Programmieren 2 Java Überblick

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1 Programmieren 2 Java Überblick 1 Klassen und Objekte 2 Vererbung 3 Schnittstellen 4 Innere Klassen 5 Exceptions 6 Funktionsbibliothek 7 Datenstrukturen und Algorithmen 9 Graphische Benutzeroberflächen 10 Applets 11 Internet-Anwendungen Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 329 Programmieren 2 Java Überblick: 8. Ein-/Ausgabe 8.1 Streams 8.2 Dateien und Verzeichnisse 8.5 Persistente Objekte und Serialisierung Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 330

2 8.1 Streams Persistente Daten Daten in einem Programm existieren nur so lange, wie das Programm läuft Halten von Daten über die Laufzeit eines Programms hinweg: Speichern in Dateien (Files) Daten werden damit persistent gemacht Außerdem: Einlesen von Daten Aus Datei Von Tatstatur... Ausgabe von Daten In Datei zur weiteren Verarbeitung (auch durch anderes Programm) Auf Bildschirm Auf Drucker... Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java Streams Datenstrom (Stream) Folge von Bytes Transfer von Informationen von einer Datenquelle zu dem Programm oder von dem Programm zu einer Datensenke Ein Programm öffnet dazu einen Stream und nutzt dessen Methoden Ziel: Plattformunabhängige Schnittstellen für Ein- und Ausgabe Datenströme können geschachtelt werden Technische Erweiterungen, wie z.b. Puffern Alle Stream-Klassen zur Dateiverarbeitung im Package java.io Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 332

3 8.1 Streams Datenstrom (Stream) Zwei Hierarchiebäume Streams für Characters Unicode-Zeichen vom Typ char (16 Bit) Am besten geeignet für Text-Informationen Kompletter Unicode Zeichensatz Streams für Bytes 8 Bit Bytes Für binäre Daten: Datenstrukturen des Programms, Serialisiereung von Objekten, Bilder, Sound,... Als Text beschränkt auf 8-Bit Zeichensätze Alle Streams werden automatisch geöffnet, wenn sie erzeugt werden Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java Streams Character Streams: Input Reader Grau: Direkt mit Datenquellen oder senken verbunden Weiss: Führen bestimmte Verarbeitung durch BufferedReader CharArrayReader InputStreamReader FilterReader PipedReader LineNumberReader FileReader PushBackReader StringReader Character Streams: Output Writer BufferedWriter CharArrayWriter OutputStreamWriter FileWriter FilterWriter PipedWriter StringWriter PrintWriter Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 334

4 8.1 Streams Byte Streams: Input InputStream FileInputStream PipedInputStream FilterInputStream ByteArrayInputStream SequenceInputStream LineNumberInputStream DataInputStream BufferedInputStream PushBackInputReader StringBufferInputStream ObjectInputStream Byte Streams: Output OutputStream FileOuputStream PipedOutputStream FilterOutputStream ByteArrayOutputStream ObjectInputStream DataOutputStream BufferedOutputStream PrintStream Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java Streams I/O Superklassen Reader und InputStream definieren gleiche APIs für jeweils verschiedene Datentypen Reader für Characters und Arrays von Characters int read() int read(char[] cbuf) abstract int read(char[] cbuf, int offset, int length) abstract void close() InputStream für Bytes und Arrays von Bytes abstract int read() int read(byte[] b) int read(byte[] b, int offset, int length) void close() Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 336

5 8.1 Streams I/O Superklassen Writer und OutputStream sind entsprechend designed Writer für Characters und Arrays von Characters void write(int c) void write(char[] cbuf) abstract void write(char[] cbuf, int offset, int length) abstract void flush() abstract void close() OutputStream für Bytes und Arrays von Bytes abstract void write(int c) void write(byte[] b) void write(byte[] b, int offset, int length) void flush() void close() Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java Streams File I/O FileReader / FileWriter, FileInputStream / FileOutputStream Schnittstelle zu dem Filesystem Speicher I/O CharArrayReader / CharArrayWriter, ByteArrayInputStream / ByteArrayOutputStream Lesen und Schreiben von/zu Arrays Erzeugen der Streams für existierende Arrays StringReader / StringWriter, StringBufferInputStream Lesen und Schreiben von/zu einem String StringWriter sammelt die Characters in einem StringBuffer, der in einen String umgewandelt werden kann StringBufferInputStream: Nicht mehr verwenden! Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 338

6 8.1 Streams Drucken PrintWriter, PrintStream Puffern Leicht zum Drucken zu benutzen Verpacken häufig andere beschreibbare Streams Methoden print() und println() BufferedReader / BufferedWriter, BufferedInputStream / BufferedOutputStream Verpacken andere Streams zum Zweck der Pufferung Zugriffe auf Datenquelle bzw. senke werden reduziert BufferedReader in = new BufferedReader(new FileReader("foo.in")); PrintWriter out = new PrintWriter( new BufferedWriter(new FileWriter("foo.out"))); Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java Streams Filtern FilterReader / FilterWriter, FilterInputStream / FilterOutputStream Abstrakte Klassen Definieren Schnittstelle zum Filtern von Daten während der Ein-/ Ausgabe Operation Konversion zwischen Bytes und Characters InputStreamReader / OutputStreamWriter Character Stream Brücke zwischen Byte- und Character-Streams InputStream: Byte Stream InputStreamReader liest Bytes von einem InputStream und konvertiert sie zu Characters BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)); OutputStreamWriter konvertiert Characters zu Bytes und schreibt sie in einen OutputStream Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 340

7 8.1 Streams Serialisierung von Objekten ObjectInputStream, ObjectOutputStream Nur für Byte Streams Ganze Objektbäume mit ihren Verknüpfungen lesen und schreiben Ein-/Ausgabe primitiver Datentypen in maschinenunabhängiger Form DataInputStream / DataOutputStream Auch nur für Byte Streams Exceptions Viele Zugriffsmethoden können IOExceptions auslösen Fangen oder weiterleiten Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 341 Programmieren 2 Java Überblick: 8. Ein-/Ausgabe 8.1 Streams 8.2 Dateien und Verzeichnisse 8.5 Persistente Objekte und Serialisierung Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 342

8 8.2 Dateien und Verzeichnisse Objekt der Klasse File Repräsentiert Datei oder Verzeichnis des Dateisystems Konstruktoren File(String path) path: Verzeichnis- oder Dateipfad File(String path, String name) path: Verzeichnisname, name: Dateiname File(File dir, String name) dir: File-Objekt zum Verzeichnis, name: Dateiname Statische Attribute char separatorchar: Unix '/', Windows '\' String separator: Dasselbe als String char pathseparatorchar: Unix ':', Windows ';' String pathseparator: Dasselbe als String Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java Dateien und Verzeichnisse Objekt der Klasse File Absoluter Pfad Windows: "c:\verzeichnis1\subverzeichnis2\datei.txt" Unix: "/verzeichnis1/subverzeichnis2/datei.txt" Instanz der Klasse File ist nach Erzeugung nicht mehr veränderbar Methoden String getname() Dateiname oder letzter Namensbestandteil des Verzeichnisses String getpath() Pfadname, kann relativ zum aktuellen Verzeichnis sein String getabsolutepath() Kompletter Pfadname String getparent() Name des übergeordneten Verzeichnisses Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 344

9 8.2 Dateien und Verzeichnisse Objekt der Klasse File Methoden (fortgesetzt) boolean exists() true, wenn Datei oder Verzeichnis existiert boolean canread() true, wenn lesender Zugriff möglich ist boolean canwrite() true, wenn schreibender Zugriff möglich ist boolean isfile() true, wenn Objekt eine Datei repräsentiert boolean isdirectory() true, wenn Objekt ein Verzeichnis repräsentiert boolean isabsolute() true, wenn Objekt kompletten Pfad repräsentiert Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java Dateien und Verzeichnisse Objekt der Klasse File Methoden (fortgesetzt) long length() Länge der Datei in Bytes (0, wenn Datei nicht existiert) long lastmodified() Zeitpunkt der letzten Änderung In Millisekunden seit dem um 00:00:00 Uhr GMT oder 0, wenn Datei nicht existiert Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 346

10 8.2 Dateien und Verzeichnisse Beispiel import java.io.*; // Get the name of the user's home directory and represent // it with a File File homedir = new File(System.getProperty("user.home")); System.out.println("Home Dir: ", + homedir.getabsolutepath()); // Create a File object to represent a file in that // directory (we assume that it exists) File f = new File(homedir, ".configfile"); // Find out how big a file is and when it was last modified long filelength = f.length()(; Date lastmodified = new java.util.date(f.lastmodified());... Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java Dateien und Verzeichnisse Beispiel (fortgesetzt)... // If the file exists, is not a directory, and is readable, // move it into a newly created directory. if (f.exists() && f.isfile() && f.canread()) { // New File representing new config directory File configdir = new File(homedir, ".configdir"); configdir.mkdir(); // Create that directory f.renameto(new File(configdir, ".config")); // Move the file into it via rename // List all files in the home directory String[] allfiles = homedir.list(); for (int i = 0; i < allfiles.length; i++) System.out.println(allfiles[i]);... Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 348

11 8.2 Dateien und Verzeichnisse Beispiel (fortgesetzt)... // List all files that have a ".java" suffix String[] sourcecode = homedir.list(new FilenameFilter() { public boolean accept(file d, String name) { return name.endswith(".java"); ); for (int i = 0; i < sourcecode.length; i++) System.out.println(sourcecode[i]); Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java Dateien und Verzeichnisse Neue Features mit Java 1.2 im Beispiel // List all filesystem root directories; on Windows, this gives // us File objects for all drive letters. File[] rootdirs = File.listRoots(); // Create a temporary file to use during processing // in the default temporary-file directory File temp = File.createTempFile("app", ".tmp"); // Filename prefix and suffix // Make sure file gets deleted when we're done with it temp.deleteonexit(); Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 350

12 Programmieren 2 Java Überblick: 8. Ein-/Ausgabe 8.1 Streams 8.2 Dateien und Verzeichnisse 8.5 Persistente Objekte und Serialisierung Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 351 Basisklassen InputStream und OutputStream Basisfunktionalität für Byte-Ein-/Ausgabe Bilden auch Bindeglied für Methoden, die ein Einoder Ausgabe-Objekt als Parameter erwarten InputStream FileInputStream PipedInputStream FilterInputStream ByteArrayInputStream SequenceInputStream StringBufferInputStream ObjectInputStream LineNumberInputStream DataInputStream BufferedInputStream PushBackInputReader OutputStream FileOuputStream PipedOutputStream FilterOutputStream DataOutputStream ByteArrayOutputStream BufferedOutputStream ObjectInputStream PrintStream Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 352

13 Anwendung von FileInputStream import java.io.*; class ReadQuellcode { public static void main( String args[] ) { byte buffer[] = new byte[4000]; Konstruktor try { akzeptiert Filename FileInputStream in; in = new FileInputStream("ReadQuellcode.java"); int len = in.read( buffer, 0, 4000 ); String str = new String( buffer, 0, len ); System.out.println( str ); catch ( Exception e ) { System.out.println( e.tostring() ); Datei darf nicht länger als 4000 Bytes sein Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 353 Anwendung von FileOutputStream import java.io.*; class TestReadWrite { public static void main(string args[]) { byte buffer[] = new byte[80]; try { System.out.println( "\ngib eine nette Zeile ein:" ); int bytes = System.in.read( buffer ); Ein InputStream FileOutputStream fileout = new FileOutputStream("line.txt"); fileout.write( buffer, 0, bytes ); fileout.close(); catch ( Exception e ) { System.out.println(e); Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 354

14 Kopieren einer Datei import java.io.*; public class FileCopy { static void copy( String src, String dest ) { try { InputStream fis = new FileInputStream( src ); OutputStream fos = new FileOutputStream( dest ); byte buffer[] = new byte[0xffff]; // 64 K Bytes int nbytes; while ( (nbytes = fis.read(buffer))!= -1 ) fos.write( buffer, 0, nbytes ); fis.close(); fos.close(); Pufferung über internen 64K Puffer catch( IOException e ) { System.err.println( e ); Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 355 Kopieren einer Datei (fortgesetzt)... public static void main( String args[] ) { if ( args.length < 2 ) System.out.println( "Usage: java FileCopy <src> <dest>" ); else copy( args[0], args[1] ); Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 356

15 FilterInputStream und FilterOutputStream Erweitern InputStream bzw. OutputStream Enthalten eine InputStream bzw. OutputStream Instanz Delegieren alle Methoden an diese Instanz Nachfahren können die Methoden überschreiben InputStream + read(): int + read(b: byte[]): int + read(b: byte[], off:int, len: int): int + skip(n: long): long + available(): int + close(): void + mark(readlimit: int): void + reset(): void + marksupported(): boolean in FilterInputStream # in: InputStream # FilterInputStream(in: InputStream) + read(): int + read(b: byte[]): int + read(b: byte[], off:int, len: int): int + skip(n: long): long + available(): int + close(): void + mark(readlimit: int): void + reset(): void + marksupported(): boolean Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 357 Der Filter PrintStream System.out ist ein PrintStream (auch System.err!) Praktisch: Die vielen überladenen print() und println() Methoden Parameter können sein Alle primitiven Datentypen char Arrays Strings Objects: Methode tostring() wird aufgerufen println() ohne Parameter: Zeilenschaltung Keine Exceptions bei Fehlern Internes Fehlerflag durch Methode checkerror() abfragbar Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 358

16 Der Filter PrintStream: Klassendiagramm OutputStream + write(b: int): void + write(b: byte[]): void + write(b: byte[], off:int, len: int): void + flush(): void + close(): void out FilterOutputStream # out: OutputStream # FilterOutputStream(out: OutputStream) + write(b: int): void + write(b: byte[]): void + write(b: byte[], off:int, len: int): void + skip(n: long): long + flush(): void + close(): void PrintStream + PrintStream(out: OutputStream) + PrintStream(out: OutputStream, autoflush: boolean) + PrintStream(out: OutputStream, autoflush: boolean, encoding: String) + write(b: int): void + write(b: byte[], off:int, len: int): void + skip(n: long): long + flush(): void + close(): void + checkerror(): boolean + print(...): void + println(...): void Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 359 System Standard Ein- und Ausgabe System.in: InputStream System.out und System.err: PrintStreams Alle sind Byte Streams! import java.io.*; class TestAusgabe { public static void main( String args[] ) { byte buffer[] = new byte[255]; System.out.println( "\ngib mir eine Zeile Text: " ); try { System.in.read( buffer, 0, 255 ); catch ( Exception e ) { System.out.println( e ); System.out.println( "\ndu hast mir gegeben: "); System.out.println( new String(buffer) ); Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 360

17 ByteArrayOutputStream Schreiben in ein Byte Array Aufgabe: GIF-Datei konstruieren und in Byte Array speichern Besteht aus Datenelementen von verschiedenen Datentypen ByteArrayOutputStream akzeptiert aber nur Bytes ByteArrayOutputStream mit DataOutputStream verknüpfen A data output stream lets an application write primitive Java data types to an output stream in a portable way. An application can then use a data input stream to read the data back in DataOutputStream ist ein FilterOutputStream Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 361 DataOutputStream schreibt in ByteArrayOutputStream ByteArrayOutputStream boas = new ByteArrayOutputStream(); DataOutputStream out = new DataOutputStream( boas ); // Header out.write( 'G' ); out.write( 'I' ); out.write( 'F' ); out.write( '8' ); out.write( '9' ); out.write( 'a' ); // Logical Screen Descriptor out.writeshort( 128 ); // Logical Screen Width (Unsigned) out.writeshort( 37 ); // Logical Screen Height (Unsigned) // <Packed Fields>, Background Color Index, // Pixel Aspect Ratio, usw. byte result[] = boas.tobytearray(); out.close(); Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 362

18 SequenceInputStream Mehrere Streams aneinanderreihen InputStream s1 = new FileInputStream( "teil1.txt" ); InputStream s2 = new FileInputStream( "teil2.txt" ); InputStream s = new SequenceInputStream( s1, s2 ); Mehr als zwei Streams: InputStream in = new SequenceInputStream( stream1, new SequenceInputStream(stream2, stream3) ); Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 363 SequenceInputStream Noch mehr Streams aneinanderreihen Konstruktor mit Enumeration, die Objekte des Laufzeittyps InputStream liefert Vector v = new Vector(); v.addelement( stream1 ); v.addelement( stream2 ); v.addelement( stream3 ); v.addelement( stream4 ); InputStream seq = new SequenceInputStream( v.elements() ); Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 364

19 Programmieren 2 Java Überblick: 8. Ein-/Ausgabe 8.1 Streams 8.2 Dateien und Verzeichnisse 8.5 Persistente Objekte und Serialisierung Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 365 Basisklassen Reader und Writer Basisfunktionalität für Character-Ein-/Ausgabe Bilden auch Bindeglied für Methoden, die ein entsprechendes Einoder Ausgabe-Objekt als Parameter erwarten Reader Writer BufferedReader CharArrayReader InputStreamReader FilterReader PipedReader StringReader LineNumberReader FileReader PushBackReader BufferedWriter CharArrayWriter OutputStreamWriter FileWriter FilterWriter PipedWriter StringWriter PrintWriter Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 366

20 OutputStreamWriter Auf dem Weg zum FileWriter Umwandlung Character Stream in Byte Stream Umwandlung gemäß einem bestimmten Zeichensatz, z.b. Default- Zeichensatz des aktuellen Betriebssystems Zeichenumwandlung wird bei jedem write() angestoßen Effizienter, wenn gepuffert: Writer out = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(System.out)); FileWriter Bequeme Klasse zum Schreiben von Strings in Dateien Ersetzt die Kombination OutputStreamWriter mit FileOutputStream Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 367 Beispiel für File I/O public class Copy { public static void main(string[] args) throws IOException { File inputfile = new File("farrago.txt"); File outputfile = new File("outagain.txt"); FileReader in = new FileReader(inputFile); FileWriter out = new FileWriter(outputFile); int c; while ((c = in.read())!= -1) out.write(c); in.close(); out.close(); Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 368

21 StringWriter Schreiben in einen String Beispiel: StringWriter wird in PrintWriter verpackt, um die bequemen Möglichkeiten von PrintWriter zu haben StringWriter buffer = new StringWriter(100); PrintWriter out = new PrintWriter( buffer ); out.println( "Ulli ist lieb" ); out.println( "Quatsch" ); String result = buffer.tostring(); tostring() liefert Wert des internen StringBuffers als String getbuffer() liefert internen StringBuffer zurück Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 369 CharArrayWriter Schreiben in ein Array von Characters tostring() liefert Wert des internen Arrays als String tochararray() liefert Kopie des internen Arrays writeto(writer out) erlaubt es, den internen Inhalt an einen anderen Character Stream weiterzugeben Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 370

22 Verschachteln von Writer Objekten Klassen mit einen Konstruktor mit einem Writer als Parameter BufferedWriter, PrintWriter, FilterWriter public class CharArrayWriterDemo { public static void main( String args[] ) { try { FileWriter fw = new FileWriter("charArrayWriterDemoPuffer.txt"); BufferedWriter bw = new BufferedWriter( fw ); PrintWriter pw = new PrintWriter( bw ); for ( int i = 1; i < 10000; i++ ) pw.println( "Zeile " + i ); pw.close(); catch ( IOException e ) { System.out.println( "Konnte Datei nicht erstellen" ); Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 371 File Kopie mit BufferedWritern public class ReadWriter { public static void main( String args[] ) { if ( args.length!= 2 ) { System.err.println( "usage: infile outfile\n" ); System.exit( 1 ); try { BufferedReader in = new BufferedReader( new FileReader( args[0] ) ); BufferedWriter out = new BufferedWriter( new FileWriter( args[1] ) ); String s = null; while ( (s = in.readline())!= null ) { out.write( s ); out.newline(); Lies eine ganze Zeile Text... Zeilenschaltung Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 372

23 File Kopie mit BufferedWritern (fortgesetzt)... in.close(); out.close(); catch ( IOException e ) { System.err.println( e ); Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 373 PrintWriter Alle print() und println() Methoden von PrintStream Flushing nur nach println(), nicht nach jedem Newline Character wie bei PrintStream Konstruktoren mit OutputStream oder Writer Im ersten Fall wird der notwendige OutputStreamWriter automatisch dazwischen geschaltet Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 374

24 FilterWriter # lock: Object Writer # out: Writer FilterWriter # Writer() # Writer(lock: Object) + write(c: int): void + write(cbuf: char[]): void + write(cbuf: char[], off:int, len: int): void + write(str: String): void + write(str: String, off:int, len: int): void + flush(): void + close(): void out # FilterWriter(out: Writer) + write(c: int): void + write(cbuf: char[], off:int, len: int): void + write(str: String, off:int, len: int): void + flush(): void + close(): void LowerCaseWriter + LowerCaseWriter(out: Writer) + write(c: int): void + write(cbuf: char[], off:int, len: int): void + write(str: String, off:int, len: int): void Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 375 Eigene FilterWriter Klasse class LowerCaseWriter extends FilterWriter { public LowerCaseWriter( Writer writer ) { super( writer ); public void write( int c ) throws IOException { out.write( Character.toLowerCase((char)c) ); public void write( char cbuf[], int off, int len ) throws IOException { out.write( String.valueOf(cbuf).toLowerCase(), off, len ); public void write( String s, int off, int len ) throws IOException { out.write( s.tolowercase(), off, len ); Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 376

25 Eigene FilterWriter Klasse: Anwendung public class LowerCaseWriterDemo { public static void main( String args[] ) { StringWriter sw = new StringWriter(); PrintWriter pw = new PrintWriter( new LowerCaseWriter( sw ) ); pw.println( "Eine Zeile für klein und groß" ); System.out.println( sw.tostring() ); Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 377 Reader Hierarchie Reader Unterklassen müssen BufferedReader implementieren: CharArrayReader read(char[], int, int) InputStreamReader close() FilterReader Andere Methoden werden PipedReader aus Effizienzgründen StringReader überschrieben Methode mark() um Position im Eingabestrom zu markieren Mit reset() zurück an diese Position LineNumberReader FileReader PushBackReader Parameter von mark() gibt, an wie viele Characters inzwischen maximal gelesen werden durften marksupported() prüft, ob dieser Mechanismus von dem Eingabestream unterstützt wird StringReader: ja FileReader: nein Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 378

26 InputStreamReader Analog wie OutputStreamWriter Auf dem Weg zum FileReader Umwandlung Byte Stream in Character Stream FileReader Bequeme Klasse zum Lesen von Strings aus Dateien Ersetzt die Kombination InputStreamReader mit FileInputStream FileInputStream fis = new FileInputStream("file.txt"); InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis); char c = (char) isr.read();... Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 379 FileReader: Beispiel public class FileReaderDemo { public static void main( String args[] ) { try { FileReader f = new FileReader( "FileReaderDemo.java" ); int c; while ( ( c = f.read() )!= -1 ) System.out.print( (char)c ); f.close(); catch ( IOException e ) { System.out.println( "Fehler beim Lesen der Datei" ); Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 380

27 StringReader Lesen aus einem String class StringReaderDemo { public static void main( String args[] ) throws IOException { String s = "Hölle Hölle Hölle"; StringReader sr = new StringReader( s ); char H = (char) sr.read(); char ö = (char) sr.read(); int c; while ( (c = sr.read())!= -1 ) System.out.print( (char)c ); sr.close(); Analog: CharArrayReader Verwendet intern das übergebene Character Array direkt Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 381 Verschachteln von Reader Objekten Klassen mit einen Konstruktor mit einem Reader als Parameter BufferedReader, LineNumberReader, FilterReader, PushBackReader Eine Textzeile von der Standardeingabe lesen BufferedReader in; in = new BufferedReader( Pufferung + readline()- Methode new InputStreamReader(System.in) ); String s = in.readline(); Umwandeln Byte Stream in Character Stream Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 382

28 Ein cat Programm class cat { public static void main( String args[] ) { BufferedReader in; String line; for ( int i=0; i < args.length; i++ ) { try { in = new BufferedReader( new FileReader(args[i]) ); while ( (line = in.readline())!= null ) System.out.println( line ); catch ( IOException e ) { System.out.println( "Error: " + e ); Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 383 LineNumberReader Ist ein BufferedReader! public class LineNumberReaderDemo { public static void main( String args[] ) { try { String line; FileReader fr = new FileReader("LineNumberReaderDemo.java"); LineNumberReader f = new LineNumberReader( fr ); while ( (line = f.readline())!= null ) System.out.println(f.getLineNumber() + ": " + line); f.close(); Liefert aktuelle Zeilennummer catch ( IOException e ) { System.out.println("Fehler beim Lesen der Datei"); Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 384

29 Programmieren 2 Java Überblick: 8. Ein-/Ausgabe 8.1 Streams 8.2 Dateien und Verzeichnisse 8.5 Persistente Objekte und Serialisierung Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java Persistente Objekte und Serialisierung Speicherung und Wiederherstellung des Zustands von Objekten Mit allen ihren Verknüpfungen (Referenzen) Ganze Objektbäume Informationen über Datenwerte und Objekttypen Auch mehrfache Referenzen auf Objekte werden richtig behandelt Auch primitive Datentypen Klasse ObjectOutputStream Implementiert die Schnittstellen ObjectOutput Ausgabe von Objekten (writeobject()) und dessen Vorfahren-Schnittstelle DataOutput Ausgabe primitiver Datentypen (writeboolean(),.., writeshort(), writeutf()) Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 386

30 8.5 Persistente Objekte und Serialisierung Klasse ObjectOutputStream Objekte müssen die Schnittstelle java.io.serializable implementieren Reine Markierungsschnittstelle Klasse signalisiert damit, dass sie sich selbst serialisieren kann Geschrieben werden Klassen Name Signatur der Klasse Werte der Attribute, auch Arrays nicht-transient, nicht-statisch Alle über Referenzen eingebetteten Objekte Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java Persistente Objekte und Serialisierung Serialisierung Beispiel FileOutputStream ostream = new FileOutputStream(" ObjektAusgabe.ser "); ObjectOutputStream p = new ObjectOutputStream(ostream); p.writeint(12345); p.writeobject("today"); p.writeobject(new Date()); p.flush(); ostream.close(); Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 388

31 8.5 Persistente Objekte und Serialisierung Deserialisieren mit Klasse ObjectInputStream Unser Beispiel FileInputStream istream = new FileInputStream("ObjektAusgabe.ser"); ObjectInputStream p = new ObjectInputStream(istream); int i = p.readint(); String s = (String) p.readobject(); Date d = (Date) p.readobject(); istream.close(); System.out.println( i ); System.out.println( s ); System.out.println( d ); Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java Persistente Objekte und Serialisierung Eine eigene Klasse serialisieren import java.io.serializable; class TestSer implements Serializable { int a; float f; transient long l; // wird nicht serialisiert static u; // wird nicht serialisiert Ohne weiteres Zutun funktioniert hierfür die Ausgabe mit writeobject() eines ObjectOutputStreams Nur die Attribute a und f werden ausgegeben Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 390

32 8.5 Persistente Objekte und Serialisierung Klassenspezifische Serialisierung Wenn man für bestimmte Attribute nicht die Standard-Serialisierung verwenden kann Z.B. könnte man anstelle der FileOutputStream Instanz den Dateinamen speichern Jede Klasse, die java.io.serializable implementiert, kann seine eigenen writeobject() und readobject() Methoden implementieren: private void writeobject(objectoutputstream stream) throws java.io.ioexception; Wenn diese Methode existiert, werden Attribute nicht automatisch serialisiert Um das Standardverhalten durchzuführen, ruft man in writeobject() die Methode defaultwriteobject() von ObjectOutputStream auf Danach können dann zusätzliche Informationen in den Stream geschrieben werden Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java Persistente Objekte und Serialisierung Klassenspezifische Serialisierung (fortgesetzt) Diese zusätzliche Informationen werden geschrieben, indem individuelle Attribute oder sonstige Informationen in den ObjectOutputStream mit dessen writeobject Methode oder mit den Methoden für primitive Datentypen der Schnittstelle DataOutput geschrieben werden Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 392

33 8.5 Persistente Objekte und Serialisierung Klassenspezifische Serialisierung (fortgesetzt) Für die umgekehrten Richtung muss dann entsprechend private void readobject(objectinputstream stream) throws java.io.ioexception; implementiert werden Auch hier ruft man zunächst für das Standardverhalten defaultreadobject() von ObjectInputStream auf. Erst dann liest man die klassenspezifischen Informationen. defaultreadobject() kann eine ClassNotFoundException werfen, wenn die Klasse, die wiederhergestellt werden soll, auf dem Zielsystem nicht existiert Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java Persistente Objekte und Serialisierung Beispiel Hashtable Hashwerte sind abhängig von Größe der Datenstruktur Könnten sich bei Rekonstruktion ändern public class Hashtable extends Dictionary implements Map, Cloneable, java.io.serializable { private transient Entry table[]; private transient int count; // no. of entries in table private int threshold; private float loadfactor; private transient int modcount = 0; private static final long serialversionuid = L;... Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 394

34 8.5 Persistente Objekte und Serialisierung Beispiel Hashtable: Methode writeobject() private synchronized void writeobject(java.io.objectoutputstream s) throws IOException { // Write out threshold, loadfactor s.defaultwriteobject(); // Write out length, count of elements and key/value objects s.writeint(table.length); s.writeint(count); for (int index = table.length-1; index >= 0; index--) { Entry entry = table[index]; while (entry!= null) { s.writeobject(entry.key); s.writeobject(entry.value); entry = entry.next; Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java Persistente Objekte und Serialisierung Beispiel Hashtable: Methode readobject() private synchronized void readobject(java.io.objectinputstream s) throws IOException, ClassNotFoundException { // Read in the threshold, and loadfactor s.defaultreadobject(); // Read original length of the array and number of elements int origlength = s.readint(); int elements = s.readint(); // Compute new size with a bit of room 5% to grow but // no larger than the original size. Make the length odd // if it's large enough, this helps distribute the entries. // Guard against the length ending up zero, that's not valid. int length = (int)(elements * loadfactor) + (elements/20)+3; if (length > elements && (length & 1) == 0) length--; if (origlength > 0 && length > origlength) length = origlength;... Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 396

35 8.5 Persistente Objekte und Serialisierung Beispiel Hashtable: Methode readobject() (fortgesetzt)... table = new Entry[length]; count = 0; // Read number of elements and then all the key/value objects for (; elements > 0; elements--) { Object key = s.readobject(); Object value = s.readobject(); put(key, value); Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 397