JAVA上機實驗new輸入

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1、第 6章 輸 入 /輸 出 和 異 常 處 理 在 實 際 的 應(yīng) 用 開 發(fā) 中 經(jīng) 常 會 遇 到 數(shù) 據(jù) 輸 入 /輸 出 的需 求 ， 這 樣 的 需 求 在 Java中 使 用 I/O流 來 實 現(xiàn) 。 6.1 I/O流 一 個 好 的 程 序 語 言 ， 完 善 的 輸 入 輸 出 功 能 是 必 不可 少 的 。 在 Java中 將 不 同 來 源 和 目 標 的 數(shù) 據(jù) 統(tǒng) 一 抽 象 為 流 ，通 過 對 流 對 象 的 操 作 來 完 成 I/O功 能 。 Java中 的 流 很 靈 活 ， 可 以 連 接 到 各 種 不 同 的 源 或目 標 ， 如 磁 盤 文 件 、

2、鍵 盤 （ 輸 入 設(shè) 備 ） 、 顯 示 器（ 輸 出 設(shè) 備 ） 、 網(wǎng) 絡(luò) 等 。 6.1.1 流 的 層 次 Java中 所 有 的 I/O都 是 通 過 流 來 實 現(xiàn) 的 ， 可 以 將流 理 解 為 連 接 到 數(shù) 據(jù) 目 標 或 源 的 管 道 ， 可 以 通過 連 接 到 源 的 流 從 源 當 中 讀 取 數(shù) 據(jù) ， 或 通 過 連接 到 目 標 的 流 向 目 標 中 寫 入 數(shù) 據(jù) 。 根 據(jù) 流 的 方 向 可 以 將 其 分 為 兩 類 ： 輸 入 流 和 輸出 流 。 用 戶 可 以 從 輸 入 流 中 讀 取 信 息 ， 向 輸 出流 中 寫 信 息 。 根 據(jù)

3、 流 處 理 數(shù) 據(jù) 類 型 的 不 同 也 可 以 將 其 分 為 兩類 ： 字 節(jié) 流 與 字 符 流 。 Java中 I/O流 是 由 java.io包 來 實 現(xiàn) 的 ， 其 中 的 類 大 致 分為 輸 入 和 輸 出 兩 大 部 分 。 在 java.io包 最 頂 層 包 含 子 類 較 多 的 兩 個 類 是InputStream和 OutputStream。 這 兩 個 類 均 為 抽 象 類 。java.io包 中 的 很 多 類 都 是 從 這 兩 個 類 繼 承 而 來 的 . 6.1.2 輸 入 流 和 輸 出 流 前 面 介 紹 過 ， Java的 I/O類 庫 分

4、 成 輸 入 和 輸 出 兩 大部 分 。 所 有 InputStream和 Reader的 派 生 類 都 有 一 個 繼 承下 來 的 ， 能 讀 取 單 個 或 byte數(shù) 組 的 read()方 法 。 所 有 OutputStream和 Writer的 派 生 類 都 有 一 個write()方 法 。 6.1.3 字 節(jié) 流 和 字 符 流 根 據(jù) 流 處 理 數(shù) 據(jù) 類 型 的 不 同 也 可 以 將 其 分 為 兩 類 ：字 節(jié) 流 與 字 符 流 ， 下 面 列 出 了 這 兩 種 流 的 不 同 之處 。 字 節(jié) 流 :字 節(jié) 流 以 字 節(jié) 為 基 本 單 位 來 處 理

5、 數(shù) 據(jù)的 輸 入 /輸 出 ， 一 般 都 用 于 對 二 進 制 數(shù) 據(jù) 的 讀 寫 ，如 聲 音 、 圖 像 等 。 字 符 流 :字 符 流 以 字 符 為 基 本 單 位 來 處 理 數(shù) 據(jù) 的 輸入 和 輸 出 ， 一 般 都 用 于 對 文 本 類 型 數(shù) 據(jù) 的 讀 寫 ，如 文 本 文 件 、 網(wǎng) 絡(luò) 中 發(fā) 送 的 文 本 信 息 等 。 雖 然 文 本 數(shù) 據(jù) 也 可 以 看 作 二 進 制 數(shù) 據(jù) ， 但 一 般 采用 字 符 流 處 理 文 本 數(shù) 據(jù) 比 采 用 字 節(jié) 流 效 率 更 高 ，也 更 方 便 。 6.1.4 隨 機 存 取 文 件 流 前 面 介 紹

6、 的 都 是 順 序 訪 問 的 流 ， 在 Java還 有 一 種支 持 隨 機 訪 問 的 流 RandomAccessFile。 這 個 類 的實 例 支 持 同 時 進 行 的 讀 /寫 操 作 。 一 個 隨 機 存 取 文件 好 比 存 儲 在 文 件 系 統(tǒng) 中 的 一 個 大 “ 數(shù) 組 ” 。 該“ 數(shù) 組 ” 有 一 個 文 件 指 針 ， 輸 入 操 作 從 該 指 針 所指 示 的 地 方 開 始 讀 取 數(shù) 據(jù) ， 每 讀 一 個 字 節(jié) ， 指 針后 移 一 個 字 節(jié) 。 如 果 一 個 隨 機 存 取 文 件 以 讀 /寫 方式 創(chuàng) 建 ， 也 可 對 其 進

7、行 輸 出 （ 寫 ） 操 作 。 輸 出 操作 也 從 文 件 指 針 所 指 的 地 方 寫 字 節(jié) ， 并 將 指 針 置于 所 寫 字 節(jié) 之 后 。 當 輸 出 操 作 超 過 了 “ 數(shù) 組 ” 的末 尾 ， 將 導(dǎo) 致 文 件 的 擴 大 。 文 件 指 針 可 用getFilePointer()方 法 讀 取 ， 用 seek()方 法 設(shè) 置 。 6.2 I/O流 的 使 用 本 節(jié) 將 具 體 介 紹 如 何 使 用 這 些 流 類 ， 包 括 標 準 的I/O輸 出 、 基 本 的 I/O流 、 過 濾 流 、 文 件 的 隨 機 讀寫 和 流 的 分 割 。 6.2.1

8、 標 準 的 I/O流 下 面 首 先 介 紹 標 準 的 I/O流 的 使 用 方 法 。 在 Java語 言 中 ， 鍵 盤 用stdin表 示 ， 監(jiān) 視 器 用 stdout表 示 。 它 們 均 被 封 裝 在 System類 的 類變 量 in和 out中 ， 分 別 對 應(yīng) 于 System.in和 System.out。 事 實 上 ，類 變 量 in和 out分 別 屬 于 類 InputStream和 PrintStream， 只 是 由 于InputStream和 PrintStream不 能 用 new()方 法 直 接 創(chuàng) 建 ， 所 以 才 在System類 中 聲

9、 明 為 如 下 的 3個 類 變 量 。 public static InputStream in public static PrintStream out public static PrintStream err 6.2.2 基 本 的 I/O流 1 InputStream類 InputStream類 是 以 字 節(jié) 為 單 位 的 輸 入 流 。 數(shù) 據(jù) 來 源 可 以 是鍵 盤 ， 也 可 以 是 諸 如 Internet這 樣 的 網(wǎng) 絡(luò) 環(huán) 境 。 這 個 類 可作 為 許 多 輸 入 類 的 基 類 。 InputStream是 一 個 抽 象 類 ， 因 此不 能 建 立

10、它 的 實 例 ， 用 戶 只 能 使 用 它 的 子 類 。 注 意 ， 大 多數(shù) 輸 入 方 法 都 拋 出 了 IOException異 常 ， 因 此 如 果 程 序 中 調(diào)用 了 這 些 輸 入 方 法 ， 就 必 須 捕 獲 和 處 理 IOException異 常 。 6.2.2 基 本 的 I/O流 2 OutputStream類 OutputStream是 與 InputStream相 對 應(yīng) 的 輸 出 流 類 ， 它 具 有輸 出 流 的 所 有 基 本 功 能 。 由 于 OutputStream實 現(xiàn) 輸 出 流 的許 多 方 法 與 InputStream流 的 方

11、 法 相 對 應(yīng) ， 下 面 僅 簡 單 列 出與 輸 入 流 類 相 對 應(yīng) 的 方 法 。 public abstract void write(int b ) throws IOException： 向 流 中 寫 入 一 個 字 節(jié) 。 public void write(byte b) throws IOException：向 流 中 寫 入 一 個 字 節(jié) 數(shù) 組 。 public void write(byte b,int off,int len) throws IOException： 在 從 數(shù) 組 中 的 第 off個 位 置 開 始 的len個 位 置 上 寫 入 數(shù) 據(jù)

12、 。 public void flush ( ) throws IOException： 清 空流 并 強 制 將 緩 沖 區(qū) 中 所 有 數(shù) 據(jù) 寫 入 到 流 中 。 public void close ( ) throws IOException： 關(guān) 閉 流 對 象 。 6.2.2 基 本 的 I/O流 3 PipedInputStream和 PipedOutputStream類 管 道 流 用 于 線 程 之 間 的 通 信 。 一 個 PipedInputStream必 須連 接 一 個 PipedOutputStream， 而 且 一 個PipedOutputStream也 必

13、須 連 接 一 個 PipedInputStream。 這兩 個 類 用 于 實 現(xiàn) 與 Unix中 的 管 道 相 似 的 管 道 流 。PipedInputStream實 現(xiàn) 管 道 的 輸 入 端 ， 而PipedOutputStream用 于 實 現(xiàn) 管 道 的 輸 出 端 。 PipedInputStream類 從 管 道 中 讀 取 數(shù) 據(jù) 時 ， 這 個 管 道 數(shù) 據(jù)是 由 PipedOutputStream類 寫 入 的 。 因 此 ， 在 使 用PipedInputStream類 之 前 ， 必 須 將 它 連 接 到PipedOutputStream類 。 可 以 在 實

14、 例 化 PipedInputStream類時 建 立 這 個 連 接 ， 或 者 調(diào) 用 Connect()方 法 建 立 連 接 。PipedInputStream中 包 含 用 于 讀 數(shù) 據(jù) 的 底 層 方 法 ， 同 時 也 提 供 了 讀 數(shù) 據(jù) 的 高 層 接 口 。 6.2.2 基 本 的 I/O流 4 SequenceInputStream類 SequenceInputStream類 是 InputStream類 的 一 個 子 類 。 使 用 這 個類 可 以 將 兩 個 獨 立 的 流 合 并 為 一 個 邏 輯 流 。 合 并 后 的 流 中 的 數(shù) 據(jù)按 照 在 各

15、個 流 中 指 定 的 順 序 讀 出 。 第 一 個 流 結(jié) 束 時 ， 使 用 無 縫 連接 的 方 式 開 始 從 第 二 個 流 中 讀 取 數(shù) 據(jù) 。 下 面 是 一 個 使 用 SequenceInputStream類 的 例 子 ， 代 碼 片 段 如 下 。 1 InputStream is1 = new FileInputStream(file1.dat); 2 InputStream is2 = new FileInputStream(file2.dat); 3 SequenceInputStream sis = new SequenceInputStream(is1,is

16、2); 4 / 合 并 兩 個 流 5 for(;) 6 int data = sis.read( ); 7 if (data = = -1) break; 8 6.2.3 過 濾 流 從 前 面 的 介 紹 可 以 知 道 ， 過 濾 流 FilterInputStream和FilterOutputStream分 別 是 InputStream和 OutputStream的子 類 ， 而 且 它 們 也 都 是 抽 象 類 。 FilterInputStream類 和FilterOutputStream類 都 重 寫 了 超 類 InputStream和OutputStream的 方 法 。

17、 FilterInputStream和 FilterOutputStream為 讀 寫 處 理 數(shù) 據(jù)的 過 濾 流 定 義 接 口 。 其 子 類 則 進 一 步 實 現(xiàn) 接 口 和 方 法 。 這些 子 類 有 以 下 幾 種 。 DataInputStream類 和 DataOutputStream類 BufferedInputStream和 BufferedOutputStream類 LineNumberInputStream類 PushbackInputStream類 6.2.4 文 件 隨 機 讀 寫 當 程 序 把 一 個 RandomAccessFile對 象 與 一 個 文

18、件關(guān) 聯(lián) 時 ， 程 序 從 文 件 定 位 指 針 指 定 的 位 置 開 始 讀寫 數(shù) 據(jù) ， 并 且 把 所 有 數(shù) 據(jù) 當 成 基 本 數(shù) 據(jù) 類 型 來 操作 。 使 用 RandomAccessFile除 了 可 以 讀 寫 文 件 中 任 意位 置 的 字 節(jié) 外 ， 還 可 以 讀 寫 文 本 和 Java的 基 本 數(shù)據(jù) 類 型 。 6.2.5 流 的 分 割 流 的 分 割 是 由 StreamTokenizer類 實 現(xiàn) 的 。 該 類 把一 個 流 的 內(nèi) 容 劃 分 成 若 干 個 token單 位 ， 一 次 可 以讀 寫 一 個 token。 StreamToke

19、nizer類 用 于 將 任 何 InputStream分 割為 一 系 列 “ 記 號 （ Token） ” 。 6.3 對 象 的 序 列 化 Java的 對 象 序 列 化 用 于 將 一 個 實 現(xiàn) 了Serializable接 口 的 對 象 轉(zhuǎn) 換 成 一 組 byte， 這 樣以 后 要 用 這 個 對 象 時 候 ， 就 能 把 這 些 byte數(shù) 據(jù) 恢復(fù) 出 來 ， 并 據(jù) 此 重 新 構(gòu) 建 那 個 對 象 了 。 這 一 點 甚 至 在 跨 網(wǎng) 絡(luò) 的 環(huán) 境 下 也 是 如 此 ， 這 就 意味 著 序 列 化 機 制 能 自 動 補 償 操 作 系 統(tǒng) 方 面 的

20、差 異 。也 就 是 說 ， 可 以 在 Windows機 器 上 創(chuàng) 建 一 個 對 象 ，序 列 化 之 后 ， 再 通 過 網(wǎng) 絡(luò) 傳 到 Unix機 器 上 ， 然 后在 那 里 進 行 重 建 ， 而 不 用 擔 心 在 不 同 的 平 臺 上 數(shù)據(jù) 是 怎 樣 表 示 的 ， byte順 序 怎 樣 ， 或 者 別 的 什 么細 節(jié) 。 6.3.1 存 儲 對 象 Java序 列 化 技 術(shù) 可 以 將 一 個 對 象 的 狀 態(tài) 寫 入 一 個byte流 里 ， 并 且 可 以 從 其 他 地 方 把 該 byte流 里 的數(shù) 據(jù) 讀 出 來 ， 重 新 構(gòu) 造 一 個 相 同

21、的 對 象 。 這 種 機制 允 許 將 對 象 通 過 網(wǎng) 絡(luò) 進 行 傳 播 ， 并 可 以 隨 時 把對 象 存 儲 到 數(shù) 據(jù) 庫 、 文 件 等 系 統(tǒng) 里 。 Java的 序 列化 機 制 是 RMI、 EJB、 JNNI等 技 術(shù) 的 技 術(shù) 基 礎(chǔ) 。 并 非 所 有 的 Java類 都 可 以 序 列 化 ， 為 了 使 指 定 的類 可 以 實 現(xiàn) 序 列 化 ， 必 須 使 該 類 實 現(xiàn) 接 口java.io.Serializable。 需 要 注 意 的 是 ， 該 接 口什 么 方 法 也 沒 有 。 實 現(xiàn) 該 類 只 是 簡 單 的 標 記 該 類準 備 支 持

22、 序 列 化 功 能 。 6.3.2 對 象 的 序 列 化 Java1.1以 后 添 加 了 對 象 序 列 化 機 制 ， 可 以 把 實 現(xiàn)了 Serializable接 口 的 對 象 序 列 化 。 Serializable接 口 中 沒 有 定 義 任 何 方 法 ， 只 是 一個 特 殊 的 標 記 ， 用 來 告 訴 Java 編 譯 器 ， 這 個 對 象參 加 了 序 列 化 的 協(xié) 議 ， 可 以 把 它 序 列 化 。 因 此 一 個 類 實 現(xiàn) Serializable接 口 時 ， 并 不 需 要實 現(xiàn) 任 何 針 對 該 接 口 的 方 法 ， 6.3.3 對 象

23、 序 列 化 中 的 一 些 問 題 （ 1） 性 能 問 題 為 了 序 列 化 類 A的 一 個 實 例 對 象 ， 所 需 保 存 的 全 部 信 息 如 下 。 與 此 實 例 對 象 相 關(guān) 的 全 部 類 的 元 數(shù) 據(jù) (metadata)信 息 ； 因為 繼 承 關(guān) 系 ， 類 A的 實 例 對 象 也 是 其 任 一 父 類 的 對 象 。 因 而 ，需 要 將 整 個 繼 承 鏈 上 的 每 一 個 類 的 元 數(shù) 據(jù) 信 息 ， 按 照 從 父到 子 的 順 序 依 次 保 存 起 來 。 （ 2） 版 本 信 息 當 用 readObject()方 法 讀 取 一 個

24、序 列 化 對 象 的 byte流 信 息時 ， 會 從 中 得 到 所 有 相 關(guān) 類 的 描 述 信 息 以 及 示 例 對 象 的 狀態(tài) 數(shù) 據(jù) ； 然 后 將 此 描 述 信 息 與 其 本 地 要 構(gòu) 造 的 類 的 描 述 信息 進 行 比 較 ， 如 果 相 同 則 會 創(chuàng) 建 一 個 新 的 實 例 并 恢 復(fù) 其 狀態(tài) ， 否 則 會 拋 出 異 常 。 這 就 是 序 列 化 對 象 的 版 本 檢 測 。 6.4 文 件 管 理 前 面 的 章 節(jié) 介 紹 了 Java中 的 各 種 I/O流 ， 在 使 用I/O流 的 過 程 中 很 多 情 況 下 源 與 目 標 都

25、 是 文 件 。 因此 ， 本 節(jié) 將 介 紹 在 Java中 如 何 獲 取 目 錄 、 文 件 的信 息 以 及 對 目 錄 、 文 件 進 行 管 理 。 6.4.1 File類 簡 介 Java中 專 門 提 供 了 一 個 表 示 目 錄 與 文 件 的 類 java.io.File， 通 過 其 可 以 獲 取 文 件 、 目 錄 的 信息 ， 對 文 件 、 目 錄 進 行 管 理 。 File類 一 共 提 供 了 4個 構(gòu) 造 器 ， 6.4.2 使 用 File類 下 面 的 例 子 創(chuàng) 建 MyFile文 件 夾 ， 接 著 在 MyFile文件 夾 下 創(chuàng) 建 Chil

26、dFile.txt文 件 ， 并 向 文 件 中 寫 入字 符 串 。 從 本 例 中 可 以 看 出 ， 通 過 使 用 java.io包 中 提 供 的File類 可 以 方 便 地 對 文 件 、 目 錄 進 行 管 理 。 6.5 異 常 處 理 開 發(fā) 核 心 業(yè) 務(wù) 代 碼 只 占 了 20% 30%的 時 間 ， 而 用于 開 發(fā) 容 錯 代 碼 的 時 間 卻 高 達 70% 80%， 這 大 大降 低 了 開 發(fā) 效 率 。 Java中 提 供 的 異 常 處 理 機 制 ，可 以 在 一 定 程 度 上 解 決 這 個 問 題 。 6.5.1 異 常 處 理 概 述 Jav

27、a中 定 義 了 很 多 異 常 類 。 每 個 異 常 類 都 代 表 了一 種 或 多 種 運 行 錯 誤 ， 異 常 類 中 包 含 了 該 運 行 的錯 誤 信 息 和 處 理 錯 誤 的 方 法 等 內(nèi) 容 。 每 當 Java程 序 運 行 過 程 中 發(fā) 生 一 個 可 識 別 的 運 行錯 誤 時 ， 即 產(chǎn) 生 一 個 異 常 。 Java采 取 “ 拋 出 -捕 獲 ” 的 方 式 1、 try和 catch捕 獲 異 常 try 可 能 出 現(xiàn) 異 常 的 代 碼 catch(異 常 類 型 1 引 用 ） 異 常 類 型 1的 處 理 代 碼 catch(異 常 類 型

28、 n 引 用 ） 異 常 類 型 n的 處 理 代 碼 見 例 題 6-8 2、 finall語 句 塊 在 任 何 情 況 下 都 將 保 證 執(zhí) 行 。 finall finall塊 的 代 碼 見 例 題 6-9 6.5.2 異 常 的 層 次 結(jié) 構(gòu) 當 異 常 發(fā) 生 時 ， Java會 將 該 異 常 包 裝 成 一 個 異 常 類 的 對 象 ， 并 將其 引 用 作 為 參 數(shù) 傳 遞 給 相 應(yīng) 的 catch語 句 ， 這 樣 在 catch語 句 中 就可 以 對 這 個 異 常 對 象 進 行 操 作 。 1 捕 獲 異 常 ： 是 由 外 界 因 素 產(chǎn) 生 的 ，

29、并 且 是 可 以 恢 復(fù) 的 。 說 明 ： 在 調(diào) 用 可 能 拋 出 捕 獲 異 常 的 方 法 （ 或 構(gòu) 造 器 ） 時 ， 必 須 編 寫 處 理異 常 的 代 碼 ， 否 則 編 譯 不 通 過 。 Java類 庫 中 有 一 個 java.lang.Throwable類 ， 繼 承自 java.lang.Object類 ， 是 所 有 異 常 類 的 超 類 。 見 例 題 6-13 例 題 6-14 2 未 捕 獲 異 常 ： Error類 及 子 類 以 及 RuntimeException類 及 其 子 類 。（ 1） 繼 承 自 Error的 類 一 般 代 表 由 硬

30、 件 運 行 失 敗 導(dǎo) 致 的嚴 重 錯 誤 。 如 內(nèi) 存 耗 盡 。 程 序 不 能 從 Error中 恢 復(fù) 。（ 2） RuntimeException類 的 子 類 通 常 是 指 一 些 程 序 運行 時 錯 誤 引 起 的 異 常 。 如 空 引 用 異 常 ， 可 以 通 過 編 譯 ，但 運 行 時 會 拋 出 NullPointException異 常 。（ 3） 未 捕 獲 異 常 可 以 不 被 處 理 ， 也 可 以 進 行 處 理 。 見 例 題 6-15 6.5.3 自 定 義 異 常 有 時 系 統(tǒng) 中 已 有 的 異 常 類 型 不 能 滿 足 使 用 的

31、需 要 。這 時 ， 就 需 要 拋 出 自 定 義 的 異 常 對 象 。 1 創(chuàng) 建 自 己 的 異 常 類 （ 1） 充 當 捕 獲 異 常 的 角 色 。 （ 2） 格 式 ：class 類 名 extends Exception 或 其 他 捕 獲 異 常 類 類 體 （ 3） printStackTrace()、 toString()、 getMessage()方 法 。 分 別 返 回 異 常 調(diào) 用 棧 的 信 息 、 異 常 對 象 的 字符 串 表 示 、 異 常 對 象 中 攜 帶 的 出 錯 信 息 。 見 例 題 6-162 使 用 自 定 義 的 異 常 類 格 式 ： throw new 自 定 義 異 常 類 見 例 題 6-17.