Потоки ввода/вывода и работа с файлами и каталогами
Пакет java.io содержит почти каждый класс, который может потребоваться Вам для совершения ввода и вывода в Java. Все данные потоки представлены потоком ввода и адресом вывода. Поток в пакете java.io осуществляет поддержку различных данных, таких как примитивы, объекты, локализованные символы и т.д.
Потоки
Потоки в Java определяются в качестве последовательности данных. Существует два типа потоков:
InPutStream – поток ввода используется для считывания данных с источника.
OutPutStream – поток вывода используется для записи данных по месту назначения.
Java предоставляет сильную, но гибкую поддержку в отношении ввода/вывода, связанных с файлами и сетями, однако в данном руководстве рассмотрены лишь базовые функции, связанные с потоками и вводом/выводом. Рассмотрим далее по порядку наиболее распространенные примеры.
Байтовый поток
Потоки байтов в Java используются для осуществления ввода и вывода 8-битных байтов. Не смотря на множество классов, связанных с потоками байтов, наиболее распространено использование следующих классов: FileInputStream и FileOutputStream. Ниже рассмотрен пример, иллюстрирующий использование данных двух классов для копирования из одного файла в другой.
Примечание по примеру: чтобы скопировать файл, необходимо в папке проекта создать файл file.txt с любым или пустым содержимым.
Пример
import java.io.*;
public class FileCopy {
public static void main(String args[]) throws IOException {
FileInputStream fileIn = null;
FileOutputStream fileOut = null;
try {
fileIn = new FileInputStream("file.txt");
fileOut = new FileOutputStream("copied_file.txt");
int a;
// Копирование содержимого файла file.txt
while ((a = fileIn.read()) != -1) {
fileOut.write(a); // Чтение содержимого файла file.txt и запись в файл copied_file.txt
}
}finally {
if (fileIn != null) {
fileIn.close();
}
if (fileOut != null) {
fileOut.close();
}
}
}
}
Теперь рассмотрим файл file.txt со следующим содержимым:
Содержимое файла file.txt
В качестве следующего шага необходимо скомпилировать java-программу и выполнить ее, что позволит создать файл copied_file.txt с тем же содержимым, что имеется в file.txt. Таким образом, разместим обозначенный код в файле FileCopy.java и выполним следующее действие:
$javac FileCopy.java
$java FileCopy
Символьные потоки
Потоки байтов в Java позволяют произвести ввод и вывод 8-битных байтов, в то время как потоки символов используются для ввода и вывода 16-битного юникода. Не смотря на множество классов, связанных с потоками символов, наиболее распространено использование следующих классов: FileReader и FileWriter. Не смотря на тот факт, что внутренний FileReader использует FileInputStream, и FileWriter использует FileOutputStream, основное различие состоит в том, что FileReader производит считывание двух байтов в конкретный момент времени, в то время как FileWriter производит запись двух байтов за то же время.
Мы можем переформулировать представленный выше пример, в котором два данных класса используются для копирования файла ввода (с символами юникода) в файл вывода.
Примечание по примеру: чтобы скопировать файл, необходимо в папке проекта создать файл file.txt с любым или пустым содержимым.
Пример
import java.io.*;
public class FileCopy {
public static void main(String args[]) throws IOException {
FileReader fileIn = null;
FileWriter fileOut = null;
try {
fileIn = new FileReader("file.txt");
fileOut = new FileWriter("copied_file.txt");
int a;
while ((a = fileIn.read()) != -1) {
fileOut.write(a);
}
} finally {
if (fileIn != null) {
fileIn.close();
}
if (fileOut != null) {
fileOut.close();
}
}
}
}
Теперь рассмотрим файл file.txt со следующим содержимым:
Содержимое файла file.txt
В качестве следующего шага необходимо скомпилировать программу и выполнить ее, что позволит создать файл copied_file.txt с тем же содержимым, что имеется в file.txt. Таким образом, разместим обозначенный код в файле FileCopy.java и выполним следующее действие:
$javac FileCopy.java
$java FileCopy
Стандартные потоки
Все языки программирования обеспечивают поддержку стандартного ввода/вывода, где программа пользователя может произвести ввод посредством клавиатуры и осуществить вывод на экран компьютера. Если вы знакомы с языками программирования C либо C++, вам должны быть известны три стандартных устройства STDIN, STDOUT и STDERR. Аналогичным образом, Java предоставляет следующие три стандартных потока:
Стандартный ввод – используется для перевода данных в программу пользователя, клавиатура обычно используется в качестве стандартного потока ввода, представленного в виде System.in.
Стандартный вывод – производится для вывода данных, полученных в программе пользователя, и обычно экран компьютера используется в качестве стандартного потока вывода, представленного в виде System.out.
Стандартная ошибка – используется для вывода данных об ошибке, полученной в программе пользователя, чаще всего экран компьютера служит в качестве стандартного потока сообщений об ошибках, представленного в виде System.err.
Ниже представлена простая программа, которая создает InputStreamReader для чтения стандартного потока ввода, до введения пользователем "q":
Пример
import java.io.*;
public class ReadConsole {
public static void main(String args[]) throws IOException {
InputStreamReader inStRe = null;
try {
inStRe = new InputStreamReader(System.in);
System.out.println("Введите символы, символ 'q' для выхода.");
char a;
do {
a = (char) inStRe.read();
System.out.print(a);
} while(a != 'q');
}finally {
if (inStRe != null) {
inStRe.close();
}
}
}
}
Разместим представленный выше код в файле ReadConsole.java и попробуем скомпилировать и выполнить его согласно тому, как это представлено в следующей программе. Данная программа продолжает чтение и вывод одного и того же символа до нажатия 'q':
$javac ReadConsole.java
$java ReadConsole
Введите символы, 'q' для выхода.
proglike.ru
proglike.ru
q
q
Чтение и запись файла
Как было указано выше, поток представляет собой последовательность данных. InputStream используется для считывания данных с источника, OutputStream служит для записи данных по месту назначения.
Ниже представлена иерархия классов для управления потоками Ввода и Вывода.
Java иерархия классов, чтение файла в Java, запись файла в Java, Java, потоки ввода/вывода, потоки ввода в Java, потоки вывода в Java
В данном уроке нам предстоит рассмотреть два важных потока: FileInputStream и FileOutputStream.
Поток FileInputStream – чтение из файла
Поток FileInputStream – это поток, который используется в Java для чтения данных из файла. Объекты могут быть созданы при использовании ключевого слова new, доступны несколько типов конструкторов.
Представленный конструктор использует имя файла в качестве потока с целью создания объекта входного потока для считывания файла:
InputStream a = new FileInputStream("D:/myprogramm/java/test");
Представленный ниже конструктор использует объектный файл с целью создания объекта входного потока для чтения файла. Сперва мы создаем объектный файл при использовании метода File() следующим образом:
File a = new File("D:/myprogramm/java/test");
InputStream a = new FileInputStream(a);
Теперь, получив объект InputStream, следует ознакомиться со следующим перечнем вспомогательных методов, которые могут быть использованы для считывания потока либо выполнения иных операций в потоке.
№ Метод и описание
1 public void close() throws IOException{}
Данный метод в Java закрывает выходной файловый поток. Освобождает какие-либо системные ресурсы, связанные с файлом. Выдает IOException.
2 protected void finalize()throws IOException {}
Данный метод выполняет очистку соединения с файлом. Позволяет удостовериться в вызове закрытого метода данного выходного файлового потока при отсутствии каких-либо ссылок на данный поток. Выдает IOException.
3 public int read(int r)throws IOException{}
Данный метод осуществляет в Java считывание заданных байтов данных из InputStream. Возврат данных типа int. Возврат следующего байта данных, в конце файла будет произведен возврат к -1.
4 public int read(byte[] r) throws IOException{}
Данный метод производит считывание байтов r.length из входного потока в массив. Возврат общего числа считанных байтов. В конце файла будет произведен возврат к -1.
5 public int available() throws IOException{}
Выдает число байтов, которые могут быть считаны из входного файлового потока. Возврат данных типа int.
Существуют также другие доступные входные потоки, более детальные сведения о которых представлены по следующим ссылкам:
ByteArrayInputStream
DataInputStream
Поток FileOutputStream – создание и запись файла
Поток FileOutputStream – это поток, который используется в Java для создания файла и последующей записи в него. Поток создаст файл в случае его отсутствия перед его открытием для вывода.
Далее представлены два конструктора, которые могут быть задействованы при создании объекта FileOutputStream.
Представленный конструктор использует имя файла в качестве строки с целью создания объекта входного потока для записи файла в Java:
OutputStream a = new FileOutputStream("D:/myprogramm/java/test")
Представленный ниже конструктор использует объектный файл с целью создания объекта выходного потока для записи файла. Сперва мы создаем объектный файл при использовании метода File() следующим образом:
File a = new File("D:/myprogramm/java/test");
OutputStream a = new FileOutputStream(a);
Теперь, получив объект OutputStream, следует ознакомиться со следующим перечнем вспомогательных методов, которые могут быть использованы для записи потока либо выполнения иных операций в потоке.
№ Метод и описание
1 public void close() throws IOException{}
Данный метод в Java закрывает выходной файловый поток. Освобождает какие-либо системные ресурсы, связанные с файлом. Выдает IOException.
2 protected void finalize()throws IOException {}
Данный метод выполняет очистку соединения с файлом. Позволяет удостовериться в вызове закрытого метода данного выходного файлового потока при отсутствии каких-либо ссылок на данный поток. Выдает IOException.
3 public void write(int w)throws IOException{}
Данный метод осуществляет запись заданного байта в выходной поток.
4 public void write(byte[] w)
Запись байтов w.length из указанного массива байтов в OutputStream.
Существуют также другие доступные выходные потоки, более детальные сведения о которых представлены по следующим ссылкам:
ByteArrayOutputStream
DataOutputStream
Пример
В следующем примере представлены InputStream и OutputStream – потоки для чтения, создания и записи файла:
import java.io.*;
public class File {
public static void main(String args[]) {
try {
char c[] = {'a','b','c'};
OutputStream output = new FileOutputStream("file.txt"); // Создание текстового файла
for(int i = 0; i < c.length; i++) {
output.write(c[i]); // Запись каждого символа в текстовый файл
}
output.close();
InputStream input = new FileInputStream("file.txt");
int size = input.available();
for(int j = 0; j < size; j++) {
System.out.print((char)input.read() + " "); // Чтение текстового файла посимвольно
}
input.close();
}catch(IOException e) {
System.out.print("Exception");
}
}
}
Представленный выше java-код создаст файл file.txt и пропишет заданные символы в формате char. То же самое будет выводиться на экран стандартного вывода.
Навигация по файловой системе и вводу/выводу
Существует ряд других классов, которые нам предстоит рассмотреть с целью ознакомления с основами навигации в файловой системе и вводу/выводу.
File Class
FileReader Class
FileWriter Class
Каталоги в Java
В Java каталог представлен Файлом, который может содержать список других файлов и каталогов. Используя объект File, вы можете создать каталог, прокрутить список файлов, представленных в каталоге. Для получения более детальных сведений, ознакомьтесь с перечнем всех методов, которые могут быть вызваны из объекта File, будучи связанными с каталогами.
Создание каталогов
Существуют два служебных метода File, которые могут быть использованы для создания каталогов:
Метод mkdir() позволяет создать папку в Java, возвращая значение true при успехе операции, и false в случае сбоя. Сбой свидетельствует о том, что путь указанный в объекте File уже существует, либо что каталог не может быть создан в связи с тем, что полный путь еще не существует.
Метод mkdirs() создает каталог и все вышестоящие каталоги.
В следующем примере представлено создание папки "/java/proglang/newdir":
Пример
import java.io.File;
public class CreateDirectory {
public static void main(String args[]) {
String nameDir = "/java/proglang/newdir";
File a = new File(nameDir);
// Создание на диске папки и всех вышестоящих каталогов
a.mkdirs();
}
}
Скомпилируйте и выполните следующий код для создания каталога "/java/proglang/newdir".
Примечание ? Java автоматически формирует разделители пути в UNIX и Windows с учетом соглашений. При использовании косой черты (/) при работе с Java в системе Windows, производится корректное разрешение пути.
Список файлов в папке
Метод list(), представленный объектом File, может быть использован для предоставления перечня всех файлов и каталогов, имеющихся в заданной папке, в следующем виде:
Пример
import java.io.File;
public class ReadDirectory {
public static void main(String[] args) {
File pathDir = null;
String[] pathsFilesAndDir;
try {
// Создание нового объекта file
pathDir = new File("/NetBeans 8.2/Projects/ReadDirectory/ReadDirectory/"); // Обязательно должен существовать указанный каталог на диске, иначе программа выдаст ошибку
// Массив файлов и папок
pathsFilesAndDir = pathDir.list();
for(String path:pathsFilesAndDir) {
// Вывод списка файлов и каталогов
System.out.println(path);
}
}catch(Exception e) {
// Если произошла ошибка
e.printStackTrace();
}
}
}
Вследствие этого будет получен следующий результат, основанный на каталогах и файлах, доступных в вашем каталоге /NetBeans 8.2/Projects/ReadDirectory/ReadDirectory/:
build
build.xml
manifest.mf
nbproject
src
ReadDirectory
