Streamy

pojem stream– binárny– textový

životný cyklus streamu súborové streamy výnimky bufferované streamy stream a klávesnica

Vstupno-výstupné operácie ak chceme získavať údaje z, alebo posielať údaje do

miesta iného ako náš program, potrebujeme vytvoriť komunikačný kanál pre prenos informácií

kanál označuje sa ako stream– možno si ho predstaviť ako trubku (stream), ktorej koniec

máme k dispozícii z trubky nám môžu údaje vypadávať (po jednom, sekvenčne za

sebou) alebo ich do nej môžeme vkladať (opäť po jednom)

prostredníctvom streamov vieme pristupovať k:– pamäti– súboru– používateľskému vstupu/výstupu– IP sieti a pod.

Streamy v Javeknižnica java.io obsahuje komplexnú hierarchiu

(viď tutorial)základné rozdelenie:

– binárne (abstraktné triedy InputStream, OutputStream)

pracujú so surovými bajtami (číselné hodnoty reprezentujúce napr. znaky – ASCII, Unicode)

– textové (abstraktné triedy Reader, Writer) prekladajú bajty (resp. skupiny bajtov) podľa nastavenia

prostredia: 1 znak = 1 alebo 2 bajty

Základy práce so streamomživotný cyklus:

– vytvorenie– otvorenie – stream sa často otvára už pri vytvorení,

pokiaľ však otvorený nebol, je nutné túto operáciu vykonať (alokácia potrebných systémových prostriedkov)

– vlastná práca – vykonávajú sa potrebné operácie (volanie metód streamu)

– uzatvorenie – nutné z dôvodov: nezapísania údajov v cache zablokované pre ostatné objekty/procesy/používateľov

Ošetrenie chýbvšetky chybové stavy sú riešené výnimkamizákladná výnimka IOExceptionvýnimka je povinná

– bez jej použitia program neskompilujete– je spoločná pre všetky streamy– každý príkaz streamu v nej musí byť uzavretý

Súborový streamFileInputStream, FileOutputStream – príklad

Vygenerujte pole náhodných čísel a zapíšte ho do súboru.

Riešenie - počiatočné public static void main(String[] args) { int[] pole= new int[10]; // nacitanie hodnot do pola for(int i=0;i<pole.length;i++) { pole[i] = (int) (Math.random()*100); }

// vytvorenie vystupneho streamu na subor „udaje.dat“ // a sucasne jeho otvorenie/vytvorenie OutputStream ff = new FileOutputStream("udaje.dat"); for(int i=0;i<pole.length;i++) { // zapis do streamu ff – zapisuje sa hodnota bajt ff.write(pole[i]); } // uzatvorenie file streamu ff.close();}

Riešenie - problém

Zdroj problému už spomenutá výnimka

– udalosť, ktorá vzniká počas behu programu a prerušuje normálny tok inštrukcií

– obvykle ide o chybu výnimky sa odchytávajú prostredníctvom bloku try –

catch – finally– try = skús

ohraničuje blok príkazov, v ktorom môže dôjsť k chybe

– catch = odchyť (chybu) ukončuje blok príkazov a zároveň popisuje, čo sa má stať, ak ku chybe

došlo (napr. vypísať info)

– finally = ukončenie kód, ktorý sa má vykonať aj v prípade výnimky, aj ak k nej nedôjde

(napr. uvoľnenie pamäte)

Príklad výnimkyint i;

String s;

...

try

{

i=Integer.parseInt(s);

}

catch(NumberFormatException e)

{

System.out.println("Retazec nie je cislo!");

}

Príklad výnimky II. ... try { ... subor.close(); } catch (IOException e) { System.out.println("Chyba:"+e.getMessage()); }

IOException – vstupno/výstupná výnimka– detailnú informáciu o nej možno získať z metódy getMessage

Vráťme sa k súboru public static void main(String[] args) { int[] pole= new int[10]; for(int i=0;i<pole.length;i++) { pole[i] = (int) (Math.random()*100); System.out.println(pole[i]); }

try { OutputStream ff = new FileOutputStream("udaje.dat"); for(int i=0;i<pole.length;i++) { ff.write(pole[i]); } ff.close(); } catch (IOException e) { // ak pride k chybem vypise sa ku akej System.out.println(e.getMessage()); }}

Údaje v súbore65384460184774271436

zápis nám uložil údaje, tu sú ich podoby

Načítanie údajov - analógia// nacitavame aj znak konca suboru, pole musi byt vacsieint[] pole= new int[20]; int i=0; // ukazovatel na nacitavany prvok v poli try { // InputStream sluzi na citanie InputStream ff = new FileInputStream("udaje.dat"); do { pole[i] = ff.read(); // do pole[i] nacita bajt z ff i++; // dalsi prvok // ak sa precita -1 je to info o konci suboru } while (pole[i]>-1); ff.close(); // zavretie suboru} catch (IOException e) { // lapame vynimku System.out.println(e.getMessage()); // vypis detailu}

Overenie funkčnosti výnimkyak si chcete overiť fungovanie odchytávania chýb,

vymažte súbor a spustite program, ktorý sa ho pokúsi otvoriť

Textový súborprepíšte obsah súboru na text a pokúste sa ho v

Jave prečítať a vypísať v textovej podobe.čítanie a výpis predošlým

spôsobom zrejme veľa úžitku neprinesie

prečítané údaje (bajt) pretypujeme na char (pretypovanie poznáme už z minulej prednášky):– je však potrebné ošetriť prečítanie konca súboru– pretypovanie hodnoty -1 na char vráti nedefinovanú

hodnotu

Čítanie znakovchar[] pole = new char[20]; // pole je znakoveint cislo,i=0;

try { InputStream ff = new FileInputStream("udaje.dat"); do { cislo = ff.read(); // precita udaj zo suboru ako bajt if (cislo>-1) { // ak nie je koniec pole[i] = (char) cislo; // pretypuje udaj na char i++; // zvysi pocet precitanych

prvkov } } while (cislo>-1); // a zisti ci bol koniec suboru ff.close(); // zavrie subor } catch (IOException e)

{ System.out.println(e.getMessage()); }

Diskusiačítanie súboru po bytoch však nie je naším cieľom

– v prípade Unicode by sme už museli znak vytvárať z dvojice bajtov a počas práce by sme určite narazili na množstvo ďalších obmedzení

práca s bajtami je navyše veľmi neefektívna:– každé prečítanie a každý zápis sa vykonáva priamo na

zdroji (na fyzickom zariadení) => zaťažovanie súborového systému, zdržiavanie, opotrebúvanie hardvéru atď.

pre prácu s textom, ktorá tvorí veľkú väčšinu práce je žiaduce používať „bezpečnejšie“ typy:– Reader, Writer

Bufferované streamystreamy, ktoré okrem základných operácií

obsahujú buffer (vyrovnávaciu pamäť) a sadu ďalších operácií, prostredníctvom ktorých optimalizujú prístup k údajom

bufferovaný stream vytvárame obvykle tak, že mu ako vstupný parameter konštruktora zadáme podriadený stream, napr.:BufferedReader br =

new BufferedReader(new FileReader("subor.txt"));

umožňuje čítanie riadkov:s = br.readLine()

najvrchnejší „stream“ pri svojom zavretí uzavrie aj všetky „nižšie postavené“

Textový súborNapíšte program schopný prečítať zadaný textový

súbor po riadkoch a vypísať ich.

RiešenieString riadok; try { // vytvorim filereader na čítanie z textového suboru FileReader ff = new FileReader("udaje.txt"); // „zabalim ho“ do bufferovanej triedy BufferedReader subor = new BufferedReader (ff); do { riadok = subor.readLine(); // precitam riadok // ak nebol koniec suboru (hodnota null) vypisem if (riadok != null ) System.out.println(riadok); } while (riadok != null); // kym nie je koniec sub. subor.close(); // zavriem najvrchnejsi stream } catch (IOException e) { System.out.println(e.getMessage()); }

Textový súborNapíšte program, ktorý vygeneruje zadaný počet

náhodných celých čísel a uloží ich do textového súboru.

pri riešení použite InputDialog, v našom riešení nastavíme hodnotu v kóde

Textový súbor

Zabezpečte, aby každé číslo bolo uložené v osobitnom riadku.

Riešenieint cislo, pocet=10;String txt;

try {// pre zapis zase File- a Buffered-Writer FileWriter ff = new FileWriter("cisla.txt"); BufferedWriter subor = new BufferedWriter (ff); for(int i=0;i<pocet;i++) { cislo = (int) (-500+Math.random()*1001); // nah. cislo

txt = Integer.toString(cislo); // prevod na string subor.write(txt);// zapis textu do suboru subor.newLine(); // odriadkovanie, resp. doplnenie „/n“ } subor.close(); // zatvorenie suboru}catch (IOException e) { System.out.println(e.getMessage()); }

Štandardný vstup (klávesnica)údaje prichádzajú do programu cez bufferna začiatku bolo preto pre nás jednoduchšie volať

InputDialog, ktorý vracal stringniekedy je však nevyhnutné použiť aj konzolový

vstup

Štandardný vstup (kód)cez InputStreamReader „tečú“ znaky z System.in a

následne sa preklápajú do BufferredReadera, odkiaľ už vieme prečítať celý riadok

try {// vytvorim kb ako stream zo vstupuInputStreamReader kb = new InputStreamReader (System.in);// „obalim“ ho buferomBufferedReader bufer = new BufferedReader (kb);

// ten disponuje metodou na precitanie riadku// ukoncenie riadku na vstupe oznamim EnteromString vstup = bufer.readLine(); // koniec prace s buferombufer.close();

}catch (IOException e) { System.out.println(e.getMessage());}

Štandardný vstup po znakochanalógia, čítam vstup kým nestlačím Enter následne sa začne spracúvať buffer

– vstupy prekladám z bajtov na char – prípadne vkladám do stringu moje vstupy

dôležitou je podmienka ukončenia– napr. Enter? (ukončovací znak \n)– iný znak (0, x a pod.)

Štandardný vstup po znakochString vstup="";char znak;int i=0;

try { InputStreamReader kb = new InputStreamReader(System.in); BufferedReader bufer = new BufferedReader (kb); do { i = bufer.read(); // udaj vstupi ako cislo bajt znak = (char) i; // pretypuje sa na znak

// prida sa k vstupnemu retazcu vstup = vstup + String.valueOf(znak);

System.out.println("data:"+vstup); // kontrolny vypis } while (znak != '\n'); // ukoncovacia podmienka-ENTER bufer.close(); // uzatvorenie buffera}catch (IOException e) { System.out.println(e.getMessage());}

Príklady na riešenie Napíšte program, ktorý pre číselné údaje uložené v súbore „data.txt“ ako text –

každé číslo na samostatnom riadku, nájde maximum. V textovom súbore, ktorého názov zadajte prostredníctvom InputDialogu

nájdite: najdlhší a najkratší riadok (vypíšte ich poradové číslo a obsahujúci text), najdlhšie a najkratšie slovo (vypíšte slová), * všetky slová, ktoré neobsahujú samohlásky.

Zistite, koľko sa v zadanom súbore nachádza: riadkov, slov, viet.

Skopírujte údaje zo súboru data.txt do súboru data1.txt tak, že veľké písmená zameníte za malé a malé za veľké.

Pre zadaný súbor zistite počty jednotlivých písmen (‘a’-’z’, ‘A’-’Z’). V záverečnom výstupe vypíšte len tie písmená, ktoré sa v súbore nachádzajú aspoň raz.

Pre zadaný súbor vytvorte súbor „zrkadlo.txt“, v ktorý bude obsahovať: zrkadlové riadky pôvodného súboru *v každom riadku budú zrkadlové obrazy slov (napr. mama ma emu – amam am ume)