实验13流式输入输出与文件处理编程.docx
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实验13流式输入输出与文件处理编程
实验13 流式输入输出与文件处理
13.1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。
13.2知识要点
13.2.1 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
方法
功能
intread（）
读一个字节
intread（byteb[]）
读多个字节到字节数组
intread（byte[]b,intoff,intlen）
读指定长度的数据到字节数组，数据从字节数组的off处开始存放
Longskip（longn）
输入指针跳过n个字节
Voidmark（）
在当前指针位置处做一标记
Voidreset（）
将位置指针返回标记处
Voidclose（）
关闭流
（2） 数据过滤流DataInputStream
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：
● voidwrite（intb）：
将参数b的低字节写入输出流
● voidwrite（byteb[]）：
将字节数组全部写入输出流
● voidwrite（byteb[],intoffset,intlen）：
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。
13.2.2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。
BufferedReaderin=newBufferedReader（newInputStreamReader（System.in））;
Stringx=in.readLine（）
13.2.3 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:
intread（charb[]）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。
13.2.4 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13-2File类的主要方法
方法
功能
StringgetName（）
返回文件名
StringgetPath（）
返回文件或目录路径
StringgetAbsolutePath（）
返回绝对路径
StringgetParent（）
获取文件所在目录的父目录
booleanexists（）
文件是否存在
booleancanWrite（）
文件是否可写
booleancanRead（）
文件是否可读
booleanisFile（）
是否为一个正确定义的文件
booleanisDirectory（）
是否为目录
LonglastModified（）
文件的最后修改日期
Longlength（）
文件长度
booleanmkdir（）
创建当前目录的子目录
String[]list（）
列出目录中的文件
booleanrenameTo（FilenewFile）
将文件改名为新文件名
Voiddelete（）
删除文件
booleanequals（Filef）
比较两个文件或目录是否相等
13.2.5 随机文件
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：
● longgetFilePointer（）：
返回当前指针；
● voidseek（longpos）：
将文件指针定位到一个绝对地址；
● longlength（）：
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。
13.2.6 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。
13.3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】
importjava.io.*;
publicclassCopyFile{
publicstaticvoidmain（Stringargs[]）{
if（args.length<2）{
System.out.println（"usage:
javaCopyFilesourcefiletargetfile"）;
System.exit（0）;
}
byte[]b=newbyte[1024];
try{
FileInputStreaminfile=newFileInputStream（args[0]）;
FileOutputStreamtargetfile=newFileOutputStream（args[1]）;
while（true）{
intbyteRead=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（"copysuccess!
"）;
}catch（IOExceptione）{}
}
}
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】
importjava.io.*;
publicclassreadtxt{
staticStrings;
/* 方法find查找字符串in中A的个数*/
public static intfind（Stringin）{
intn=0;
intcounter=0;
while（n!
=-1）{
n=in.indexOf（（int）'A',n+1）;
counter++;
}
returncounter-1;
}
publicstaticvoidmain（String[]args）{
try{
intn=0;
FileReaderfile=newFileReader（args[0]）;
BufferedReaderin=newBufferedReader（file）;
booleaneof=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（"thenumberofAis:
"+find（s））;
in.close（）;
}catch（IOExceptione）{};
}
}
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】
importjava.awt.*;
importjava.awt.event.*;
importjava.io.*;
publicclassFileViewerextendsFrameimplementsActionListener{
Stringdirectory;//文件选择对话框的默认目录
TextAreatextarea;//显示文件内容的文本域
publicFileViewer（）{this（null,null）;}
publicFileViewer（Stringfilename）{this（null,filename）;}
publicFileViewer（Stringdirectory,Stringfilename）{
addWindowListener（newWindowAdapter（）{
publicvoidwindowClosing（WindowEvente）{
dispose（）;
}
}）;
textarea=newTextArea（"",24,80）;
textarea.setFont（newFont（"宋体",Font.PLAIN,12））;
textarea.setEditable（false）;
this.add（"Center",textarea）;
Panelp=newPanel（）;
p.setLayout（newFlowLayout（FlowLayout.RIGHT,10,5））;
this.add（p,"South"）;
Buttonopenfile=newButton（"OpenFile"）;
openfile.addActionListener（this）;
openfile.setActionCommand（"open"）;
openfile.setFont（newFont（"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）{
Filef;
if（（filename!
=null）&&（f=newFile（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（）;
}
elsedirectory=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*/
publicvoidsetFile（Stringdirectory,Stringfilename）{
if（（filename==null）||（filename.length（）==0））return;
Filef;
FileReaderin=null;
try{
f=newFile（directory,filename）;//创建文件对象
in=newFileReader（f）;//Andacharstreamtoreadit
char[]buffer=newchar[4096];//每次读4K字符
intlen;//每次读到的字符数
textarea.setText（""）;
while（（len=in.read（buffer））!
=-1）{
Strings=newString（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（IOExceptione）{
textarea.setText（e.getClass（）.getName（）+":
"+e.getMessage（））;
this.setTitle（"FileViewer:
"+filename+":
I/OException"）;
}
//任何情况下均要记住关闭流
finally{try{if（in!
=null）in.close（）;}catch（IOExceptione）{}}
}
publicvoidactionPerformed（ActionEvente）{
Stringcmd=e.getActionCommand（）;
if（cmd.equals（"open"））{
FileDialogf=newFileDialog（this,"OpenFile",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
}
}
publicstaticvoidmain（String[]args）throwsIOException{
Framef=newFileViewer（（args.length==1）?
args[0]:
null）;
f.addWindowListener（newWindowAdapter（）{
publicvoidwindowClosed（WindowEvente）{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。
13.4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:
javamergex1.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。
✧ 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。
13.5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：
importjava.io.*;
publicclassTh{
publicstaticvoidmain（Stringargv[]）{
Tht=newTh（）;
t.amethod（）;
}
publicvoidamethod（）{
try{
ioCall（）;
}catch（IOExceptionioe）{}
}
}
以下哪个最有可能是ioCall方法的方法体？
A．publicvoidioCall（）throwsIOException{
DataInputStreamdin=newDataInputStream（System.in）;
din.readC
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