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Inhaltsverzeichnis
Vorwort
1 Java ist auch eine Sprache
2 Imperative Sprachkonzepte
3 Klassen und Objekte
4 Der Umgang mit Zeichenketten
5 Eigene Klassen schreiben
6 Exceptions
7 Äußere.innere Klassen
8 Besondere Klassen der Java SE
9 Generics<T>
10 Architektur, Design und angewandte Objektorientierung
11 Die Klassenbibliothek
12 Einführung in die nebenläufige Programmierung
13 Einführung in Datenstrukturen und Algorithmen
14 Einführung in grafische Oberflächen
15 Einführung in Dateien und Datenströme
16 Einführung in die <XML>-Verarbeitung mit Java
17 Einführung ins Datenbankmanagement mit JDBC
18 Bits und Bytes und Mathematisches
19 Die Werkzeuge des JDK
A Die Klassenbibliothek
Stichwort

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Java ist auch eine Insel von Christian Ullenboom
Das umfassende Handbuch
Buch: Java ist auch eine Insel

Java ist auch eine Insel
Galileo Computing
1308 S., 10., aktualisierte Auflage, geb., mit DVD
ca. 49,90 Euro, ISBN 978-3-8362-1802-3
Pfeil 15 Einführung in Dateien und Datenströme
Pfeil 15.1 Datei und Verzeichnis
Pfeil 15.1.1 Dateien und Verzeichnisse mit der Klasse File
Pfeil 15.1.2 Verzeichnis oder Datei? Existiert es?
Pfeil 15.1.3 Verzeichnis- und Dateieigenschaften/-attribute
Pfeil 15.1.4 Umbenennen und Verzeichnisse anlegen
Pfeil 15.1.5 Verzeichnisse auflisten und Dateien filtern
Pfeil 15.1.6 Dateien und Verzeichnisse löschen
Pfeil 15.2 Dateien mit wahlfreiem Zugriff
Pfeil 15.2.1 Ein RandomAccessFile zum Lesen und Schreiben öffnen
Pfeil 15.2.2 Aus dem RandomAccessFile lesen
Pfeil 15.2.3 Schreiben mit RandomAccessFile
Pfeil 15.2.4 Die Länge des RandomAccessFile
Pfeil 15.2.5 Hin und her in der Datei
Pfeil 15.3 Dateisysteme unter NIO.2
Pfeil 15.3.1 FileSystem und Path
Pfeil 15.3.2 Die Utility-Klasse Files
Pfeil 15.4 Stream-Klassen und Reader/Writer am Beispiel von Dateien
Pfeil 15.4.1 Mit dem FileWriter Texte in Dateien schreiben
Pfeil 15.4.2 Zeichen mit der Klasse FileReader lesen
Pfeil 15.4.3 Kopieren mit FileOutputStream und FileInputStream
Pfeil 15.4.4 Datenströme über Files mit NIO.2 beziehen
Pfeil 15.5 Basisklassen für die Ein-/Ausgabe
Pfeil 15.5.1 Die abstrakten Basisklassen
Pfeil 15.5.2 Übersicht über Ein-/Ausgabeklassen
Pfeil 15.5.3 Die abstrakte Basisklasse OutputStream
Pfeil 15.5.4 Die Schnittstellen Closeable, AutoCloseable und Flushable
Pfeil 15.5.5 Die abstrakte Basisklasse InputStream
Pfeil 15.5.6 Ressourcen aus dem Klassenpfad und aus Jar?Archiven laden
Pfeil 15.5.7 Die abstrakte Basisklasse Writer
Pfeil 15.5.8 Die abstrakte Basisklasse Reader
Pfeil 15.6 Datenströme filtern und verketten
Pfeil 15.6.1 Streams als Filter verketten (verschachteln)
Pfeil 15.6.2 Gepufferte Ausgaben mit BufferedWriter und BufferedOutputStream
Pfeil 15.6.3 Gepufferte Eingaben mit BufferedReader/BufferedInputStream
Pfeil 15.7 Vermittler zwischen Byte-Streams und Unicode-Strömen
Pfeil 15.7.1 Datenkonvertierung durch den OutputStreamWriter
Pfeil 15.7.2 Automatische Konvertierungen mit dem InputStreamReader

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15.6 Datenströme filtern und verkettenZur nächsten Überschrift

So wie im alltäglichen Leben Filter beim Kaffee oder bei Fotoapparaten eine große Rolle spielen, so sind sie auch bei Datenströmen zu finden. Immer dann, wenn Daten von einer Quelle gelesen oder in eine Senke geschrieben werden, können Filter die Daten auf dem Weg verändern. Die Java-Bibliothek sieht eine ganze Reihe von Filtern vor, die sich zwischen die Kommunikation schalten können.

Tabelle 15.8: Filter zwischen Ein- und Ausgabe

Eingabe Ausgabe Anwendung
BufferedInputStream BufferedOutputStream Daten puffern
BufferedReader BufferedWriter
CheckedInputStream CheckedOutputStream Checksumme berechnen
DataInputStream DataOutputStream Primitive Datentypen aus dem Strom holen und in den Strom schreiben
DigestInputStream DigestOutputStream Digest (Checksumme) mitberechnen
InflaterInputStream DeflaterOutputStream Kompression von Daten
LineNumberInputStream Mitzählen von Zeilen
LineNumberReader
PushbackInputStream Daten in den Lesestrom zurücklegen
PushbackReader
CipherInputStream CipherOutputStream Daten verschlüsseln und entschlüsseln

Der CipherOutputStream stammt als Einziger aus dem Paket javax.crypto; manche Typen sind aus java.util.zip, und alle anderen stammen aus java.io.


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15.6.1 Streams als Filter verketten (verschachteln)Zur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Die Funktionalität der bisher vorgestellten Ein-/Ausgabe-Klassen reicht für den Alltag zwar aus, doch sind Ergänzungen gefordert, die die Fähigkeiten der Klassen erweitern; so zum Beispiel beim Puffern. Da die Programmlogik zur Pufferung mit Daten unabhängig von der Quelle ist, aus der die Daten stammen, findet sich die Pufferung in einer gesonderten Klasse. Java implementiert hier ein bekanntes Muster, das sich Dekorator nennt. Zwei Zeilen sollen dieses Prinzip verdeutlichen, um gepufferte Daten in eine Datei zu schreiben:

Writer fw = new FileWriter( filename );
Writer bw = new BufferedWriter( fw );

Der Konstruktor von BufferedWriter nimmt einen beliebigen anderen Writer auf, denn der Pufferung ist es egal, ob die Daten in eine Datei oder ins Netzwerk geschrieben werden. Das Prinzip ist also immer, dass der Filter einen anderen Strom annimmt, an den er die Daten weitergibt oder von dem er sie holt.

Schauen wir uns die Klassen im Paket java.io genau an, die andere Ströme im Konstruktor entgegennehmen:

  • BufferedWriter, PrintWriter, FilterWriter nehmen Writer.
  • BufferedReader, FilterReader, LineNumberReader, PushbackReader, StreamTokenizer nehmen Reader.
  • BufferedOutputStream, DataOutputStream, FilterOutputStream, ObjectOutputStream, OutputStreamWriter, PrintStream, PrintWriter nehmen OutputStream.
  • BufferedInputStream, DataInputStream, FilterInputStream, InputStreamReader, ObjectInputStream, PushbackInputStream nehmen InputStream.

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15.6.2 Gepufferte Ausgaben mit BufferedWriter und BufferedOutputStreamZur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Die Klassen BufferedWriter und BufferedOutputStream haben die Aufgabe, die mittels write() in den Ausgabestrom geleiteten Ausgaben zu puffern. Dies ist immer dann nützlich, wenn viele Schreiboperationen gemacht werden, denn das Puffern macht insbesondere Dateioperationen wesentlich schneller, da so mehrere Schreiboperationen zu einer zusammengefasst werden. Um die Funktionalität eines Puffers zu erhalten, besitzen die Klassen einen internen Puffer, in dem die Ausgaben von write() zwischengespeichert werden. Standardmäßig fasst der Puffer 8.192 Symbole. Er kann aber über einen parametrisierten Konstruktor auf einen anderen Wert gesetzt werden. Erst wenn der Puffer voll ist oder die Methoden flush() oder close() aufgerufen werden, werden die gepufferten Ausgaben geschrieben. Durch die Verringerung der Anzahl tatsächlicher write()-Aufrufe an das externe Gerät erhöht sich die Geschwindigkeit der Anwendung im Allgemeinen deutlich.

Abbildung

Abbildung 15.7: BufferedWriter ist ein Writer und dekoriert einen anderen Writer

Um einen BufferedWriter/BufferedOutputStream anzulegen, gibt es zwei Konstruktoren, denen ein bereits existierender Writer/OutputStream übergeben wird. An diesen Writer/OutputStream wird dann der Filter seinerseits die Ausgaben weiterleiten, insbesondere nach einem Aufruf von flush(), close() oder einem internen Überlauf.

class java.io.BufferedWriter     class java.io.BufferedOutputStream
extends Writer extends FilterOutputStream
  • BufferedWriter(Writer out)
  • BufferedOutputStream(OutputStream out)
    Erzeugt einen puffernden Ausgabestrom mit der Puffergröße von 8.192 Symbolen.
  • BufferedWriter(Writer out, int sz)
  • BufferedOutputStream(OutputStream out, int size)
    Erzeugt einen puffernden Ausgabestrom mit einer Puffergröße. Ist sie nicht echt größer 0, gibt es eine IllegalArgumentException.

Alle write()- und append()-Methoden sind so implementiert, dass die Daten erst im Puffer landen. Wenn der Puffer voll ist – oder flush() aufgerufen wird –, werden sie an den im Konstruktor übergebenen Writer durchgespült.

Beispiel zum BufferedWriter mit FileWriter und PrintWriter

Ein FileWriter sichert Daten in einer Datei. Ein BufferedWriter soll aber vorher die Daten erst einmal sammeln, sodass sie erst beim Flush an den FileWriter gehen. Der Anwendungsentwickler soll in unserem Beispiel aber nicht direkt den BufferedWriter nutzen, sondern ihn als allgemeinen Writer im Konstruktor von PrintWriter übergeben. Ein PrintWriter besitzt die komfortablen Methoden print(), println() und printf(), sodass wir nicht mehr nur auf write()-Methoden vom Writer angewiesen sind:

Listing 15.8: com/tutego/insel/io/writer/ChainedWriter.java, main()

PrintWriter pw = null;
try
{
Writer fw = new FileWriter( "charArrayWriterDemoPuffer.txt" );
Writer bw = new BufferedWriter( fw );
pw = new PrintWriter( bw );

for ( int i = 1; i < 10000; i++ )
pw.println( "Zeile " + i );
}
catch ( IOException e ) {
System.err.println( "Error creating file!" );
}
finally {
if ( pw != null )
pw.close();
}

Zusätzlich bietet die Klasse BufferedWriter die Methode newLine(), die in der Ausgabe eine neue Zeile beginnt. Das Zeichen für den Zeilenwechsel wird aus der Systemeigenschaft line.separator genommen. Da sie intern mit der write()-Methode arbeitet, kann sie eine IOException auslösen.


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15.6.3 Gepufferte Eingaben mit BufferedReader/BufferedInputStreamZur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Die Klassen BufferedReader und BufferedInputStream puffern Eingaben. Die Daten werden also zuerst in einen Zwischenspeicher geladen, was insbesondere bei Dateien zu weniger Zugriffen auf den Datenträger führt und so die Geschwindigkeit der Anwendung erhöht.

Die Klassen BufferedReader und BufferedInputStream besitzen je zwei Konstruktoren. Bei einem lässt sich die Größe des internen Puffers angeben. Die Puffergröße beträgt wie beim BufferedWriter/BufferedOutputStream standardmäßig 8.192 Einträge.

class java.io.BufferedReader     class java.io.BufferedInputStream
extends Reader extends FilterInputStream
  • BufferedReader(Reader in)
  • BufferedInputStream(InputStream in)
    Erzeugt einen puffernden Zeichenstrom mit der Puffergröße von 8.192.
  • BufferedReader( Reader in, int sz )
  • BufferedInputStream(InputStream in, int size)
    Erzeugt einen puffernden Zeichenstrom mit der gewünschten Puffergröße.

Programm zur Anzeige von Dateien

Das folgende Programm implementiert ein einfaches »cat«-Kommando[209](Der kurze Name »cat« stammt von »catenate«, einem Synonym für »concatenate«.) von Unix, um Dateiinhalte über die Standardausgabe auszugeben. Die Dateinamen werden auf der Kommandozeile übergeben:

Listing 15.9: com/tutego/insel/io/stream/cat.java

package com.tutego.insel.io.stream;

import java.io.*;

class cat
{
public static void main( String[] args )
{
for ( String filename : args ) {
try {
InputStream in = new BufferedInputStream( new FileInputStream(filename) );

try {
for ( int c; (c = in.read()) != –1 /* EOF */; )
System.out.write( c );
}
finally {
in.close();
}
}
catch ( IOException e ) {
System.err.println( "cat: Fehler beim Verarbeiten von " + filename );
System.exit( 1 );
}
} // end for
}
}

Die Dateiangaben nimmt das Programm über die Kommandozeile entgegen; etwa so:

$ java com.tutego.insel.io.stream.cat adam.txt eva.txt
Hinweis

Insbesondere bei externen Hintergrundspeichern ergibt eine Pufferung Sinn. So sollten zum Beispiel die dateiorientierten Klassen immer gepuffert werden, insbesondere, wenn einzelne Bytes/Zeichen gelesen oder geschrieben werden. Ohne Pufferung In der Regel schneller mit Pufferung

new FileReader(f) new BufferedReader(new FileReader(f))
new FileWriter(f) new BufferedWriter(new FileWriter(f))
new FileInputStream(f) new BufferedInputStream(new FileInputStream(f))
new FileOutputStream(f) new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(f))

Zeilen lesen mit BufferedReader und readLine()

Die Klasse BufferedReader stellt die Methode readLine() zur Verfügung, die eine komplette Textzeile liest und als String an den Aufrufer zurückgibt; BufferedOutputStream als byte-orientierte Klasse bietet die Methode nicht an.

class java.io.BufferedReader
extends Reader
  • String readLine()
    Liest eine Zeile bis zum Zeilenende und gibt den String ohne die Endzeichen zurück. Die Rückgabe ist null, wenn der Stream am Ende ist.

Da ein BufferedReader Markierungen und Sprünge erlaubt, werden die entsprechenden Methoden von Reader überschrieben.



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