Vorlesung Programmieren

Transkript

1 Vorlesung Wintersemester 2006/2007 Computerlinguistik, Campus DU

2 Überblick Seite 2 Datenströme: Ein und Ausgabe von Daten Java Collections Framework

3 Eingabe/Ausgabe Seite 3 Lesen, Schreiben von Dateien Empfangen von Benutzerinformationen Anzeigen von Benutzerinformationen Netzwerke Umlenkung via Pipes

4 »Bekannte«Eingabe/Ausgabe Seite 4 Output: Konsolenausgaben System.out.println() out = Datenstrom Input: Programmstart- Argumente main(string args[])

5 Daten umlenken: Pipes DOS-Beispiel dir >verzeichnis.txt dir >>verzeichnis.txt Java-Beispiel: java MyProgram > myoutput.txt Seite 5

6 Zugriffsformen Zwei Formen der Datenverarbeitung in Java: Sequentielle Datenverarbeitung Wahlfrei Datenverarbeitung Sequentielle Datenverarbeitung Stückelung der Daten Sukzessives Einlesen der Stücke Wahlfreie DV Zugriff an beliebiger Stelle in der Datei via Dateizeiger Klasse RandomAccessFile Seite 6

7 Streams Seite 7 Data Sink Streams, Filterströme Data Sink Streams Datenfluss direkt von Quelle in eine Senke Lesen/Schreiben direkt auf spezielle Daten Filterströme (Data Processing Streams) Führen während der E/A Operationen aus Nicht direkt mit Quelle und Senke verbunden! Alle benötigten Klassen: Package java.io

8 Daten strömen lassen: Generischer Ablauf Lesen (1)open stream (2)while information available (3) read information (4)close stream Schreiben (1)open stream (2)while information available (3) write information (4)close stream Seite 8

9 Illustration: Das Datenstrom- Konzept Input Seite 9 Quelle Quelle Daten Programm Output Ströme Ziel Ziel Daten Programm

10 Illustration: Eingabenströme mit verschiedenen Ausgabenströmen Quelle Moby Dick Es war einmal vor langer Zeit Programm Verarbeitung Ziel ein: eine: "Bild mit Smiley" Bonn, Der Bericht der Seite 10

11 Strom-Datentypen: Byte- vs. Zeichen-Strom Byte-Ströme Essentielle Klassen: InputStream OutputStream Dateneinheit: Byte (8 Bit) Character-Ströme Essentielle Klassen: Reader Writer Dateieinheit: 16 Bit Seite 11

12 Klassenhierarchie für Eingabeströme Seite 12 Zeichenstrom Bytestrom Reader abstract InputStream abstract BufferedReader InputStreamReader FilterInputStream FileInputStream LineNumberReader FileReader BufferedInputStream System.in»An»An InputStreamReader is is a bridge bridge from from byte byte streams to to character streams: It It reads reads bytes bytes and and decodes them them into into characters using using a specified charset. The The charset that that it it uses uses may may be be specified by by name name or or may may be be given given explicitly, or or the the platform's default default charset may may be be accepted.«

13 Klassenhierarchie für Ausgabeströme Seite 13 Zeichenstrom Bytestrom Writer abstract OutputStream abstract BufferedWriter OutputStreamWriter FilterOutputStream FileOutputStream FileWriter BufferedOutputStream Printstream»An»An OutputStreamWriter is is a bridge bridge from from character streams to to byte byte streams: Characters written written to to it it are are encoded into into bytes bytes using using a specified charset. The The charset that that it it uses uses may may be be specified by by name name or or may may be be given given explicitly, or or the the platform's default default charset may may be be accepted.«

14 Byte-Ströme: Implementierte Ableitungen Implementierte Klassen für den Output FileOutputStream PrintStream BufferedOutputStream Implementierte Klassen für den Input FileInputStream BufferedInputStream FilterInputStream Seite 14

15 Byte-Strom-Klassen: Wichtige Methoden I/O int read() void write(int b) void flush() Wichtig(-st-)e Output -Klasse: PrintStream Seite 15

16 System-PrintStream's Seite 16 Statische Variablen in System: err, out System.out: public static final PrintStream out»the "standard" output stream. [ ].«System.err public static final PrintStream err»the "standard" error output stream.«

17 Eigener PrintStream Seite 17 public class MyPS { } public static void main(string[] args) { } String a = "Willkommen"; String b = "Welcome"; java.io.printstream myps = new java.io.printstream(system.out, false); myps.println(a); myps.print(b);

18 Wichtige Zeichenströme Wichtige Klassen für Input FileReader LineNumberReader BufferedReader Wichtige Methoden (I/O) int read( ) void write(string s) Seite 18

19 BRTest.java Seite 19 public class BRTest { public static void main(string[] args) throws IOException { String line=""; BufferedReader br = new BufferedReader( new InputStreamReader( System.in )); while( true ) { System.out.print("> "); line = br.readline(); } } } br.close(); System.out.println(line);

20 Illustration: Filterströme Seite 20 BufferedReader br = new BufferedReader( new InputStreamReader(System.in)); Filterstrom Filterstrom Datenstrom BufferedReader new BufferedReader( ) InputStreamReader new InputStreamReader( ) InputStream System.in

21 java.io's Klasse File Datei-Eigenschaften, kein Datentransport/-fluss Informationen und Operationen über/auf Dateien Datei!= Inhalt/Content der Datei! Enthält unter anderem Konstruktor mit Pfadnamen-Parameter (String) Methoden zur Ermittlung der Eigenschaften, u.a. getabsolutepath() canread(), canwrite() isfile(), isdirectory() lastmodified() Seite 21

22 File: Datei-Operationen Wichtige Methoden: createnewfile() mkdir() delete() renameto(file name) setreadonly(); setlastmodified(time); Seite 22

23 File-Beispiel Seite 23 public class FileTest { public static void main (String[ ] args) { java.io.file myfile = new java.io.file( args[0] ); System.out.println( "Path: " + myfile.getabsolutepath()); System.out.println(myFile.exists()?"Exists!":"Doesn't exist!"); System.out.println(myFile.isFile()?"Is a file!":"is not a file!"); myfile.setreadonly(); System.out.println(myFile.canWrite()?"Is R/W!":"Readable only!" ); } } Bei Eingabe einer vorhandenen Datei viaargs ("D:/tmp/test.txt") Bei Eingabe einer nicht vorhandenen Datei viaargs ("D:/tmp/tessst.txt") Path: D:\tmp\test.txt Exists! Is a file! Readable only! Path: D:\tmp\tessst.txt Doesn't exist! Is not a file! Readable only!

24 File-Exceptions, Streams (ein letztes mal für heute) import java.io.printstream; public class CreateFile { public static final PrintStream GOODOUT = System.out; public static final PrintStream BADOUT = System.err; public static void main (String[ ] args) { boolean okay = false; java.io.file myfile = new java.io.file("d:/tmp/tessst.txt"); okay =!myfile.exists(); try { okay = myfile.createnewfile();} catch (java.io.ioexception ioe) { BADOUT.println( CreateFile.class.toString()+ ": System error while creating "+ myfile.getabsolutepath()); ioe.printstacktrace(badout); return; } if (okay)goodout.println( "Created file "+ myfile.getabsolutepath()); else BADOUT.println("Error creating "+myfile.getabsolutepath()); } } Seite 24

25 E/A Exceptions Bei E/A Operationen lösen Fehlerfälle Ausnahmen aus, z.b. IOException FileNotFoundException etc. ( Java-API) Abfangen und Weiterleiten der Exception möglich. (Allgemeine Guideline:) Nur eine Anweisung pro try(-catch Block) Seite 25

26 Zusammenfassung zu Datenströmen E/A in Java via Streams Alle benötigten Klassen liegen in java.io Exceptions bei Ein- und Ausgaben Umgang mit Dateien- und Verzeichnissen via File-Klasse Java-API anschauen Seite 26

27 Überblick Seite 27 Ströme Java Collections Framework

28 Java Collection-Framework Bibliothek mit häufig benötigten Datenstrukturen java.util Interfaces auf den»oberen«ebenen der Hierarchie Collection Set: Mengencharakter SortedSet: Sortierte Elementen List: Indexierte Elemente, Ableitung von Coll. Map: Attribute-Werte Tupel SortedMap Seite 28

29 Ausschnitt der Collection-Hierarchie Seite 29

30 Einige Implentierungen in java.util TreeSet Seite 30 ArrayList LinkedList LinkedList ist performanter als ArrayList, wenn viele Elemente häufig durchlaufen werden sollen HashMap TreeMap Vector (Erst seit Version 1.2 dabei)

31 Klasse Collections (1) Einige statische Methoden in Collections: Object max(collection col) Seite 31 Bedingung: Elemente implementieren das Interface Comparable Oder: Vergleichsoperator explizit übergeben Object max(collection col, Comparator comp) Object min(collection col) Object min(collection col, Comparator comp) ^Anwendbar auf alle Collections ^

32 Klasse Collections (2) Speziell für Implementierungen von List: int binarysearch(list list, Object key) void reverse(list l) void shuffle(list l) void sort(list l) Seite 32 Elemente müssen»comparable«sein