klasy

PrintWriter

5. Strumienie wej

cia - wyj

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 21

4) Ł

czenie (konkatenacja) plików (

SequenceInputStream

)

Przykład.

ycie klasy

SequenceInputStream

dla poł

czenia plików w

jeden strumie

odpowiednio do ich kolejno

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

plików podan

w linii wywołania programu.

// Klasa

ListPlikow

musi implementowa

interfejs

Enumeration

, czyli

// posiada

m.in. metod

nextElement

().

ListaPlikow mylist = new ListaPlikow(args);

// Konstruktor klasy

SequenceInputStream

inicjalizuje obiekt

// sekwencj

obiektów typu

InputStream

tworzonych wywołaniami

//metody

nextElement

dla obiektu klasy implementuj

cej

Enumeration

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

5. Strumienie wej

cia - wyj

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

e by

zdefiniowana nast

puj

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

cia - wyj

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

typu

// FileInputStream

dla nast

pnej nazwy pliku na li

cie i zwraca ten

// obiekt. Je

li lista nazw wyczerpie si

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

cia - wyj

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 24

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

5. Strumienie wej

cia - wyj

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 25

5) Strumienie filtruj

(FilterInputStream, FilterOutputStream,

FilterReader, FilterWriter

)

Strumie

filtruj

cy wymaga doł

czenia do niego innego (obrabianego)

strumienia. Metoda

read

strumienia filtruj

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

FilterOutputStream

i szereg ich klas pochodnych:

•

DataInputStream, DataOutputStream

•

BufferedInputStream , BufferedOutputStream

•

LineNumberInputStream

•

PushbackInputStream

•

PrintStream

(strumie

wyj

ciowy)

W pakiecie

java.io

wyst

puje jedynie jedna klasa pochodna od klasy

znakowego strumienia

FilterReader

PushbackReader

5. Strumienie wej

cia - wyj

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 26

Utworzenie strumienia filtruj

cego

Np. doł

czenie standardowego strumienia wej

ciowego do strumienia

filtruj

cego i "opakowanie" klas

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

DataOutputStream

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

: cena, liczba zamówie

opis towaru - zapisane binarnie.

// (1) Najpierw obiekt typu

DataOutputStream

zostaje doł

czony do

// obiektu klasy

FileOutputStream

, który słu

y do zapisu do pliku

rachunek1.txt

5. Strumienie wej

cia - wyj

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

do pliku dane wyst

puj

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

typu

DataInputStream

dla wła

nie

// co zapisanego pliku:

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

5. Strumienie wej

cia - wyj

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 28

// (4)

DataInputStream

musi by

doł

czony do innego strumienia - w

// tym przypadku do

FileInputStream

- aby odczyta

dane z pliku.

// (5)Teraz dane wczytywane s

przez specjalizowane metody

readXxxx

// klasy

DataInputStream:

try {
while (true) {

//Teoretycznie bezwarunkowa p

tla ko

czona wyj

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

cia - wyj

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 29

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

Uwaga:

zwykle p

tla odczytu danych wygl

da nast

puj

co:

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

Jest to mo

liwe dla klas, które mog

symbolem

null

przekaza

osi

gni

cie ko

ca pliku. Wiele metod klasy

DataInputStream

nie mo

tak sygnalizowa

ca pliku, gdy

da warto

ść

e by

poprawn

dan

, np. -1. Dlatego te

metody

read

klasy

DataInputStream

zgłaszaj

w tym celu wyj

tek

EOFException

5. Strumienie wej

cia - wyj

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 30

Definiowanie własnych strumieni filtruj

cych

1. Utworzy

klasy pochodne od

FilterInputStream

FilterOutputStream

zwykle współpraca z plikami ma dualny charakter.

2. Nadpisa

metody

read

write

w razie potrzeby.

Przykład.

Zdefiniowanie pary klas pochodnych od

FilterInputStream

FilterOutputStream

korzystaj

cych z klasy sprawdzaj

cej sum

kontroln

odczytywanych i zapisywanych danych.
Program

CheckedIODemo

obejmuje 4 klasy i 1 interfejs:

•

klasy

pochodne

strumieni

filtruj

cych

CheckedOutputStream,

CheckedInputStream

•

interfejs

Checksum

i klasa

Adler32

dla obliczania sumy kontrolnej,

•

klasa główna programu

CheckedIODemo

z metod

main

// Konstruktor klasy

CheckedOutputStream

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

// Zainicjalizuj podobiekt dziedziczony

this.cksum = cksum;

// Zapisz sum

kontroln

}

5. Strumienie wej

cia - wyj

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 31

Argumentami

konstruktora

obiekt

strumienia

wyj

ciowego

OutputStream

podlegaj

cy filtrowaniu i obiekt klasy

Checksum

, który jest w

stanie obliczy

sum

kontroln

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

cia - wyj

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 32

Celem metod

write

jest zapis danych do strumienia wyj

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

cia - wyj

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

dane ze strumienia wej

ciowego i je

li wczytano

dan

to nast

pi modyfikacja sumy kontrolnej.

Interfejs

Checksum

obejmuje m.in. metody

getValue

update

przeznaczone dla pobrania i modyfikowania warto

ci sumy kontrolnej.

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

Adler32

implementuje ten interfejs.

5. Strumienie wej

cia - wyj

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

cia - wyj

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

CheckedInputStream

, które otwarte zostaj

dla dwóch plików. Pierwszy

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

przy tym swoje obiekty klasy

Adler32

w celu

modyfikacji sumy kontrolnej.

5. Strumienie wej

cia - wyj

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 36

5.3

Serializacja

obiektu

(klasy

ObjectInputStream,

ObjectOutputStream

)

Klasy bajtowych strumieni

ObjectInputStream

ObjectOutputStream

umo

liwiaj

zapis i odczyt trwałego obiektu, w tym serializacj

deserializacj

obiektu.

Zastosowanie serializacji

Dla

"Remote Method Invocation"

(RMI) - komunikacja obiektów poprzez

gniazdka - przekazywanie obiektu pomi

dzy klientem i serwerem.

Trwało

ść

obiektu w aplikacji - archiwizacja obiektu umo

liwi jego

odtworzenie po ponownym wywołaniu programu.

Klasa obiektu podlegaj

cego serializacji musi implementowa

interfejs

Serializable

5. Strumienie wej

cia - wyj

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

szym

przykładzie). Metoda

writeObject

zapisuje do pliku zarówno napis jak i

obiekt klasy

Date

ObjectOutputStream

implementuje interfejs

DataOutput

- s

tu metody

dla zapisu elementarnych typów danych:

writeInt, writeFloat, writeUTF

Metoda

writeObject

zgłasza wyj

tek

NotSerializableException

li nie

e dokona

serializacji przekazanego jej obiektu.

5. Strumienie wej

cia - wyj

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

FileInputStream

Metoda

readObject

pozwala na wczytanie obiektu, np. typu

String

Date

pliku.

Zwraca

ona

referencj

typu

Object

która

musi

przekonwertowana na wła

ciwy typ referencji.

ObjectInputStream

implementuje interfejs

DataInput

wyznaczaj

metody dla odczytu elementarnych typów danych, jak np.

readInt,

readFloat, readUTF

Deserializacj

obiektu zapewnia metoda

defaultReadObject

w klasie

ObjectInputStream

5. Strumienie wej

cia - wyj

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 39

2) Zapewnienie standardowej serializacji obiektu w naszej klasie

Obiekt mo

e zosta

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

};

Wykorzystanie - deklarowanie implementowania interfejsu:

public class MojaSerializowalnaKlasa implements Serializable {
...
}

ale bez konieczno

ci implementacji jakie

metody.

Zadanie

serializacji

obiektów

takiej

klasy

przejmie

metoda

defaultWriteObject

w klasie

ObjectOutputStream

. Wypisuje ona

automatycznie nast

puj

ce dane potrzebne do odtworzenia obiektu:

•

klas

obiektu, sygnatur

klasy, warto

ci wszystkich nie przechodnich i

niestatycznych pól, w tym warto

ci referencji do innych obiektów.

5. Strumienie wej

cia - wyj

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 40

3) Indywidualny sposób serializacji obiektu

•

Własna obsługa serializacji i deserializacji obiektu jest mo

liwa po

zdefiniowaniu metod

writeObject

readObject

. Ich rola polega na

przekazaniu dodatkowej informacji o obiekcie do lub ze strumienia.

•

Metoda

writeObject

musi woła

domy

metod

serializacji

defaultWriteObject

danego strumienia swoj

pierwsz

instrukcj

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

// Własny kod serializacji ...

}

•

Metoda

readObject

powinna wczytywa

wszystko to co zapisano

metod

writeObject

. Jej struktura:

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

// Własna deserializacja obiektu ...

...

// Ewentualnie wykorzystanie informacji dla modyfikacji obiektu

...

5. Strumienie wej

cia - wyj

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 41

}

Implementacja interfejsu

Externalizable

Aby uzyska

wył

czn

odpowiedzialno

ść

naszej klasy za serializacj

jej

obiektów nale

y zaimplementowa

interfejs

Externalizable

Dla obiektów typu

Externalizable

automatycznie zapisywana jest jedynie

identyfikacja klasy

. Klasa odpowiada za zapis i odczyt zawarto

ci jej obiektu i

za koordynacj

w tej sprawie ze swoj

klas

bazow

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

metody publiczne

writeExternal

readExternal

ąŜ

e si

to z ryzykiem uzyskania bezpo

redniego dost

pu przez program

klienta do zasobów obiektu tej klasy. Dlatego mo

na tak post

jedynie z

klasami nie zawieraj

cymi informacji zabezpieczonej lub krytycznej dla

zachowania si

programu.

5. Strumienie wej

cia - wyj

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 42

Ochrona wra

liwej informacji

1) Pola zawieraj

wra

liwe

dla systemu dane oznaczane s

jako

private transient

Pola typu

transient

static

nie podlegaj

serializacji / deserializacji.

Cało

ciowo "wra

liwe" klasy

w ogóle nie powinny by

serializowane

- nie nale

y implementowa

Serializable

lub

Externalizable

3) Mo

na w metodach

writeObject

readObject

weryfikowa

poprawno

ść

stanu obiektu

i w razie bł

dnego stanu

zgłosi

wyj

tek

NotSerializableException

, co uchroni program przed korzystaniem z

obiektu.

5. Strumienie wej

cia - wyj

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 43

5.4 Współpraca z plikami o dost

pie swobodnym

Strumienie znakowe i bajtowe posiadaj

sekwencyjny dost

Inaczej jest z klas

RandomAccessFile

, która umo

liwia swobodny dost

do elementów pliku.

Mo

liwe jest te

zdefiniowanie nad tym strumieniem strumieni

filtruj

cych, tzn. implementuj

cych interfejsy

DataInput

DataOutput

Np.

ZIP jest to format archiwizacji plików. Dost

p sekwencyjny do takiego

pliku wymaga przeczytania du

ej cz

ęś

ci pliku zanim dotrzemy do

katalogu zawieraj

cego informacj

o interesuj

cych nas plikach.

W przypadku

swobodnego dost

wykorzystamy metod

seek

w celu

przeszukania pliku (bez konieczno

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

cia - wyj

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

y zarówno do odczytu jak i zapisu do pliku.

•

Nie dziedziczy

ona z

InputStream

ani z

OutputStream

•

Jednak

implementuje

interfejsy

DataInput

DataOutput

co umo

liwia

zastosowanie do niej strumieni filtruj

cych.

Operowanie na pliku odbywa si

za pomoc

metod wyznaczonych przez

interfejsy

DataInput

DataOutput

Wska

nik pliku

- wskazuje aktualn

pozycj

w pliku, od 0 do liczby

bajtów. Wska

nik przesuwany jest odpowiednio do liczby bajtów dla

operacji odczytu lub zapisu.
S

metody jawnej modyfikacji wska

nika pliku:

int skipBytes(int)

- przesu

wska

nik wprzód o okre

lon

liczb

bajtów.

void seek(long)

- umie

ść

wska

nik bezpo

rednio przez zadanym bajtem.

long getFilePointer()

- zwró

poło

enie wska

nika wyra

one w bajtach.

5. Strumienie wej

cia - wyj

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 45

Tworzenie strumieni filtruj

cych dla plików o swobodnym dost

pie

Przykład.

Powrócimy do przykładu z

CheckedIODemo

Jednak teraz

utworzymy strumienie filtruj

ce dla klasy

RandomAccessFile

(1) Teraz klasa

CheckedDataOutput

jest modyfikacj

poprzedniej klasy

CheckedOutputStream

- oblicza sum

kontroln

danych zapisywanych do

strumienia. Jednak operuje na obiektach implementuj

cych

DataOutput

nie na obiektach klasy

OutputStream

(2) Klasa

CheckedDataInput

jest modyfikacj

klasy

CheckedInputStream

pracuj

na obiektach

DataInput

zamiast

InputStream

(3) Ró

nice mi

dzy

CheckedDataOutpu

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

dane.

private DataOutput out;

5. Strumienie wej

cia - wyj

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

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

metody

readXxxx

w klasie

CheckedDataInput

posiadaj

zmienione nazwy i sygnatury:

public byte readByte() throws IOException {

5. Strumienie wej

cia - wyj

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

ce:

poprzedni

CheckedDIODemo

, sprawdzał działanie filtrów na plikach o

sekwencyjnym dost

pie (

DataInputStream

DataOutputStream

nowy

CheckedRAFDemo

, sprawdza filtry dla plików o swobodnym

dost

pie (

RandomAccessFile

)

5. Strumienie wej

cia - wyj

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 48

Jedyna ró

nica mi

dzy nimi polega na typie otwieranych obiektów.

CheckedDIODemo

in = new

CheckedDataInput

(new DataInputStream(

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

CheckedDataOutput

(new DataOutputStream(

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

CheckedRAFDemo

in = new

CheckedDataInput

(

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

CheckedDataOutput

(

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

5. Strumienie wej

cia - wyj

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 49

5.5 Pozostałe klasy w java.io

Poza omawianymi klasami

w pakiecie

java.io

wyst

puj

klasy i interfejsy:

File

Reprezentuje plik nale

Ŝą

cy do rodzimego systemu plików. Mo

utworzy

obiekt klasy

File

dla pliku.

FileDescriptor

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

ywana przez programist

ytkowego.

StreamTokenizer

Rozdziela strumie

na "token-y" - elementarne jednostki dla parsera

tekstu (słowo, symbol) .

FilenameFilter

Korzysta z niej metoda

list

w klasie

File

dla okre

lenia, które pliki w

kartotece maj

wybrane.

5. Strumienie wej

cia - wyj

cia

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

5 - 50

Strumienie WE-WY w pakiecie

java.util.zip

CheckedInputStream , CheckedOutputStream

Para

strumieni

realizuj

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.