Lập trình Java cơ bản
Cao Đức Thông - Trần Minh Tuấn
cdthong@ifi.edu.vn, tmtuan@ifi.edu.vn
1
Bài 7. Luồng và xử lý file
•
•
•
•
•
•
•
Khái niệm luồng
Các luồng byte
Đối tượng serializable
Các luồng ký tự
File truy cập ngẫu nhiên
Lớp File
Bài tập
2
Khái niệm luồng (stream)
• Luồng là một “dòng chảy” của dữ liệu
được gắn với các thiết bị vào ra.
• Hai loại luồng:
• Luồng nhập: Gắn với các thiết bị nhập
như bàn phím, máy scan, file...
• Luồng xuất: Gắn với các thiết bị xuất như
màn hình, máy in, file...
• Việc xử lý vào ra thông qua luồng giúp
cho lập trình viên không phải quan tâm
đến bản chất của thiết bị vào ra.
3
Khái niệm luồng (stream)
• Chương trình đọc trên luồng nhập để lấy dữ
liệu từ thiết bị nhập, ghi vào luồng xuất để
đưa dữ liệu ra thiết bị xuất
Input Stream
Input
Device
Program
Output
Device
Output Stream
4
Các luồng cơ bản
• Luồng byte: Là dòng chảy các byte
• InputStream: Luồng nhập byte cơ bản
• OutputStream: Luồng xuất byte cơ bản
• Luồng ký tự: Là dòng chảy các ký tự
(char)
• Reader: Luồng nhập ký tự cơ bản
• Writer: Luồng xuất ký tự cơ bản
• Các lớp luồng nằm trong gói java.io
5
Luồng byte
ByteArrayInputStream
DataInputStream
FileInputStream
InputStream
FilterInputStream
BufferedInputStream
ObjectInputStream
LineNumberInputStream
PipedInputStream
PushbackInputStream
SequenceInputStream
StringBufferInputStream
6
Luồng byte
ByteArrayOutputStream
DataOutputStream
FileOutputStream
OutputStream
FilterOutputStream
BufferedOutputStream
ObjectOutputStream
PrintStream
PipedOutputStream
7
Luồng nhập/xuất byte cơ bản
• InputStream và OutputStream là hai
lớp gốc của mọi luồng nhập/xuất byte
(abstract).
Object
InputStream
OutputStream
8
Lớp InputStream
• Một số phương thức của InputStream
• abstract int read() throws IOException
• Đọc một byte từ luồng.
• Nếu cuối luồng sẽ trả về -1
• int read(byte[] b) throws IOException
• Đọc một dãy byte từ luồng
• void close() throws IOException
• Đóng luồng nhập
• int available() throws IOException
• Trả về số byte có thể đọc tiếp
• long skip(long n) throws IOException
• Bỏ qua n byte
9
Lớp OutputStream
• Một số phương thức của OutputStream
• abstract void write(int b) throws IOException
• Ghi một byte ra luồng
• void write(byte[] b) throws IOException
• Ghi một dãy byte ra luồng
• void close() throws IOException
• Đóng luồng
• void flush() throws IOException
• Dồn xuất luồng
10
Các luồng file
• Được sử dụng để xuất nhập với file.
• Luồng nhập từ file: FileInputStream
• FileInputStream(String name)
• FileInputStream(File f)
• Luồng xuất ra file: FileOutputStream
• FileOutputStream(String name)
• FileOutputStream(File f)
• FileOutputStream(String name, boolean append)
• Phương thức nhập/xuất của các luồng file
giống như của các luồng nhập xuất cơ bản
11
Ví dụ: Đọc và hiển thị file (v1)
import java.io.*;
public class ReadFile
{
public static void main(String[] args)
{
try {
FileInputStream f = new FileInputStream("readme.txt");
int ch;
while ( (ch = f.read()) != -1 )
{
System.out.print((char)ch);
}
f.close();
} catch (FileNotFoundException d) {
System.out.println("File not found");
} catch (IOException d) {
System.out.println("Can not read file");
}
}
12
}
Ví dụ: Ghi dữ liệu ra file
import java.io.*;
public class WriteFile
{
public static void main(String[] args)
{
byte buffer[] = new byte[80];
try {
System.out.println("Enter a string to write to file: ");
int num = System.in.read(buffer);
FileOutputStream f = new FileOutputStream("line.txt");
f.write(buffer, 0, num);
f.close();
} catch (IOException e) {
System.out.println("Error IO file");
}
}
}
13
Luồng lọc (filter stream)
• Luồng lọc có khả năng kết nối với các
luồng khác và xử lý dữ liệu “theo cách
riêng” của nó.
• FilterInputStream và FilterOutputStream
là 2 lớp luồng lọc cơ bản.
Filter Stream
Input Stream
Input
Device
14
Luồng nhập/xuất dữ liệu sơ cấp
• DataInputStream và DataOutputStream
là 2 lớp lọc cho phép nhập xuất dữ liệu
thuộc các kiểu sơ cấp.
DataInputStream
char
long
float
...
Input Stream
Input
Device
15
Luồng nhập/xuất dữ liệu sơ cấp
• Một số phương thức của DataInputStream
•
•
•
•
float readFloat() throws IOException
int readInt() throws IOException
long readLong() throws IOException
String readUTF() thr ows IOException
• Một số phương thức của DataOutputStream
•
•
•
•
•
void
void
void
void
…
writeFloat(float v) throws IOException
writeInt(int b) throws IOException
writeLong(long v) throws IOException
writeUTF(String s) throws IOException
16
Ví dụ: Tạo file các số ngẫu nhiên
try {
FileOutputStream f = new FileOutputStream("randnum.dat");
DataOutputStream outFile = new DataOutputStream(f);
for(int i = 0; i < 20; i++)
outFile.writeInt( (int) (Math.random()*1000) );
outFile.close();
} catch (IOException e) { ... }
try {
FileInputStream g = new FileInputStream("randnum.dat");
DataInputStream inFile = new DataInputStream(g);
int num;
while (true)
{
num = inFile.readInt();
System.out.println("num = " + num);
}
} catch (EOFException e) {
System.out.println("End of file");
17
} catch (IOException e) { ... }
Luồng đệm (buffered stream)
• Luồng đệm giúp giảm bớt số lần đọc
ghi dữ liệu trên thiết bị vào ra, tăng
tốc độ nhập/xuất.
• Các lớp luồng đệm
• BufferedInputStream (đệm nhập)
• BufferedOutputStream (đệm xuất)
18
Ví dụ: Đọc và hiển thị file (v2)
// version 2 này có thể đem lại hiệu quả đáng kể hơn version 1 trên
// những file có kích thước lớn
try
{
FileInputStream f = new FileInputStream("readme.txt");
BufferedInputStream inFile = new BufferedInputStream(f);
int ch;
while ( (ch = inFile.read()) != -1 )
{
System.out.print((char)ch);
}
} catch (IOException e) {
System.out.println("Error IO file");
}
19
Ghép nối nhiều luồng
• Có thể dùng luồng lọc để ghép nối
nhiều luồng với nhau.
• Ví dụ:
FileInputStream fStream = new FileInputStream("data.dat");
BufferedInputStream bStream = new BufferedInputStream(fStream);
DataInputStream dStream = new DataInputStream(bStream);
...
dStream.close();
20
System.in và System.out
• System.in
• Đối tượng nhập chuẩn, gắn với bàn phím.
• Thuộc lớp InputStream.
• System.out
• Đổi tượng xuất chuẩn, gắn với màn hình.
• Thuộc lớp PrintStream.
• Lớp PrintStream
• Cho phép hiển thị biểu diễn của dữ liệu.
• PrintStream kế thừa từ
FilterOutputStream
21
Lớp PrintStream
// Chương trình này đọc một file các số thực và ghi vào file khác //
dưới dạng văn bản
try {
FileInputStream f = new FileInputStream("float.dat");
DataInputStream inStream = new DataInputStream(f);
FileOutputStream ff = new FileOutputStream("ketqua.txt");
PrintStream pStream = new PrintStream(ff);
int count = 0;
while (true)
{
float num = inStream.readFloat();
count++;
pStream.println("Float " + count + " = " + num);
}
inStream.close();
pStream.close();
} catch (EOFException e) {
System.out.println(“End of file”);
} catch (IOException e) {...}
22
Bài tập tại lớp
• Bài 1: Viết chương trình đếm xem trong một
file văn bản cho trước có bao nhiêu câu. Biết
rằng các câu kết thúc b i dấu chấm.
• Bài 2: Viết chương trình tạo file ghi 100 số
Fibonacci đầu tiên. Viết chương trình thứ hai
để đọc và hiển thị dữ liệu từ file này.
23
Luồng nhập/xuất đối tượng
• Để lưu lại một đối tượng, ta có thể lưu lần
lượt từng thuộc tính của nó. Khi đọc lại đối
tượng ta phải tạo đối tượng mới từ các thuộc
tính đã ghi.
=> Dài dòng, kém linh hoạt.
• Java hỗ trợ đọc/ghi các đối tượng một cách
đơn giản thông qua lớp ObjectInputStream
và ObjectOutputStream.
• Một đối tượng muốn có thể được đọc/ghi
phải cài đặt giao tiếp java.io.Serializable
24
Ví dụ: Ghi lại tên và ngày sinh
try
{
FileOutputStream f = new FileOutputStream("birthfile.dat");
ObjectOutputStream oStream = new ObjectOutputStream(f);
String babyName = "Briney Spears";
Date today = new Date();
oStream.writeObject(babyName);
oStream.writeObject(today);
oStream.close();
} catch (IOException e) {
System.out.println(“Error IO file”);
}
25
Ví dụ: Đọc tên và ngày sinh
try
{
FileInputStream f = new FileInputStream("birthfile.dat");
ObjectInputStream inStream = new ObjectInputStream(f);
String name = (String) inStream.readObject();
Date birthDate = (Date) inStream.readObject();
System.out.println("Name of baby: " + name);
System.out.println("Birth date: " + birthDate);
inStream.close();
} catch (IOException e) {
System.out.println(“Error IO file”);
} catch (ClassNotFoundException e) {
System.out.println(“Class of serialized object not found”);
}
26
Đọc/ghi đối tượng tự tạo
// file Student.java
public class Student implements Serializable
{
private String name;
private int age;
Student(String name, int age)
{
this.name = name;
this.age = age;
}
public String toString()
{
String ret = "My name is " + name +
"\nI am " + age + " years old";
return ret;
}
}
27
Đọc/ghi đối tượng tự tạo
// file WriteMyObject.java
import java.io.*;
public class WriteMyObject
{
public static void main(String[] args)
{
try
{
FileOutputStream f = new FileOutputStream("student.dat");
ObjectOutputStream oStream = new ObjectOutputStream(f);
Student x = new Student("Bill Gates", 18);
oStream.writeObject(x);
oStream.close();
} catch (IOException e) {
System.out.println(“Error IO file”);
}
28
Đọc/ghi đối tượng tự tạo
try
{
FileInputStream g = new FileInputStream("student.dat");
ObjectInputStream inStream = new ObjectInputStream(g);
Student y = (Student) inStream.readObject();
System.out.println(y.toString());
inStream.close();
} catch (ClassNotFoundException e) {
System.out.println(“Class not found”);
} catch (IOException e) {
System.out.println(“Error IO file”);
}
}
}
29
Đọc/ghi đối tượng tự tạo
• Đối tượng có thể cài đặt 2 phương thức
sau để thực hiện đọc/ghi theo cách riêng
của mình.
• private void writeObject(ObjectOutputStream
out) throws IOException
• private void readObject(ObjectInputStream in)
throws IOException, ClassNotFoundException
30
Luồng ký tự
• Từ Jdk 1.1, Java hỗ trợ đọc và thao
tác trên luồng đối với các ký tự
Unicode (2 byte).
• Luồng ký tự cơ bản
• Reader (đọc)
• Writer (ghi)
Object
Reader
Writer
31
Luồng ký tự
CharArrayReader
Reader
InputStreamReader
FileReader
FilterReader
PushBackReader
StringReader
PipedReader
BufferedReader
LineNumberReader
32
Luồng ký tự
CharArrayWriter
OutputStreamWriter
FileWriter
FilterWriter
Writer
StringReader
PipedWriter
BufferedWriter
StringWriter
33
Kết nối luồng byte và luồng kí tự
• Có thể chuyển từ luồng byte sang
luồng ký tự nh các lớp
• InputStreamReader
• OutputStreamReader
• Ví dụ:
• BufferedReader buff = new BufferedReader(new
InputStreamReader(System.in));
• String s = buff.readLine();
• ...
34
Luồng kí tự và Unicode
• Unicode Encoding
• UTF-8
• UTF-16
• Đọc/ghi file với các ký tự Unicode
• Kết nối từ luồng
FileInputStream/FileOutputStream vào
InputStreamReader/OutputStreamWriter
(có thể vào tiếp
BufferedReader/BufferedWriter)
• Chỉ rõ cách encoding
35
Ví dụ: Ghi file Unicode
try
{
OutputStreamWriter buff = new OutputStreamWriter(new
FileOutputStream("unicode.txt"), "UTF-16");
buff.write('ồ');
buff.write('à');
String s = "\r\nvậy hả";
buff.write(s, 0, s.length());
buff.close();
} catch (IOException e) {
System.out.println(“Error IO file”);
}
36
Ví dụ: Đọc file Unicode
try
{
InputStreamReader buff = new InputStreamReader(new
FileInputStream("unicode.txt"), "UTF-16");
int ch;
while ( (ch = buff.read()) != -1)
{
System.out.print((char)ch);
//
chế độ console sẽ không hiển thị được ký tự có
// dấu, nên hiển thị trong TextField hoặc TextArea
}
buff.close();
} catch (IOException e) {
System.out.println(“Error IO file”);
}
37
Chú ý khi soạn thảo mã
• Muốn đưa trực tiếp tiếng Việt Unicode
vào cùng các đoạn mã Java cần phải sử
dụng Notepad hoặc các phần mềm hỗ trợ
soạn thảo tiếng Việt.
• Các bước cần thực hiện
• Lưu file source code dưới dạng Unicode
• Gõ lệnh biên dịch
javac –encoding unicode filename.java
• Lệnh thông dịch
java filename (như bình thường)
38
File truy nhập ngẫu nhiên
• Hai hạn chế của việc xử lý file thông
qua luồng
• Không thể đọc và ghi file cùng một lúc
• Truy nhập file mang tính tuần tự
• Java hỗ trợ việc truy nhập và xử lý file
một cách tự do thông qua lớp
RandomAccessFile.
39
File truy nhập ngẫu nhiên
• Các phương thức cơ bản
• RandomAccessFile(String name, String mode)
// cấu tử, trong đó mode có thể là “r”, “w”, “rw”
• int readInt(); // đọc số nguyên
• void writeInt(int v); // ghi số nguyên
• long readLong(); // đọc số long
• void writeLong(long v); // ghi số long
• void seek(long pos); // di chuyển vị trí con trỏ file
• long getFilePointer(); // lấy vị trí của con trỏ file
• long length(); // lấy kích cỡ của file
• void close(); // đóng file
• ...
40
Ví dụ với RandomAccessFile
try
{
RandomAccessFile f = new RandomAccessFile("randfile.dat","rw");
f.writeBoolean(true);
f.writeInt(123456);
f.writeChar('j');
f.writeDouble(1234.56);
f.seek(1);
System.out.println(f.readInt());
System.out.println(f.readChar());
System.out.println(f.readDouble());
Kết quả
f.seek(0);
System.out.println(f.readBoolean());
123456
f.close();
j
} catch (IOException e) {
1234.56
System.out.println(“Error IO file”);
true
}
41
Chú ý khi đóng file
• Nếu để lệnh f.close() trong khối try thì
có thể lệnh này sẽ không được thực
hiện khi có lỗi các lệnh phía trên.
• Có thể viết lại như sau:
42
Chú ý khi đóng file
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
FileInputStream f = null;
try {
f = new FileInputStream("somefile.txt");
// đọc file
} catch (IOException e) {
// hiển thị lỗi
} finally {
if (f != null) {
try {
f.close(); // đóng file
} catch (Exception e) {
// thông báo lỗi khi đóng file
}
}
}
43
Lớp File
•
•
Lớp File cho phép lấy thông tin về file và
thư mục.
Một số phương thức của File
•
•
•
•
•
•
boolean exists(); // kiểm tra sự tồn tại của file
boolean isDirectory(); // kiểm tra xem file có phải
là thư mục
String getParent(); // lấy thư mục cha
long length(); // lấy cỡ file (byte)
long lastModified(); // lấy ngày sửa file gần nhất
String[] list(); // lấy nội dung của thư mục
44
Ví dụ: Hiển thị thông tin file
import java.io.*;
import java.util.Date;
public class FileInfo
{
public static void main(String[] args)
{
File file = new File("randfile.dat");
if ( file.exists() )
{
System.out.println("Path is: " + file.getAbsolutePath());
System.out.println("It's size is: " + file.length());
Date dateModified = new Date(file.lastModified());
System.out.println("Last update is: " + dateModified);
}
else
System.out.println("The file does not exist");
}
}
45
Ví dụ: Hiện nội dung thư mục
import java.io.*;
public class DirList
{
public static void main(String[] args)
{
File dir = new File(".", "");
if ( dir.isDirectory() )
{
String[] subFiles = dir.list();
for(int i=0; i < subFiles.length; i++)
if (new File(subFiles[i]).isDirectory())
System.out.println(subFiles[i] + " <DIR>");
else
System.out.println(subFiles[i]);
}
else
System.out.println("The file is not a directory");
}
}
46
Tóm tắt về xử lý file
•
•
•
•
•
Nên dùng DataInputStream và
DataOutputStream để nhập/xuất các dữ liệu
kiểu sơ cấp (int, float...)
Nên dùng ObjectInputStream và
ObjectOutputStream để nhập/xuất các đối
tượng.
Nên kết hợp luồng file và luồng đọc/ghi ký
tự để nhập xuất các file ký tự Unicode.
Nên dùng RandomAccessFile nếu muốn
đọc/ghi tự do trên file.
Dùng lớp File để lấy thông tin về file
47
Một số lớp khác
•
java.io.StreamTokenizer
•
•
•
•
java.io.FilenameFilter
java.awt.FileDialog
javax.swing.JFileChooser
...
48
Bài tập
1. Viết chương trình mycopy sử dụng như sau:
j ava m ycopy filenam e1 filenam e2
•
•
•
Nếu filename1 và filename2 là 2 file thì chương
trình copy nội dung của filename1 sang filename2
Nếu filename2 là thư mục thì copy filename1
sang thư mục filename2
Nếu filename1 có tên là con thì cho phép tạo
filename2 với nội dung gõ từ bàn phím (giống
lệnh copy con)
2. Viết chương trình mydir sử dụng như sau:
j ava m ydir filenam e. Chương trình có chức
năng giống lệnh dir của DOS.
49
Bài tập
3. Viết chương trình cho phép ngư i dùng chọn
một file văn bản, sau đó hiển thị nội dung
của file này trong một đối tượng TextArea.
(Dùng lớp JFileChooser để m hộp thoại
chọn file).
4. Viết chương trình đọc cấu trúc của một ảnh
bitmap và hiển thị ra màn hình. Tham khảo
cấu trúc ảnh bitmap trên Internet.
50
Bài tập
5. Viết chương trình quản lý một danh sách thí
sinh (Candidate). Chương trình cho phép
thêm thí sinh, tìm kiếm, cập nhật... Khi bắt
đầu, chương trình sẽ lấy dữ liệu từ file
t hisinh.dat . Khi kết thúc, chương trình ghi
lại danh sách sinh viên vào file. Có thể
dùng RandomAccessFile hoặc dùng
ObjectOutputStream và cài đặt Serializable.
51
Lan Anh