Dateien/Streams. Arthur Zaczek. Okt 2015

Transkript

1 Arthur Zaczek Okt 2015

2 1 Input/Output 1.1 Was ist ein Stream? Figure 1: InputStream Figure 2: OutputStream Graphik: (C) Copyright Sun Microsystems, Inc. 1.2 Warum streamen? Reduktion des Speicherverbrauchs: es muss nicht der gesamte Input auf einmal im RAM sein Überlappung von Übertragung und Verarbeitung: pipelined requests bei HTTP inkrementelle Verarbeitung von XML( SAX ) 1.3 Primitiv: Byte-Streams C# Notwendig für Kommunikation mit Außenwelt: Dateien Netzwerk 1

3 System.IO.Stream.FileStream System.Net.Sockets.NetworkStream Java System.IO.Stream.FileStream java.net.socket.getinputstream().getoutputstream() 1.4 Byte-Stream in C public class Stream int ReadByte(); void WriteByte(byte value); int Read(byte[] buffer,int offset, int count); void Write(byte[] buffer,int offset, int count) long Seek(long offset,seekorigin origin); bool CanRead, CanWrite, CanSeek; 1.5 Byte-Streams in Java public class java.io.inputstream int read(); int read(byte[] buffer); int read(byte[] buffer,int offset, int length); long skip(long count); boolean marksupported(); void mark(int readlimit); void reset(); public class java.io.outputstream void write(int b); void write(byte[] data); void write(byte[] data,int offset, int length); 1.6 Datei öffnen für Lesen: C using (FileStream fs = File.OpenRead(path)) // byte Buffer, Ziel für eingelesene Daten byte[] b = new byte[1024]; while (fs.read(b, 0, b.length) > 0) // dekodiert 1024 Bytes in 256 Zeichen; das funktioniert // natürlich nur für Encodings mit konstanter Breite Console.WriteLine(Encoding.UTF32.GetString(b)); 2

4 // fs wird automatisch von "using" geschlossen 1.7 Datei öffnen für Schreiben: Java try (FileOutputStream fs = new FileOutputStream(path)) fs.write(data); // Bytearray mit kodierten Daten catch (FileNotFoundException e) e.printstacktrace(); catch (IOException e) e.printstacktrace(); // fs.close() wird automatisch von "try ()" aufgerufen 1.8 Text I/O Text besteht nicht aus Bytes sondern aus Chars (zb UTF-8) daher: I/O in Bytes nur Mittel zum Zweck Kodierung und Dekodierung über Wrapperstreams: C#: TextReader/-Writer Java: Reader/Writer 1.9 TextReader und -Writer in CS public class TextReader char Read(); int Read(char[] buffer,int offset, int count); string ReadLine(); public class TextWriter void Write( bool/char/char[]/decimal/double/int/int64/object/float/string/uint/uint64); void WriteLine(--"--); 1.10 Implementierungen in CS StringReader/Writer: string test = "Fix, Schwyz! quäkt Jürgen vom Paß"; TextReader reader = new StringReader(test); reader.readline() == test; TextWriter writer = new StringWriter(); writer.writeline(test); writer.tostring() == test; Dateien: TextReader reader = new StreamReader(File.OpenRead (path)); TextWriter writer = new StreamWriter(File.Open(path)); 3

5 1.11 (Text) Reader und Writer in Java public class java.io.reader int read(); int read(char[] buffer); int read(char[] buffer,int offset, int length); long skip(long count); boolean marksupported(); void mark(int readlimit); void reset(); public class java.io.writer void write(int c); void write(char[] data); void write(char[] data, int offset, int length); void write(string data); void write(string data, int offset, int length); 1.12 Implementierungen in Java StringReader/Writer Reader reader = new StringReader(sourceString); Writer writer = new StringWriter(); String result = writer.tostring() FileReader/Writer Reader reader = new FileReader(path); Writer writer = new FileWriter(path); 1.13 Binärdaten lesen/schreiben Effizient: interne Repräsentierung (Bitmuster) kann direkt gelesen/geschrieben werden. Keine Konversion notwendig unportabel: interne Repräsentierung eben intern unsicher: Stream enthält keine Typinformation, keine Checksummen, keine Begin- /Endemarker, beim Lesen muss man wissen was man erwartet intransparent: Binäre Repräsentation nicht durch einfaches Anschauen lesbar 1.14 BinaryReader/-Writer in CS public class BinaryReader bool ReadBoolean(); byte ReadByte(); short/int/long ReadInt16/32/64(); float/double ReadSingle/Double(); string ReadString(); //... 4

6 public class BinaryWriter void Write( bool/byte/short/int/long/float/ double/string/...); 1.15 Implementierung in CS using(var writer = new BinaryReader(File.Open(path))) writer.writeboolean(true); writer.writedouble(2000.3); writer.writestring("schwyz!"); using(var reader = new BinaryReader(File.OpenRead (path))) bool somebool = reader.readboolean(); float somefloat = reader.readfloat(); // schwerer Fehler! string somestring = reader.readstring(); 1.16 DataInput/-Output in Java public class DataInput boolean readboolean(); byte readbyte(); short/int/long readshort/int/long(); float/double readfloat/double(); String readutf(); //... public class DataOutput void WriteBoolean/Byte/Short/Int/Long/ Float/Double/UTF( boolean/int/short/int/long/float/ double/string/...); 1.17 Implementierung in Java try (DataOutputStream writer = new DataOutputStream(new FileOutputStream(path))) writer.writeboolean(true); writer.writedouble(2000.3); writer.writestring("schwyz!"); 1.18 Puffern in Strömen Normalerweise verursacht jeder read()/write() einen Aufruf auf dem zugrundeliegenden Speichermedium 5

7 je kleiner die Anfragen (zb zeichenweise mit ReadChar()) desto ineffizienter Die Buffered* Varianten hingegen lesen immer von einem Stream und immer in großen Stücken (zb Java standardmäßig 8kB) wesentlich höherer Durchsatz, dafür auch mehr Speicherverbrauch 1.19 Dateinamenverwaltung: CS DriveInfo.GetDrives(): Liste aller Laufwerke Path.Combine(driveinfo.Name, "foo", "blah"): möglicherweise /home/foo/blah auf mono/linux Path.GetFullPath("blah"): absoluter Pfad D:\foo\blah auf Windows Desktop, 1.20 Dateinamenverwaltung: Java File.listRoots(): Liste aller Laufwerke new File(file, "blah"): D:\blah auf Windows, möglicherweise /... /blah auf Linux file.getabsolutepath(): absoluter Pfad file.getcanonicalpath(): Standardversion eines Pfades (ohne Symlinks,. und.. ) 1.21 Kurze Demo Java, C# 6