JAVA流式输入输出与文件处理

流式输入输出与文件处理

实验目的

(1) 掌握字节流和字符流的特点和处理差异；

(2) 掌握过滤流的使用；

(3) 掌握File类的使用；

(4) 掌握随机文件的使用。

(5) 掌握对象系列化的概念以及访问文件时对象读写方法。

知识要点

1 面向字节的输入/输出流

（1）类InputStream是面向字节的输入流的根。其主要方法见表13-1。

表13-1 类InputStream的方法

该流实现DataInput接口，主要方法有：readByte()，readBoolean()、

readShort()、readChar()、readInt() 、readLong()、readFloat()、readDouble()、readUTF()等。

（3）类OutputStream是面向字节输出流的根，其主要方法有：

●void write(int b) ：将参数b的低字节写入输出流

●void write(byte b[]) ：将字节数组全部写入输出流

●void write(byte b[],int offset, int len)：将字节数组中从b[offset]开始处的len个字节写入至输出流。

（4）类DataOutputStream实现各种类型数据的输出处理，它实现了DataOutput接口，主要方法有：writeByte(int)、writeBytes(String)、writeBoolean(boolean)、writeChars(String)、writeInt(int) 、writeLong()、writeFloat(float)、writeDouble(double)、writeUTF(String)等。

2 面向字符的输入与输出流

类Reader是面向字符的输入流的根，其提供的方法与InputStream类似，只是将基于Byte的参数改为基于Char。

类Writer是面向字符的输出流类的根，其提供的方法与OutputStream类似，只是将基于Byte的参数改为基于Char。

类InputStreamReader是一个特殊的流，用来将面向字节的数据流包装转换为面向字符的流。常用于从键盘获取输入数据。例如，从键盘输入一行字符串，可以用BufferedReader的readLine()方法，但在此前必须使用InputStreamReader将字节流转化为字符流。

BufferedReader in=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

String x=in.readLine()

3 文件的顺序读写

（1）面向字节的文件访问

●以二进制文件作为数据源。FileInputStream类和FileOutputStream类分别用于文件的读、写访问。

●利用InputStream和OutputStream的方法可实现文件的读写操作。

●可用DataInputStream对FileInputStream流进行过滤；用DataOuputStream对FileOutputStream流进行过滤,以实现特定数据类型数据的读写。

（2）面向字符的文件访问

●以字符文件作为数据源。包括：FileReader类和FileWriter类分别用于字符文件的读、写访问。

●基于字符流的数据读写方法与基于字节流的类似，只是将读写的单位由字节改为字符，方法中的字节数组参数相应改为字符数组。例如:

int read(char b[])表示从文件读数据填满数组，返回读到的字符数。

●可用BufferedReader对FileReader流进行过滤；用BufferedWriter对FileWriter流进行过滤，其中包含newLine()方法可写入一个换行。

4 File类

借助File对象，可以获取文件和相关目录的属性信息。其主要方法见表13-2。

表13-2 File类的主要方法

创建随机访问文件对象时要指定文件访问的“rw”参数，也就是它可以对同一打开文件进行读写两种访问。RandomAccessFile类实现了DataInput和DataOutput接口，为支持流的随机读写，RandomAccessFile类还添加定义了如下方法：

●long getFilePointer()：返回当前指针；

●void seek(long pos)：将文件指针定位到一个绝对地址；

●long length()：返回文件的长度

注意：地址是相对于文件头的偏移量。地址0表示文件的开头。

6 对象序列化

（1）对象输入流ObjectInputStream和对象输出流ObjectOutputStream将Java流系统扩充到能输入输出对象，它们提供的writeObject（）和readObject()方法实现了对象的串行化（Serialized）和反串行化(Deserialized)。

（2）用对象输入流的readObject()方法必须捕捉ClassNotFoundException异常。

（3）为了实现用户自定义对象的串行化，相应的类必须实现Serializable接口，否则，不能以对象形式正确写入文件。Serializable接口是一个不含任何具体内容的接口。

3 样例程序

样例1: 编写一个程序实现任意文件的拷贝功能，源文件和目的文件名由命令行参数提供。

【参考程序】

import java.io.*;

public class CopyFile {

public static void main(String args[]) {

if ( args.length<2) {

System.out.println("usage: java CopyFile sourcefile

targetfile");

System.exit(0);

}

byte[] b = new byte[1024];

try {

FileInputStream infile = new FileInputStream(args[0]);

FileOutputStream targetfile = new FileOutputStream(args[1]);

while (true) {

int byteRead=infile.read(b); //从文件读数据给字节数组

if (byteRead==-1) //在文件尾，无数据可读

break; //退出循环

targetfile.write(b,0,byteRead); //将读到的数据写入目标文件

}

targetfile.close();

System.out.println("copy success! ");

} catch(IOException e) { }

}

}

注：本样例演示面向字节的输入输出流的进行文件读写的方法。

【编程技巧】

(1) 创建一个字节数组存放从文件读取的数据；

(2) 利用FileInputStream对象的带字节数组参数的read方法从文件读数据，返回读到的字节数；利用FileOutputStream对象的带字节数组的write方法可将字节数组中指定的字节写入到目标文件。

(3) 利用循环控制文件的连续读写操作，在处理到文件结尾时，read方法返回-1，退出循环。

样例2：编写一个程序统计一个文本文件中字符A的个数，文件名由命令行参数提供。

【参考程序】

import java.io.*;

public class readtxt {

static String s;

/* 方法find查找字符串in中A的个数 */

public static int find(String in) {

int n=0;

int counter = 0;

while(n!=-1) {

n = in.indexOf((int)'A',n+1);

counter++;

}

return counter-1;

}

public static void main(String[] args) {

try{

int n=0;

FileReader file =new FileReader(args[0]);

BufferedReader in=new BufferedReader (file);

boolean eof=false;

while(!eof) {

String x=in.readLine(); //从文件读一行

if(x==null) { //判是否文件结束

eof=true;

}

else

s=s+x; //将内容拼接到字符串s上

}

System.out.print("the number of A is :"+find(s));

in.close();

}catch(IOException e){ };

}

}

注：本样例演示文本文件的数据读取方法。

【编程技巧】

(1) 循环利用BufferedReader的readLine()方法从文件读一行内容，读到文件尾部时将返回null；

(2) 将读到的数据拼接到字符串s中，最后执行find方法找出A的个数。

样例3:设计一

个图形界面的文

本文件查阅工具,

在窗体中安排一

个文本域和一个

按钮（如图13-1

所示），文本域

用来显示文件的

内容，点击打开

按钮将弹出文件

选择对话框（如

图13-2所

示），从而可以

选择要查看的文

件。

【参考程序】

import java.awt.*;

import java.awt.event.*;

import java.io.*;

public class FileViewer extends Frame implements ActionListener { String directory; //文件选择对话框的默认目录

TextArea textarea; // 显示文件内容的文本域

public FileViewer() { this(null, null); }

public FileViewer(String filename) { this(null, filename); } public FileViewer(String directory, String filename) {

addWindowListener(new WindowAdapter() {

public void windowClosing(WindowEvent e) {

dispose();

}

});

textarea = new TextArea("", 24, 80);

textarea.setFont(new Font("宋体", Font.PLAIN, 12));

textarea.setEditable(false);

this.add("Center", textarea);

Panel p = new Panel();

p.setLayout(new FlowLayout(FlowLayout.RIGHT, 10, 5));

this.add(p, "South");

Button openfile = new Button("Open File");

openfile.addActionListener(this);

openfile.setActionCommand("open");

openfile.setFont(new Font("SansSerif", Font.BOLD, 14));

p.add(openfile);

this.pack();

// 根据文件名路径得到目录,否则为系统当前目录.

if (directory == null) {

File f;

if ((filename != null) && (f = new

File(filename)).isAbsolute()) {

//如果文件名中给出了绝对路径，则可根据创建的File对象得到文件的目录路径和文件名

directory = f.getParent();

filename = f.getName();

}

else directory = System.getProperty("user.dir"); //系统当前目录

}

this.directory = directory; //记住文件打开对话框的默认目录

setFile(directory, filename); // 装载显示文件

}

/* 从特定目录装载文件 */

public void setFile(String directory, String filename) {

if ((filename == null) || (filename.length() == 0)) return;

File f;

FileReader in = null;

try {

f = new File(directory, filename); // 创建文件对象

in = new FileReader(f); // And a char stream to read it char[] buffer = new char[4096]; // 每次读 4K字符

int len; // 每次读到的字符数

textarea.setText("");

while((len = in.read(buffer)) != -1) {

String s = new String(buffer, 0, len);

textarea.append(s); //读到的字符串添加到文本域

}

this.setTitle("FileViewer: " + filename); // 设置窗体标题 textarea.setCaretPosition(0); //将光标定到文本域的开头 }

catch (IOException e) {

textarea.setText(e.getClass().getName() + ": " +

e.getMessage());

this.setTitle("FileViewer: " + filename + ": I/O

Exception");

}

// 任何情况下均要记住关闭流

finally { try { if (in!=null) in.close(); } catch (IOException

e) {} }

}

public void actionPerformed(ActionEvent e) {

String cmd = e.getActionCommand();

if (cmd.equals("open")) {

FileDialog f = new FileDialog(this, "Open File",

FileDialog.LOAD);

f.setDirectory(directory); //设置文件打开对话框的默认目录

f.show();

directory = f.getDirectory(); // 记住新的默认目录

setFile(directory, f.getFile()); // 装载显示文件

f.dispose(); // 得到文件后自动关闭对话框

}

}

public static void main(String[] args) throws IOException {

Frame f = new FileViewer((args.length == 1)?args[0]:null);

f.addWindowListener(new WindowAdapter() {

public void windowClosed(WindowEvent e) { System.exit(0); } });

f.setVisible(true);

}

}

注：本样例演示File对象的使用以及读取文本文件数据的方法。

【编程技巧】

(1) 如何利用File对象处理文件的目录和文件名，系统的当前目录如何得到；

(2) 创建一个字符数组用于存放从文件读到的字符，利用FileReader的read方法可从文件读数据填入字符数组，无数据可读时返回-1，利用它作为循环控制标记；

(3) FileViewer构造方法的多态性编写，从而适应各种应用情形；

(4) FileDialog的使用，文件默认目录路径的设置和获取新默认路径的办法，新默认路径由对话框选择的路径决定。

上机练习

基本题

1）编写一个程序将多个文件的内容合并为一个文件,被合并的文件的文件名由命令行参数输入。例如: java merge x1.txt x2.txt x3.txt x4.txt

2）从一个文本文件中读入30个学生的姓名和成绩,计算所有学生的最高分、最低分、平均分，将情况写入另一个文本文件中。

3)将以下程序补充完整,调试分析

import java.io.*;

public class Java_1 {

public static void main(String[] args) {

char[] charArray = {'a','b','c','d','e','f','g','h','i'};

char c ;

try{

//*********Found**********

DataOutputStream out = new ______________________(

new FileOutputStream("test.dat"));

for(int i =0; i

out.writeChar(charArray[i]);

}

out.close();

DataInputStream in = new DataInputStream(

//*********Found**********

new FileInputStream("____________________"));

while(in.available() != 0){

c=in.readChar();

System.out.print(c+" ");

}

System.out.println();

//*********Found**********

in.____________________();

}catch(IOException e){}

}

}

提高题

1）编写一个程序从一个文本文件中读入数据,统计其中不含重复的单词个数,并按单词出现频度有高到低输出。

2）编写应用程序实现图形的存储管理.

?能实现直线和圆的绘制;

?将绘制的图形以对象形式写入到文件中;

?载入文件时能将图形绘制和修改,继续保存到文件中。

3）利用随机文件存储人员电话号码，编程支持如下功能：查询某人的电话号码；增加、删除人员；修改人员电话号码。

思考题

1）以下哪个是RandomAccessFile文件的构造方法:

A．RandomAccessFile("data", "r");

B．RandomAccessFile("r", "data");

C．RandomAccessFile("data", "read");

D．RandomAccessFile("read", "data");

2）设有如下代码：

import java.io.*;

public class Th{

public static void main(String argv[]){

Th t = new Th();

t.amethod();

}

public void amethod(){

try{

ioCall();

}catch(IOException ioe){}

}

}

以下哪个最有可能是ioCall方法的方法体？

A． public void ioCall () throws IOException{

DataInputStream din = new DataInputStream(System.in);

din.readChar();

}

B． public void ioCall () throw IOException{

DataInputStream din = new DataInputStream(System.in);

din.readChar();

}

C． public void ioCall (){

DataInputStream din = new DataInputStream(System.in);

din.readChar();

}

D． public void ioCall throws IOException(){

DataInputStream din = new DataInputStream(System.in);

din.readChar();

}

3）当前目录不存在名为Hello.txt的文件，执行下面代码的输出结果为？

import java.io.*;

public class Mine{

public static void main(String argv[]){

Mine m=new Mine( );

System.out.println(m.amethod());

}

public int amethod(){

try{

FileInputStream file=new FileInputStream("Hello.txt");

}

catch(FileNotFoundException e){

System.out.print("No such file found");

return -1;

}

catch(IOException e){

System.out.print("Doing finally");

}

return 0;

}

}

A. No such file found

B. No such file found-1

C. No such file foundDoing finally-1

D. 0

4）使用哪个类可创建目录？

A． File B． DataOutput C． Directory

D． FileDescriptor E. FileOutputStream

5）假设raf是一个随机访问文件，以下语句的编译和运行结果为？

raf.seek( raf.length() );

A．代码不能编译.

B．会出现IOException

C．文件指针将定位到文件的最后一个字符之前

D．文件指针将定位到文件的最后一个字符

6）以下哪些是FileOutputStream 构造方法的合法形式？

A． FileOutputStream( FileDescriptor fd )

B． FileOutputStream( String n, boolean a )

C． FileOutputStream( boolean a )

D． FileOutputStream()

E． FileOutputStream( File f )

7）以下哪个能编译通过?

A．File f = new File("/","autoexec.bat");

B. DataInputStream d = new DataInputStream(System.in);

C. OutputStreamWriter o = new OutputStreamWriter(System.out);

D. RandomAccessFile r = new RandomAccessFile("OutFile");

8）以下程序的调试结果为：

import java.io.*;

class Base{

public void amethod()throws FileNotFoundException{}

}

public class ExcepDemo extends Base{

public static void main(String argv[]){

ExcepDemo e = new ExcepDemo();

}

public void amethod(){}

protected ExcepDemo(){

try{

DataInputStream din = new DataInputStream(System.in);

System.out.println("Pausing");

din.readByte();

System.out.println("Continuing");

this.amethod();

}catch(IOException ioe) { }

}

}

A. 由于构造方法为protected导致编译出错

B. 由于amethod方法未声明异常导致编译出错

C. 由于amethod方法未声明异常导致运行错误

D. 输出显示 "Pausing"，击键后显示"Continuing"