《计算概论》课程第十九讲 C 程序设计语言应用

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端但蒙
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1 Java 高级技术课程 Java 语言的高级特性李戈北京大学信息科学技术学院软件研究所 2009 年 4 月 11 日

2 输入 / 输出流输入 / 输出流为输入 / 输出数据,Java 程序与数据的发送者或接收者要建立一个数据通道, 这个通道被抽象为流 (stream); Java 语言本身不包含输入 / 输出语句, 而是通过 Java API 提供的程序包 java.io 完成的 ; 输入 / 输出流的作用使输入 / 输出的源和目标相分离输出时只管将数据写入输出流, 而不管数据到底写入到了哪个文件设备或程序 ; 输入时只管从输入流读取数据, 不管到底是从哪个文件设备或程序读取数据 ; 输入 / 输出流负责关联到具体的文件设备或程序

3 输入 / 输出流的操作输入 / 输出流的操作程序对各种流的处理基本相同 : 打开流读取写入关闭流 ; 程序可以用统一的形式处理输入 / 输出, 使得输入输出的编程变得非常简单和方便文件缓冲由于输入 / 输出外部设备的速度远低于计算机处理数据的速度, 所以文件系统一般都支持缓冲 (buffer) 机制对于输出设备, 程序输出的数据首先存放到一个开设在内存的缓冲区中, 缓冲区中的数据装满后再整批送往外部设备

4 流系统概述文件流过滤器流对象流管道流连接流内容提要

5 Java 流系统概述 Java API 提供了两套流类来处理输入 / 输出 : 面向字节 (byte-oriented) 的流, 以 8 位字节为单位处理输入输出数据可处理任何格式的数据, 但具体的格式由程序自己负责解释面向字符 (char-oriented) 且基于 Unicode 编码的流以 16 位的字符为处理单位, 将输入 / 输出的数据解释为基于 Unicode 编码的字符, 可用于处理文本每套流类中都包括 : 输入流类输出流类基本流类过滤器流类

6 Java 的输入输出流面向字节的输入流类面向字节的输出流类面向字符的输入流类面向字符的输出流类

7 面向字节的输入流类面向字节的输入流类都是类 InputStream 的后代类调用构造方法创建对象实例时会将流关联到输入源 ; abstract int read() throws IOException 从流关联的输入源读入一个字节的数据 ; int read(byte[ ] buffer) throws IOException 从流关联的输入源试图读入 buffer.length 个字节的数据放到 buffer, 直到遇上流的结尾或者发生其他问题 ; int read(byte[ ] buffer, int offset, int length) throws IOException 从流关联的输入源试图读入 length 个字节的数据放到 buffer[offset] 至 buffer[offset+length-1], 直到遇上流的结尾或者发生其他问题 ; void close() throws IOException 关闭流, 释放与流关联的输入源

8 ByteArrayInputStream 以程序中的一个字节数组作为输入源 FileInputStream 以文件作为输入源用于完成文件中数据的输入操作 PipedInputStream 与另一输出管道相连, 读取写入到该输出管道的数据 ObjectInputStream 与另一输入流关联以方便从该输入流读取序列化对象 SequenceInputStream 用于顺序连接多个输入流, 使多个输入流用作一个输入流 FilterInputStream 用于装饰另一个输入流以提供对输入数据附加的处理功能该类是所有输入过滤器流的祖先类 ;

9 面向字节输入流类的继承层次

10 面向字节的输出流类面向字节的输出流类都是类 OutputStream 的后代类 abstract void write(int bytedata) throws IOException 写一个字节的数据到流关联的输出目标 ; void write(byte[ ] buffer) throws IOException 将字节数组 buffer 中的 buffer.length 个字节数据写入到关联到的输出目标 ; void write(byte[ ] buffer, int offset, int length) throws IOException 将字节数组的 buffer[offset] 至 buffer[offset+length-1] 的 length 个字节数据写入到流关联的输出目标 ; void flush( ) throws IOException 刷新流内部的缓冲区, 以强制将数据真正写入到输出目标 void close() throws IOException 关闭流, 释放与流关联的输出目标

11 ByteArrayOutputStream 以一个字节数组作为输出目标 FileOutputStream 以文件作为输出源用于完成向文件输出数据 PipedOutputStream 与另一输入管道相连, 将输出写入到该输入管道 ObjectOutputStream 与另一输出流关联以将对象序列化并写入到该输出流 FilterOutputStream 不与具体的输出目标相关联, 而用于装饰另一个输出流以提供对输出数据附加的处理功能该类是所有输出过滤器流的祖先类

12 面向字节输出流类的继承层次

13 面向字符的输入流类面向字符的输入流类都是类 Reader 的后代类调用构造方法创建对象实例时会将流关联到输入源 abstract int read() throws IOException 从流关联的输入源读入一个字符的数据 ; int read(char[] buffer) throws IOException 从流关联的输入源读入 buffer.length 个字符的数据放到 buffer, 直到遇上流的结尾或者发生其他问题 ; int read(char[] buffer, int offset, int length) throws IOException 从流关联的输入源读入 length 个字符的数据放到 buffer[offset] 至 buffer[offset+length-1], 直到遇上流的结尾或者发生其他问题 ; void close() throws IOException 关闭流, 释放与流关联的输入源

14 CharArrayReader 以程序中的一个字符数组作为输入源通常用于对字符数组中的数据进行转换 BufferedReader 为所装饰的输入流提供缓冲区的功能, 以提高输入数据的效率 LineNumberReader 为所装饰的输入流提供计算并附加行号的功能, 通常所装饰的输入流应该关联到文本文件 InputStreamReader 将面向字节的输入流按照某种指定的字符编码集 ( 缺省是 Unicode 编码 ) 将字节编码成字符再提供输入功能, 从而将面向字节的输入流转换为面向字符的流 FileReader 以文件作为输入源用于完成缺省编码集字符的文本文件的输入操作 PipedReader 与另一输出管道相连, 读取写入到该输出管道的以字符为基本单位的数据 StringReader 以程序中的一字符串作为输入源通常用于对字符串中的数据进行转换 FilterReader 用于装饰另一个输入流以提供对输入数据附加的处理功能 PushbackReader 为所装饰的输入流提供回压数据的功能

15 面向字符输入流类的继承层次

16 面向字符的输出流类面向字符的输出流类都是类 Writer 的后代类 abstract void write(int bytedata) throws IOException 写一个字符的数据到流关联的输出目标 ; void write(char[] buffer) throws IOException 将字符数组 buffer 中的 buffer.length 个字符数据写入到流关联的输出目标 ; void write(char[] buffer, int offset, int length) throws IOException 将字符数组的 buffer[offset] 至 buffer[offset+length-1] 的 length 个字符数据写入到流关联的输出目标 ; void flush() throws IOException 刷新流内部的缓冲区, 以强制将数据真正写入到输出目标 ; void close() throws IOException 关闭流, 释放与流关联的输出目标 ;

17 CharArrayWriter 将一字符数组作为输出目标, 可用于对字符数组中的数据进行转换 BufferedWriter 为所装饰的输出流提供缓冲区的功能, 以提高输出数据的效率 OutputStreamWriter FileWriter 将面向字节的输入流按照某种指定的字符编码集 ( 缺省是 Unicode 编码 ) 将字节编码成字符再提供输出功能, 从而将面向字节的输出流转换为面向字符的流以文件作为输出源用于完成缺省编码集字符的文本文件的输出操作 PipedWriter 与另一输入管道相连, 写入数据到该输如管道的以字符为基本单位的数据 StringWriter 将一字符串作为输出目标, 可用于对字符数组中的数据进行转换 FilterWriter PrintWriter 用于装饰另一个输出流以提供对输出数据附加的处理功能为所装饰的输入流提供打印各种数据的能力, 这种打印通常是在屏幕或打印机上输出与类 PrintStream 完成的功能只有细微的差别

18 面向字符输出流类的继承层次

19 举例 System.out.print(" 请输入数字 :"); // 提示用户如何正确输入 try { // 读入用户输入的一行数据 ( 作为字符串处理 ) BufferedReader input = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)); String line = input.readline(); // 将字符串转换为所需类型的数据 int val1 = Integer.valueOf(line).intValue(); float val2 = Float.valueOf(line).floatValue(); double val3 = Double.valueOf(line).doubleValue(); catch (java.io.ioexception exc) { System.out.println(" 输入过程发生错误!"); return; catch (java.lang.numberformatexception exc) { System.out.println(" 用户输入数据的格式不正确!"); return;

20 System 举例说明 Java API 定义的类, 封装了许多与运行环境有关的对象和方法 ; 流对象 in out 和 err 由类 System 声明并初始化 ; in 为 InputStream 类型的公有静态常量 ; 关联到标准的输入设备 ( 通常是键盘 ) out 和 err 为 PrintStream 类型的公有静态常量 ; out 关联到标准的输出设备 ( 通常是显示器 ) err 关联到标准的错误输出设备 ( 通常也是显示器 )

21 流系统概述文件流过滤器流对象流管道流连接流内容提要

22 文件流 Java 程序如何操纵文件及文件中的数据如何利用类 File 操纵文件及文件目录? 如何顺序读写文件中的数据? 如何读写文本文件? 如何读写二进制文件? 如何随机读写文件中的数据? 类 File 不属于 Java 流系统, 但是利用文件流进行文件操作的辅助类 ; 可用来操纵文件及文件目录, 包括删除重命名文件或目录, 列出文件的属性, 创建子目录, 列出目录下的文件等 ;

23 列出当前目录下的文件名 import java.io.*; public class ListDirectory { private static class SimpleFilter implements FilenameFilter { String pattern; SimpleFilter( String pattern ) { this.pattern = pattern; public boolean accept( File dirname, String filename ) { return ( filename.indexof(pattern) >= 0 ); public static void main(string[ ] args) { String[ ] list; File path = new File("."); if (args.length > 0) list = path.list( new SimpleFilter(args[0]) ); else list = path.list( ); for (int i = 0; i < list.length; i++) System.out.println( list[i] ); System.out.println( "Total " + list.length + " file(s)"); 列出所有名字包含 args[0] 的文件名

24 举例说明 public String[ ] list(filenamefilter filter) 返回一个字符串数组, 这些字符串指定此抽象路径名表示的目录中满足指定过滤器的文件和目录除了返回数组中的字符串必须满足过滤器外, 此方法的行为与 list( ) 方法相同如果给定 filter 为 null, 则接受所有名称否则, 当且仅当在此抽象路径名及其表示的目录中的文件名或目录名上调用过滤器的 FilenameFilter.accept(java.io.File, java.lang.string) 方法返回 true 时, 该名称才满足过滤器

25 举例说明 public String[] list(filenamefilter filter) 当确定其中的文件 filename 是否可列出时, list( ) 方法调用接口 FilenameFilter 的方法 accept(dirname, filename), 此方法返回 true 表示可列出, 返回 false 表示不可列出回调机制 list() 方法回调程序员实现接口 FilenameFilter 的方法 accept() 来控制列出的文件

26 回调机制 public String[] list(filenamefilter filter) { String names[] = list(); if ((names == null) (filter == null)) { return names; ArrayList v = new ArrayList(); for (int i = 0 ; i < names.length ; i++) { if (filter.accept(this, names[i])) { v.add(names[i]); return (String[])(v.toArray(new String[v.size()]));

27 import java.io.*; 文件操作 (1) public class FileManipulator { public static void main(string[] args) { // 列出由 args[1] 指定的文件 ( 或目录 ) 的各种属性 File file = new File(args[1]); if (file.exists()) { System.out.println(" 全名 : " + file.getabsolutepath()); System.out.println(" 可读 : " + file.canread()); System.out.println(" 可写 : " + file.canwrite()); System.out.println(" 文件名 : " + file.getname()); System.out.println(" 含有的父目录名 : " + file.getparent()); System.out.println(" 目录名 : " + file.getpath()); System.out.println(" 文件长度 : " + file.length()); System.out.println(" 最后修改时间 : " + file.lastmodified()); System.out.println( (file.isfile()? " 文件 " : (file.isdirectory()? " 目录 " : " 未知 "))); else System.out.println(" 文件或目录 " + args[1] + " 不存在.");

28 文件操作 (2) import java.io.*; public class FileManipulator { public static void main(string[] args) { if (args[0].touppercase().equals("rename")) { File oldfile = new File(args[1]); File newfile = new File(args[2]); oldfile.renameto(newfile); else if (args[0].touppercase().equals("delete")) { File file = new File(args[1]); if (file.exists()) file.delete(); else if (args[0].touppercase().equals("mkdir")) { (new File(args[1])).mkdirs();

29 文件内容的顺序读写 // 使用面向字节的文件流拷贝二进制文件 public static void copybinaryfile(string src, String dest) throws IOException { File infile = new File(src); FileInputStream in = new FileInputStream(inFile); File outfile = new File(dest); FileOutputStream out = new FileOutputStream(outFile); int ch; while ((ch = in.read())!= -1) out.write(ch); in.close(); out.close();

30 文件内容的顺序读写 // 使用面向字符的文件流拷贝文本文件 public static void copytextfile(string src, String dest) throws IOException { File infile = new File(src); FileReader in = new FileReader(inFile); File outfile = new File(dest); FileWriter out = new FileWriter(outFile); int ch; while ((ch = in.read())!= -1) out.write(ch); in.close(); out.close();

31 文件内容的随机读写类 RandomAccessFile 支持文件随机读写不属于 Java API 的流系统, 直接是根 Object 的子类, 类 RandomAccessFile 设置了文件指针, 该指针以字节为单位, 通过从文件开头开始计算的偏移量来指明当前读写的位置 ; 提供移动文件指针的方法 seek(long pos), 其中 pos 是移动后文件指针的位置 ; 移动文件指针到该位置之后, 调用读写方法就可以从该位置起读写数据, 读写方法在读写一定字节数的数据后会将文件指针自动移动到读写数据之后的位置提供了方法 getfilepointer() 以获取文件指针的当前位置

32 文件内容的随机读写 import java.io.*; public class Salary { public static void main(string [] args) throws IOException { RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile("salary.dat", "rw"); System.out.println("File length = " + raf.length()); raf.writeutf(" 张三 "); raf.writedouble(2950.5); // 保存写入第二个员工的工资数据时的起始文件位置 long pos = raf.getfilepointer(); raf.writeutf(" 李四 "); raf.writedouble(2718.0); // 将文件指针移到第二员工工资数据的起始位置 raf.seek(pos); // 读取第二个员工的工资数据 String name = raf.readutf(); double salary = raf.readdouble(); System.out.println(" 姓名 :" + name); System.out.println(" 工资 :" + salary); raf.close();

33 流系统概述文件流过滤器流对象流管道流连接流内容提要

34 过滤器流当希望给某个对象添加一些功能继承机制是添加功能的一种有效途径, 但不够灵活将已有的组件嵌入另一个对象中, 由这个对象添加功能称这个嵌入的对象为装饰这个装饰与它所装饰的组件接口一致或满足 LSP 它将客户请求转发给该组件, 并且可能在转发前后执行一些额外的动作透明性使得你可以递归的嵌套多个装饰, 从而可以添加任意多的功能

35 过滤器流装饰模式 (decorator pattern) 是一种软件设计模式在某些时候我们需要动态地为一些特定的对象扩充功能, 需要提供一种有别于继承机制的手段来扩充已有对象的功能, 这就是所谓的装饰 (decorate), 或者称为包装 (wrapp) 装饰模式涉及两个对象 : 被装饰者 (decoratee), 它是需要扩充功能的对象 ; 装饰者 (decorator), 它包装被装饰者, 提供附加的功能 ; 装饰模式的实现在装饰者中存放一个被装饰者的对象, 装饰者提供的方法接口是被装饰者的方法接口的超集, 在调用装饰者的方法时, 它可能转发给被装饰者的方法, 也可能进行一些额外的处理之后再转发, 被装饰者可完成自己原有的功能

36 DECORATOR( 装饰 )

37 过滤器流过滤器流是装饰模式的典型应用所有过滤器流类的对象可充当装饰者, 其它流类对象可充当被装饰者, 被装饰的流对象称为过滤器流的基础流 (underlying stream) FileInputStream in1 = new FileInputStream("data.txt"); BufferedInputStream in2 = new BufferedInputStream(in1); LineNumberInputStream in3 = new LineNumberInputStream(in2); DataInputStream in4 = new DataInputStream(in3); String line; while ((line = in4.readline())!= null) { System.out.println(in3.getLineNumber() + ": " + line); in4.close();

38 面向字节输入流类的继承层次

39 数据转换流数据转换流包括输入流 DataInputStream 和输出流 DataOutputStream, 它们可分别装饰已有的输入流和输出流, 为其额外提供直接读写基本数据类型数据的能力 ; 这些新的方法的命名均类似 readint() 或 writeint(), 以 read 或 write 开头, 后接基本数据类型名 ( 首字母大写 ); 读写字符串的方法命名为 readutf() 和 writeutf(), 支持以 UTF 编码的字符串的读写

40 数据转换流 public class VoucherData { public static void main(string[] args) throws IOException { // 用数据转换流装饰文件输出流 DataOutputStream out = new DataOutputStream(new FileOutputStream("voucher.dat")); boolean[ ] flags = { true, true, false ; String[ ] accounts = { " 经营费用 ", " 管理费用 ", " 现金 " ; double[ ] amounts = { 1500, 240.5, ; for (int i = 0; i < accounts.length; i++) { // 数据转换流可直接写基本数据类型的数据到文件 out.writeboolean(flags[i]); out.writechar('\t'); out.writechars(accounts[i]); out.writechar('\t'); out.writedouble(amounts[i]); out.writechar('\n'); out.close();

41 public class VoucherData { public static void main(string[] args) throws IOException { // 用数据转换流装饰文件输入流 DataInputStream in = new DataInputStream(new FileInputStream("voucher.dat")); while (true) { try { System.out.print((in.readBoolean()? " 借 " : " 贷 ") + ":"); in.readchar(); // 跳过制表符 '\t' StringBuffer acc = new StringBuffer(20); char ch; // 读入会计科目名称, 一个个字符的读入, // 将其拼装成正确的中文名称 while ((ch = in.readchar())!= '\t') acc.append(ch); System.out.print(acc + " "); // in.readchar(); // 注意此处不再需要跳过制表符, 因为已经读出了该字符 System.out.println(in.readDouble() + " 元 "); in.readchar(); // 跳过换行符 catch (EOFException exc) { break; in.close();

42 保存的文件关于数据转换流数据转换流都是面向字节的流, 将基本数据类型的数据写入到文件之后, 文件中存放的是这些数据的二进制表示对于这种二进制文件的处理, 程序员必须确保读取数据的顺序与写入数据的顺序完全相同, 且每写入一种类型的数据之间都用制表符分割, 最后写入换行符 ; 在读取数据时, 也必须按顺序读取如 : 写入字符串可用方法 writechars(), 但没有相应的 readchars() 方法, 因为对于二进制文件无法自动判断字符串的结束, 只能由程序根据在字符串后写入的制表符来判断

43 带行号的输入流带行号的输入流很多环境中需要获取 / 利用文本文件的行信息, 带行号的的操作 ; 输入流提供了一组方法支持对行信息方法 setlinenumber(int num) 设置读入的当前行的行号方法 getlinenumber() 返回当前行的行号面向字节的流类 LineNumberInputStream 将单个字节当作文本字符处理, 因此无法处理汉字 ; 面向字符的流类 LineNumberReader 可以处理汉字 ; 不同的操作系统使用不同的特殊字符来分隔文本文件的文本行

44 import java.io.*; public class Display { public static void main(string[] args) throws IOException { if (args.length!= 1) { System.out.println(" 用法 :java Display textfilename"); return; // 使用面向字符的带行号输入流可正确显示汉字字符 LineNumberReader reader = new LineNumberReader(new FileReader(args[0])); // 而如果使用面向字节的带行号输入流则可能不能正确显示汉字字符 // LineNumberInputStream reader = new LineNumberInputStream( // new FileInputStream(args[0])); // DataInputStream in = new DataInputStream(reader); String line; while ((line = reader.readline())!= null) { System.out.print(reader.getLineNumber() + ": "); System.out.println(line); reader.close();

45 用户可以定义自己的过滤器流设计自己的过滤器流假定我们要编写一个电子词典程序, 该程序要求只能输入输出英文字母为此设计过滤器流类 WordsReader 和 WordsWriter 提供对输入输出数据是否是英文字母的检查功能 // 设计一个接口定制如何检查输入输出数据是否是单词 interface WordChecker { boolean isword(char ch); private static class Checker implements WordChecker { public boolean isword(char ch) { if ((ch >= 'A' && ch <= 'Z') (ch >= 'a' && ch <= 'z')) return true; // 默认的单词分隔符 if (ch == '\n' ch == '\t' ch == '\r' ch == ' ') return true; return false;

46 class WordsReader extends FilterReader { private WordChecker checker; public WordsReader(Reader in, WordChecker checker) { super(in); // 调用超类 FilterReader 的构造函数设置被包装的基础流 this.checker = checker; // 设置检查是否是单词的检查者 // 重定义超类的 read() 方法 public int read() throws IOException { class NotWordException extends IOException { public NotWordException(String msg) { super(msg); int ch = in.read(); // 将读数据请求转发给基础流 if (!checker.isword((char) ch)) // 检查读入的数据是否是英文字母 throw new NotWordException(" 读入的数据不是英文单词!"); return ch; // 重定义超类的 read(char[ ] buf, int off, int leng) 方法 public int read(char[ ] buf, int off, int len) throws IOException { int num = in.read(buf, off, len); // 将读数据请求转发给基础流 for (int i = 0; i < num; i++) { // 进行额外的检查, 检查读入的每个字符是否都是英文字母 if (!checker.isword(buf[off + i])) throw new NotWordException(" 读入的数据不是英文单词!"); return num;

47 class WordsWriter extends FilterWriter { private WordChecker checker; public WordsWriter(Writer out, WordChecker checker) { // 调用超类 FilterWriter 的构造函数设置被包装的基础流 super(out); this.checker = checker; // 重定义超类的 write() 方法 public void write(int ch) throws IOException { // 进行额外的检查, 检查读入的数据是否是英文字母 if (!checker.isword((char) ch)) throw new NotWordException(" 要写入的数据不是英文单词!"); out.write(ch); // 将写数据请求转发给基础流 // 重定义超类的 write(char[] buf, int off, int leng) 方法 public void write(char[] buf, int off, int len) throws IOException { // 要记得重定义超类的 write(string str, int off, int len) 方法 public void write(string str, int off, int len) throws IOException { // 重定义超类的 write(string str) 方法, 调用上述 write(string, int, int) 方法 public void write(string str) throws IOException { write(str, 0, str.length());

48 设计自己的过滤器流设计面向字符的过滤器流的关键在于 : 第一, 构造函数以基础流类的对象为参数, 以体现装饰模式的思想 ; 第二, 重定义类 FilterReader/FilterWriter ( 如果是设计面向字节的流则重定义类 FilterInputStream 和类 FilterOutputStream) 的 read() 和 write() 方法以提供附加的功能, 但要保证将真正的读写工作转发给基础流的 read() 和 write() 方法, 这种转发也体现了装饰模式的基本思想

49 流系统概述文件流过滤器流对象流管道流连接流内容提要

50 对象序列化对象序列化 (Object Serialization) 将对象转换成一个字节序列的过程对象反序列化 (Object Deserialization) 将一个字节序列恢复为对象的过程对象序列化的作用对象串行化使得内存中的对象可以保存到外存储器, 或者在网络上进行传输, 从而实现了对象的持久性对象的持久性指对象的生存期超过了创建它的程序的运行时间对象保存到外存储器后, 可以在另一个程序 ( 或线程 ) 读取和使用该对象 ; 在网络上传输后, 可以在另一机器上读取和使用该对象

51 对象序列化对象序列化建立对象图与字节流之间的映射关系, 将内存中的对象图映射到字节流内存中的对象图是指程序在运行时对象实例的组成及对象之间的引用关系一个对象引用是一个顶点, 它所引用的对象实例的每一个组成成分也都是一个顶点, 对象引用所代表的顶点到这些组成成分有有向边 Java 支持下的对象 ( 反 ) 序列化对象输入流 ObjectInputStream 和对象输出流 ObjectOutputStream 提供的 writeobject() 和 readobject() 方法可读写对象 ;

52 对象序列化示例将一个表示当前时间的日期对象写入到文件 date.dat import java.io.*; import java.util.date; public class WriteDate { public static void main(string[] args) throws IOException { Date currdate = new Date(); // 创建一个表示 ( 运行时 ) 当前时间的日期对象 ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("date.dat")); // 将对象串行化, 写入到文件 date.dat out.writeobject(currdate); out.writeobject(" 再写入一中文字符串!"); System.out.println(" 写对象 [" + currdate + "] 和中文字符串到文件 date.dat!");

53 对象序列化示例从文件 date.dat 读入一个表示时间的日期对象 import java.io.*; import java.util.date; public class ReadDate { public static void main(string[] args) throws IOException, ClassNotFoundException { ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(new FileInputStream("date.dat")); // 将对象反串行化, 从文件 date.dat 读取日期对象 ; Date olddate = (Date) in.readobject(); System.out.println(" 读取了日期对象 [" + olddate + "]!"); // 按顺序读入另一个对象, 即一个字符串 ; String str = (String) in.readobject(); System.out.println(" 又读取了字符串 [" + str + "]!");

54 自定义对象的序列化示例 (1) 序列化一个字符串栈类, 每个栈节点含有一个字符串和指向下一个节点的引用 class StackNodeimplements Serializable { private String element; private StackNode link; public StackNode(String str, StackNode lnk) { element = str; link = lnk; public void setlink(stacknode lnk) { link = lnk; public String getelement() { return element; public StackNode getlink() { return link;

55 自定义对象的序列化示例 (2) class StringStack implements Serializable { private StackNode top; public StringStack() { top = null; public boolean isempty() { if (top == null) return true; else return false; public String gettop() throws Exception { if (top == null) throw new Exception(" 栈为空!"); return top.getelement(); public void push(string str) { StackNode newnode = new StackNode(str, top); top = newnode; public void pop() throws Exception { if (top == null) throw new Exception(" 栈为空!"); top = top.getlink();

56 import java.io.*; public class SerializeStack { public static void writestack(string filename, StringStack stk) throws IOException { ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(fileName)); out.writeobject(stk); public static StringStack readstack(string filename) throws IOExcep4ion,ClassNotFoundException { objectinputstream in = new ObjectInputStream(new FileInputStream(fileName)); return (StringStack) in.readobject(); pub,ic static void main(string[ ] args) throws OException,ClassNotFoundException { StringStack stk = new StringStack(); stk.push(" 第一个字符串!"); stk.push(" 第二个字符串!"); stk.push(" 第三个字符串!"); writestack("stack.dat", stk); StringStack oldstk = readstack("stack.dat"); oldstk.display();

57 几点重要事项 : 自定义对象的序列化要序列化的自定义类必须声明实现接口 Serializable; 该接口没有定义任何方法, 只是一个标志, 标志实现它的类可串行化, 因此声明实现它的类也无需提供额外的方法 ; 一旦声明一个类可串行化之后, 不要轻易修改一个支持序列化的类, 这很容易导致写入的对象版本与读取的对象版本不一致在序列化对象时, 不会将对象的静态成员写入到输出流, 因为静态成员不只属于某一个对象, 而是类的属性在序列化对象时, 不会将使用保留字 transient 声明的成员写入到输出流, 因为这样的成员被定义为瞬时的, 无需持久化

58 例如 : Transient 示例 class StackNode implements Serializable { private String element; private transient StackNode link;... 则在写入字符串栈对象流时就只会写入栈顶节点 ;

59 流系统概述文件流过滤器流对象流管道流连接流内容提要

60 管道流管道指将一个程序 ( 或线程 ) 的输出作为另一个程序 ( 或线程 ) 的输入的通道许多操作系统的命令行外壳都支持管道, 例如在 Windows 操作系统中 : > dir *.java sort more 符号 ' ' 表示管道, 表示将 dir 命令的输出作为 sort 命令的输入, 将 sort 命令的输出作为 more 命令的输入 JavaAPI 提供的管道流面向字节的管道流 PipedInputStream 和 PipedOutputStream 面向字符的管道流 PipedReader 和 PipedWriter

61 管道流示例 (1) // 线程 OutThread 用于向管道输出数据 class OutThread extends Thread { private PipedOutputStreamout; public OutThread(PipedOutputStream out) { this.out = out; // run() 方法是线程所要完成任务的主体, 一旦获得调度, 进入运行状态即调用该方法 public void run() { byte[ ] data = { 1, 2, 3 ; try { // 向输出管道写数据, 这些数据将为输入管道所接受 out.write(data, 0, 3); catch (IOException exc) { System.out.println(" 线程 OutThread 不能向管道流写入数据!");

62 管道流示例 (2) // 线程 InThread 用于从管道读取数据 class InThread extends Thread { private PipedInputStream in; public InThread(PipedInputStream in) { this.in = in; public void run() { byte[ ] data = new byte[3]; try { // 从输入管道读取数据, 这些数据由输出管道提供 in.read(data, 0, 3); catch (IOException exc) { System.out.println(" 线程 inthread 不能从管道流读取数据!"); System.out.println(" 读取的数据之和为 :" + (data[0] + data[1] + data[2]));

63 管道流示例 (3) public class DemoPipe { public static void main(string[] args) throws IOException { // 创建输入和输出管道 PipedOutputStream out = new PipedOutputStream(); PipedInputStream in = new PipedInputStream(); // 必须将输出管道与输入管道相互连接之后才能使用输入和输出管道输入和输出数据 out.connect(in); // 创建两个线程对象实例 OutThread outthread = new OutThread(out); InThread inthread = new InThread(in); // 启动两个线程,start() 方法使线程进入可运行状态, 一旦线程被 // JVM 调度获得运行即执行线程的 run() 方法 outthread.start(); inthread.start();

64 流系统概述文件流过滤器流对象流管道流连接流内容提要

65 连接流连接流将多个输入流类连接成一个输入流, 使得程序可将这多个输入流作为一个输入流来使用连接流的构造函数以两个输入流, 或者一些输入流的枚举集 ( 接口 Enumeration 的引用变量 ) 作为参数, 将这些输入流连接成一个输入流 JavaAPI 提供的连接流输入流类 SequenceInputStream

66 // 定义 FileList 实现接口 Enumeration 以存放输入流的枚举集 class FileList implements Enumeration { private String[] list; private int current = 0; public FileList(String[ ] list) { this.list = list; public boolean hasmoreelements() { if (current < list.length) return true; else return false; public Object nextelement() { InputStream in = null; if (!hasmoreelements()) throw new NoSuchElementException("No more files."); else { String nextelement = list[current++]; try { in = new FileInputStream(nextElement); catch (FileNotFoundException exc) { System.err.println("Can't open " + nextelement); return in;

67 连接流示例 public class Merge { public static void main(string[] args) throws IOException { // 根据用户在命令行参数中给出的文件名列表创建类 // FileList 的对象, 从而以这些文件名创建相应的文件输 // 入流对象 FileList list = new FileList(args); InputStream seq = new SequenceInputStream(list); int ch; while ((ch = seq.read())!= -1) System.out.write(ch); seq.close();

68 小结

69 好好想想, 有没有问题? 谢谢!

Java Access 5-1 Server Client Client Server Server Client 5-2 DataInputStream Class java.io.datainptstream (extends) FilterInputStream InputStream Obj

Message Transition 5-1 5-2 DataInputStream Class 5-3 DataOutputStream Class 5-4 PrintStream Class 5-5 (Message Transition) (Exercises) Java Access 5-1 Server Client Client Server Server Client 5-2 DataInputStream

《计算概论》课程 第十九讲 C 程序设计语言应用

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