Java網路程式教材研發

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耳惠
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1 壹課程說明單元名稱單元摘要設計者學習目標課綱範圍教學節數先備知識評量方法以翻轉教室的教學方法進行程式設計課程 -Java 程式檔案 I/O 1. 檔案 I/O 對開發程式的重要性 2. 認識 Java 檔案處理相關類別 3. 實作 Java 檔案處理程式碼第五組 1. 認識 Java 檔案類別的繼承關係 2. 了解資料流與檔案存取的應用電腦與問題解決 2 節 1. 對程式設計語言具有基礎概念 2. 熟悉資訊科技概論課程電腦與問題解決單元內容課堂觀察與口頭問答上機實作分享方式傳統上課方式, 都是老師上課不斷講述課本的內容, 學生坐在教室不斷的做筆記, 專心聽講, 學生沒有太多發言的機會, 表達自己的看法, 老師除了事後以考試了解學習成果外, 可能沒有其他方式可以積極評量教學內容, 但是這樣的學習方式, 學生的學習處於被動, 在教室聽老師講, 回家寫作業, 複習老師所教, 而老師其實對學生所繳交的作業, 到底是不是自己做, 或是抄同學的, 有時是不易判斷的教學概念說明因此近幾年一些大學逐漸流行翻轉教室的教學方法, 首先老師要課前錄影, 由同學在課前上網上課, 學生必須仔細看老師的教學影片, 去準備功課, 等真正到教室上課時, 老師可以提出課本進度與內容的問題, 問班上學生, 學生如果沒有看影片, 就不會回答老師上課所講的問題, 而對於傳統上老師那一個部份沒講清楚或學生聽不懂的地方, 老師有時候自己也許不知道, 採用翻轉教室教學方式, 如果學生課前預習, 不懂的就在上課時直接提出來問, 老師會很容易知道學生學習的問題在那裏, 而老師要求學生在家預習的方式, 等教室上課時, 當著老師的面, 給學生做習題或作業, 學生就比較不會有抄襲的情形發生這種教學方式的改變, 讓學生的學習方式改變, 教室上課前學生必須如同以往教室上課的方式, 先聆聽觀賞老師的教學影片, 並且努力學好學懂老師所教的課程內容, 這樣教室上課時, 才能應付老師的詢問或與同學討論, 但老師切記, 在教室課程結束後, 將當週的影片下架, 以免學生有恃無恐, 不來上課或只看教學影片而不參與教室上課的活動, 當然老師的評量方式, 也要更多元, 從上課討論, 作業演練多方面來評量學生而對於授課節數不太夠的科目, 老師以後更不用趕課了, 在教學影片製作時, 老師可以很從容地很盡情地傳授課程, 時間已經不再是問題, 也就是老

2 師不用再趕課了在資訊領域的課程中, 程式設計課程, 很多老師都有過類似的經驗, 上課時不斷趕課, 講理論講程式語法, 如果沒讓學生上機實作, 學生大概很難上手, 老師課後出作業, 常發現同學寫程式的方式彼此語法太類似, 但又沒有太多時間, 去管學生到底是不是抄襲同學或網路, 因此常成為程式設計的課程中, 很困擾老師的地方以翻轉教室的教學方法, 學生上課前就必須把傳統上老師教學的內容, 先行看完, 老師有足夠的時間在影片中, 慢慢講解說明, 教室上課時, 老師就可專心為同學解答問題, 給學生充份的時間提問上機寫作業, 學生確實可以把原來教學現場要學的, 更努力去學, 而且教室上課時間, 變成以學生為主的學習方式針對以上翻轉教室的教學優點, 本教材亦朝此方向設計參考資源參考書籍 1. 洪維恩,Java7 教學手冊第 5 版 ( 民國 103 年 ), 旗標資訊 2. 位元文化,Java2 入門進階 ( 民國 97 年 ), 文魁資訊網站資源 1. 學思達教學法演講 2014 翻轉教室工作坊張輝誠老師, 2. 翻轉教室與 MOOCs 演講國立臺灣大學葉丙成教授,

貳教學活動計畫 ( 課前預錄教學影片 ) 教學活動名稱 : 一檔案 I/O 對開發程式的重要性 (10 分鐘 ) 時間 :50 分鐘二認識 Java 檔案處理相關類別 (10 分鐘 ) 三實作 Java 檔案處理程式碼 (30 分鐘 ) 教學活動說明 : 檔案 I/O 對開發程式的重要性檔案 I/O 設計在開發程式中具有舉足輕重的地位, 藉由檔案的輸入與輸出,

3 貳教學活動計畫 ( 課前預錄教學影片 ) 教學活動名稱 : 一檔案 I/O 對開發程式的重要性 (10 分鐘 ) 時間 :50 分鐘二認識 Java 檔案處理相關類別 (10 分鐘 ) 三實作 Java 檔案處理程式碼 (30 分鐘 ) 教學活動說明 : 檔案 I/O 對開發程式的重要性檔案 I/O 設計在開發程式中具有舉足輕重的地位, 藉由檔案的輸入與輸出, 我們可以把程式執行過程中需要讀出或寫入的功能實作出來, 真正設計系統時, 檔案更是存放變數與資料的重要媒介, 因此了解程式設計中檔案存取的實作, 有其必要性與重要性認識 Java 檔案處理相關類別在電腦中對檔案的處理, 主要有讀取寫入儲存等動作, 我們可以把資料的流動, 當成如水流般流動, 資料的流動代表資料在程式間的移動與存取等動作資料流是指程式間所有資料流動路徑, 談到資料流動的路徑, 包括從資料的起點到資料的終點舉例來說 : 將資料寫入檔案, 檔案是資料的終點, 而資料的起點自然是程式本身資料流的資料是由字元 (characters) 與位元 (bits) 所組成的, 具體說來, 資料流是資料從某個地方流到某個地方, 資料流動的路徑就可稱為資料流資料流就讀寫方式與性質分為兩類 : 一依資料輸出入區分 : 來源讀取 InputStream 或 Reader 與目標寫入 OutputStream 或 Writer 兩類二依資料內容的組成區分 : 位元組資料流 InputStream OutputStream, 字元組資料流 Writer Reader Java 透過 Java.io 類別庫, 提供處理檔案相關的資料流, 透過這些類別可以處理資料流的輸入輸出,Reader Writer 用來處理字元組資料流, 一般對象為純文字檔 ; 而 InputString OutputString 用來處理位元資料流, 對象為二進位檔或純文字檔, 圖一為常見檔案處理類別的繼承關係圖圖一檔案處理相關類別繼承關係圖 Buffer 緩衝區可做為程式與資料間的中介地帶, 以緩衝區來做為檔案處理存取的方式, 不論儲存或取用都會先將資料放到緩衝區, 不會直接存到儲存媒體如磁碟, 避免不斷地對磁碟做讀取的動作, 因為記憶體存取的效率優於磁碟, 可藉此增進效率不過使用緩衝區設計由於佔用記憶體區塊, 如果系統當機或未正常結束程式, 資料可能因此而消失不見緩衝區 Buffer 的設計, 是讓電腦把最近輸出入的資料, 暫時存放在記憶體中, 使程式能快

速存取到所要的資料, 而不需每次都到輔助記憶體如磁碟中存取 Java 程式緩衝區資料檔說明一 : 程式將資料寫入緩衝區說明二 : 程式從緩衝區讀出資料圖二使用緩衝區於檔案資料存取說明三 : 若程式將使用的檔案關閉或者緩衝區資料已滿, 資料將從緩衝區存入磁碟中說明四 : 程式讀取磁碟資料時, 會將資料先放到緩衝區實作 Java 檔案處理程式碼範例程式 1:FileRead.

4 速存取到所要的資料, 而不需每次都到輔助記憶體如磁碟中存取 Java 程式緩衝區資料檔說明一 : 程式將資料寫入緩衝區說明二 : 程式從緩衝區讀出資料圖二使用緩衝區於檔案資料存取說明三 : 若程式將使用的檔案關閉或者緩衝區資料已滿, 資料將從緩衝區存入磁碟中說明四 : 程式讀取磁碟資料時, 會將資料先放到緩衝區實作 Java 檔案處理程式碼範例程式 1:FileRead.java 程式範例 1, 實作如何透過輸入資料流讀取檔案, 首先讀出文件資料檔, 於螢幕上輸出所讀到的字串, 在處理的過程中使用 Buffer 暫存區暫存自文字檔所讀出的資料對於輸出入為中文字時, 需將位元組資料轉成字元資料流, 才能正確的顯示與儲存, 範例程式 FileRead.java 中檔案讀取的方式, 如圖三所示 FileReader 類別繼承自 InputStreamReader 類別,InputStreamReader 類別繼承自 Reader 類別, 因此 FileReader 類別物件可以使用 Reader 與 InputStreamReader 類別提供的成員函數功能 BufferedReader 類別的物件, 可以存取緩衝區的字元資料, 繼承自 Reader 類別, 可以使用父類別所提供的成員變數與函數,BufferedReader 如要將文字檔資料存到緩衝區, 必須先建立 FileReader 類別的物件, 以此類別物件當作 BufferedReader 建構函數的參數, 才能從檔案把資料存到暫存區範例程式說明 : 一程式中透過字元資料流類別 FileReader 讀取檔案的資料二建立 BufferedReader 類別之物件, 將檔案類別 FileReader 讀出的資料, 先存至緩衝區三透過 BufferedReader 類別的 readline() 方法, 逐行讀取資料, 顯示於螢幕之上, 並儲存到字串變數, 重覆此動作直讀到 Null 為止四 try catch 為例外處理, 捕捉錯誤的機制

建立連線步驟 1: 程式中透過字元資料流類別 FileReader 讀取檔案的資料圖三使用緩衝區於檔案資料存取建立連線步驟 2: 建立 BufferedReader 類別之物件, 將從檔案讀出的資料, 先存至緩衝區讀取資料步驟 : 讀取資料時, 透過 BufferedReader 類別的 readline() 方法.

*; public class FileRead public static void main(string args[]) try // 將檔案內容讀出, 並存至由 BufferedReader 類別所建立之物件 data_buffer 中 BufferedReader data_buffer = new BufferedReader(new FileReader("test.

5 建立連線步驟 1: 程式中透過字元資料流類別 FileReader 讀取檔案的資料圖三使用緩衝區於檔案資料存取建立連線步驟 2: 建立 BufferedReader 類別之物件, 將從檔案讀出的資料, 先存至緩衝區讀取資料步驟 : 讀取資料時, 透過 BufferedReader 類別的 readline() 方法. 逐行讀取資料, 並儲存到字串變數與輸出到螢幕, 一直讀到 Null 為止 // 範例程式 1:FileRead.java, 說明 Java 檔案 IO 之功能 import java.io.*; public class FileRead public static void main(string args[]) try // 將檔案內容讀出, 並存至由 BufferedReader 類別所建立之物件 data_buffer 中 BufferedReader data_buffer = new BufferedReader(new FileReader("test.txt")); String temp_string; // 存放從 data_buffer 讀出之字串 //readline() 為 BufferedReader 的成員函數, 一次可讀取一行 // 從物件 data_buffer 逐行讀取資料, 直到讀至 null 後, 停止讀取 while((temp_string=data_buffer.readline())!= null) // 輸出自緩衝區讀取到的資料 System.out.println(" 自檔案讀取到的字串 ->"+ temp_string); System.out.println(); data_buffer.close(); // 關閉緩衝區, 清掉資料 // 例外處理 catch(ioexception e) System.err.println(" 檔案開啟錯誤 "); finally System.out.println("Java 例外處理,finally 區塊 "); 國立善化高中輸入資料檔 test.txt 程式執行結果

6 範例程式 2:BufWriteToFile.java 建立連線步驟一 : 程式中透過字元資料流類別 FileWriter 建立寫入檔案的類別物件圖四使用緩衝區於檔案資料寫入建立連線步驟二 : 建立 BufferedWriter 類別之物件, 將從緩衝區讀出的資料, 準備寫入至類別 FileWriter 寫入資料步驟 : 寫入資料時, 透過 BufferedWriter 類別的 write() 方法. 逐行寫入資料到文件檔案中在 buf_writer 物件中呼叫函數, 有可能出現 IOException 的例外, 所以在 main() 後加上 IOException, 讓系統處理這個例外, 當檔案輸出入出現問題, 就會執行 IOException 程式敍述 FileWriter 類別繼承自 OutputStreamWriter 類別,OutputStreamWriter 類別繼承自 Writer 類別, 因此 FileWriter 類別物件可以使用 Writer 與 OutputStreamWriter 類別繼承的功能 FileWriter 類別可來將字元型態的資料寫入檔案, 範例中透過建構函式建立 FileWriter 類別之物件, 再透過 BufferedWriter 建立 buf_writer 類別物件,BufferedWriter 物件繼承 Writer 類別可以使用成員函數 write(), 將資料寫入檔案中, 其他成員函數功能, 參考範例程式 2 註解在檔案中, 透過 write 方法輸出翻轉教學!, 之後跳行, 再印 Java 檔案 IO 範例, 完成後, 緩衝區強迫把資料寫入磁碟, 並關閉緩衝區, 寫入緩衝區的資料會 flush 至檔案 // 範例程式 2:BufWriteToFile.java, 說明 Java 檔案 IO 之功能 import java.io.*; class BufWriteToFile public static void main(string args[]) throws IOException BufferedWriter buf_writer = new BufferedWriter(new FileWriter("test.txt")); // 建立緩衝區物件 buf_writer, 使用緩衝區輸出資料至 test.txt 檔翻轉教學! Java 檔案 IO 範例 buf_writer.write(" 翻轉教學!"); buf_writer.newline(); // 跳行 buf_writer.write("java 檔案 IO 範例 "); buf_writer.flush(); // 將緩衝區的資料寫入磁碟中 buf_writer.close(); // 關閉緩衝區 System.out.println(" 寫入檔案完成 "); 輸出資料檔 test.txt 程式執行結果

7 參教學活動計畫 ( 教室面授上課 ) 教學活動名稱 : 一請學生於課前運用老師預錄之上課內容, 詳細預習二上課時提供問題給學生分組討論與回答時間 :50 分鐘一教師針對教學預錄影片的內容, 詢問學生二教師對學生提出下列問題, 並請學生做成書面報告 1. 請同學陳述一下, 何謂資料流? 2. 請同學以圖示表示,Java 檔案類別的繼承關係 3. 請同學使用範例程式, 在檔案中寫入 Hello Java Program! 4.InputStream 與 Reader 同樣處理輸入資料流, 但兩種類別有何差別? 5.BufferedWriter 類別那一個成員函數, 可在檔案中進行換行 6. 說明檔案處理, 緩衝區扮演的角色是什麼? 7. 同學以類別與資料流的觀點解釋範例程式 3? // 範例程式 3:Buf_Read_From_File.java, 說明 Java 檔案 IO 之功能 import java.io.*; class Buf_Read_From_File public static void main(string args[]) throws IOException BufferedReader buf_reader = new BufferedReader(new FileReader("test.txt")); // 建立 BufferedReader 物件, 運用緩衝區讀取 test.txt 檔的內容 String buf_line; while((buf_line=buf_reader.readline())!= null) // 讀取資料, 並判斷是否為 null System.out.println(buf_line); // 輸出資料 buf_reader.close(); 範例程式 3 參考說明, 餘者請參閱 - 貳教學活動計畫 FileReader 類別可用來讀取文字檔, 使用時必須先呼叫 FileReader() 建構函式, 來建立 FileReader 類別物件, 再以 FileReader 類別物件為參數, 呼叫 BufferedReader 的建構函數, 建立 BufferedReader 物件來處理讀取字串的資料流物件程式敍述中,while 迴圈不斷從緩衝區讀出資料, 直到讀到 null 為止, 每次讀到的字串, 會設定給 buf_line 字串變數, 並輸出到螢幕

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Microsoft Word - 投影片ch14 Java2 JDK5.0 教學手冊第三版洪維恩編著博碩文化出版書號 pg20210 第十四章檔案處理本章學習目標認識串流學習檔案的開啟與關閉學習如何處理文字檔學習如何處理二進位檔檔案處理 14-2 14.1 關於串流串流可分為輸入串流 (input stream) 與輸出串流 (output stream) 兩種下圖說明了串流如何做為檔案處理的橋樑 : stream 資料 input stream