Dateien/Streams. Arthur Zaczek

Transkript

1 Dateien/Streams Arthur Zaczek Okt /23

2 Input/Output Input/Output 2/23

3 Was ist ein Stream? Figure 1: InputStream Input/Output 3/23

4 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 ) Input/Output 4/23

5 Primitiv: Byte-Streams C# Java Notwendig für Kommunikation mit Außenwelt: - Dateien - Netzwerk System.IO.Stream.FileStream System.Net.Sockets.NetworkStream System.IO.Stream.FileStream java.net.socket -.getinputstream() -.getoutputstream() Input/Output 5/23

6 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; Input/Output 6/23

7 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); Input/Output 7/23

8 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 funkt // natürlich nur für Encodings mit konstanter Bre Console.WriteLine(Encoding.UTF32.GetString(b)); // fs wird automatisch von "using" geschlossen Input/Output 8/23

9 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 Input/Output 9/23

10 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 Input/Output 10/23

11 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 void WriteLine(--"--); Input/Output 11/23

12 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)); Input/Output 12/23

13 (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); Input/Output 13/23

14 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); Input/Output 14/23

15 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 Input/Output 15/23

16 BinaryReader/-Writer in CS public class BinaryReader { bool ReadBoolean(); byte ReadByte(); short/int/long ReadInt16/32/64(); float/double ReadSingle/Double(); string ReadString(); //... public class BinaryWriter { void Write( bool/byte/short/int/long/float/ double/string/...); Input/Output 16/23

17 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 Feh string somestring = reader.readstring(); Input/Output 17/23

18 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/...); Input/Output 18/23

19 Implementierung in Java try (DataOutputStream writer = new DataOutputStream(new F writer.writeboolean(true); writer.writedouble(2000.3); writer.writestring("schwyz!"); Input/Output 19/23

20 Puffern in Strömen Normalerweise verursacht jeder read()/write() einen Aufruf auf dem zugrundeliegenden Speichermedium 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 Input/Output 20/23

21 Dateinamenverwaltung: CS DriveInfo.GetDrives(): Liste aller Laufwerke Path.Combine(driveinfo.Name, "foo", "blah"): D:\foo\blah auf Windows Desktop, möglicherweise /home/foo/blah auf mono/linux Path.GetFullPath("blah"): absoluter Pfad Input/Output 21/23

22 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.. ) Input/Output 22/23

23 Kurze Demo Java, C# Input/Output 23/23