Java第09次实验（流与文件）

第一次实验

0. 字节流与二进制文件

1.使用DataOutputStream与FileOutputStream将Student对象写入二进制文件student.data

• 二进制文件与文本文件的区别
• try...catch...finally注意事项

2.使用try..with...resouces关闭资源

3.使用DataInputStream与FileInputStream从student.data中读取学生信息并组装成对象

我的代码

package homework;
import java.io.DataInputStream;
import java.io.DataOutputStream;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
class Student {
       private int id;
       private String name;
       private int age;
       private double grade;
       public Student(){
       }
       public Student(int id, String name, int age, double grade) {
          this.id = id;
          this.setName(name);
          this.setAge(age);
          this.setGrade(grade);
      }
      public int getId() {
          return id;
      }
      public void setId(int id) {
          this.id = id;
      }
      public String getName() {
          return name;
      }
      public void setName(String name) {
          if (name.length()>10){
              throw new IllegalArgumentException("name's length should <=10 "+name.length());
          }
          this.name = name;
      }
      public int getAge() {
          return age;
      }
      public void setAge(int age) {
          if (age<=0){
              throw new IllegalArgumentException("age should >0 "+age);
          }
          this.age = age;
      }
      public double getGrade() {
          return grade;
      }
      public void setGrade(double grade) {
          if (grade<0 || grade >100){
              throw new IllegalArgumentException("grade should be in [0,100] "+grade);
          }
          this.grade = grade;
      }
      @Override
      public String toString() {
          return "Student [id=" + id + ", name=" + name + ", age=" + age + ", grade=" + grade + "]";
      }
  }
   public class Main {
          public static void main(String[] args)
          {
              String fileName="d:\\student.data";
              try(DataOutputStream dos=new DataOutputStream(new FileOutputStream(fileName)))
              {
                  Student[] stu=new Student[3];
                  stu[0]=new Student(1,"zhangsan",19,65.0);
                  stu[1]=new Student(2,"lisi",19,75.0);
                  stu[2]=new Student(3,"wangwu",20,85.0);
                  for(Student stu1:stu) {
                      dos.writeInt(stu1.getId());
                      dos.writeUTF(stu1.getName());
                      dos.writeInt(stu1.getAge());
                      dos.writeDouble(stu1.getGrade());
                  }
              } catch (FileNotFoundException e) {
                  // TODO Auto-generated catch block
                  e.printStackTrace();
              } catch (IOException e) {
                  // TODO Auto-generated catch block
                  e.printStackTrace();
              }
              try(DataInputStream dis=new DataInputStream(new FileInputStream(fileName)))
              {
                  while(dis!=null) {
                      int id=dis.readInt();
                      String name=dis.readUTF();
                      int age=dis.readInt();
                      double grade=dis.readDouble();
                      Student stu=new Student(id,name,age,grade);
                      System.out.println(stu);
                  }
              } catch (FileNotFoundException e) {
                  // TODO Auto-generated catch block
                  e.printStackTrace();
              } catch (IOException e) {
                  // TODO Auto-generated catch block
                  e.printStackTrace();
             }
        }
   }

我的总结

二进制文件与文本文件的区别：
广义上的二进制文件包括文本文件，这里讨论的是狭义上的二进制文件与文本文件的比较：
1. 能存储的数据类型不同：文本文件只能存储char型字符变量。二进制文件可以存储char/int/short/long/float/……各种变量值。
2. 每条数据的长度不同：文本文件每条数据通常是固定长度的。以ASCII为例，每条数据(每个字符)都是1个字节。二进制文件每条数据不固定。如short占两个字节，int占四个字节，float占8个字节。
3. 读取的软件不同：文本文件编辑器就可以读写。比如记事本、NotePad++、Vim等。二进制文件需要特别的解码器。比如bmp文件需要图像查看器，rmvb需要播放器。
4. 操作系统对换行符('\n')的处理不同（不重要）：文本文件，操作系统会对'\n'进行一些隐式变换，因此文本文件直接跨平台使用会出问题。在Windows下，写入'\n'时，操作系统会隐式的将'\n'转换为"\r\n"，再写入到文件中；读的时候，会把“\r\n”隐式转化为'\n'，再读到变量中。在Linux下，写入'\n'时，操作系统不做隐式变换。

1. 字符流与文本文件：使用 PrintWriter(写)，BufferedReader(读)

任务:

1.使用BufferedReader从编码为UTF-8的文本文件中读出学生信息，并组装成对象然后输出。

• 中文乱码问题(FileReader使用系统默认编码方式读取文件，会产生乱码，可使用InputStreamReader解决)
• String的split方法使用\s+可以使用多个空格作为分隔符。
• 进阶：修改Students.txt文件，在正确的数据行中间增加一些错误行（如，每行只有3个数据，或者应该是数字的地方放入其他字符），修改自己的程序，让起可以处理出错的行（报错但可以继续运行）。

2.编写public static ListreadStudents(String fileName);从fileName指定的文本文件中读取所有学生，并将其放入到一个List中

3.使用PrintWriter将Student对象写入文本文件，基础代码见后。注意：缓冲区问题。

4.使用ObjectInputStream/ObjectOutputStream读写学生对象。

我的代码

package homework;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
public class Main {
          public static void main(String[] args) throws IOException
          {
              String FileName="D:\\TSBrowserDownloads\\Students.txt";
              BufferedReader br = null;
              try {
                  br = new BufferedReader(new InputStreamReader(new FileInputStream(FileName),"UTF-8"));
                  String line = null;
                  while((line=br.readLine())!=null)
                     System.out.println(line);
             } finally{
                 if (br!=null){
                     br.close();
                 }
             }
         }
     }

我的总结

1.在编译过程中总是会出现很多错误，首先是头文件的问题，还有就是一些错误的提示，不知道怎么去改正，这方面学习的不好，通过同学才明白。
2.还有就是做题中会用到的一些知识点。

2. 缓冲流(结合使用JUint进行测试)

使用PrintWriter往文件里写入1千万行随机整数，范围在[0，10]。随机数种子设置为100.

然后从文件将每行读取出来转换成整数后相加。然后依次输出“个数 和 平均值（保留5位小数）”。

对比使用BufferedReader与使用Scanner从该文件中读取数据（只读取，不输出），使用哪种方法快？

• 使用junit对比BufferedReader与Scanner读文件的效率
• 格式化输出：System.out.format。
• 要使用Scanner的hasNextXXX方法来判断是否到文件尾，否则会抛异常。
• Scanner的asNextXXX方法应与相对应的nextXXX方法配合使用，否则容易出。
• 请删除fail("Not yet implemented");；并且在需要测试的方法上使用@Test进行标注。

我的代码

 package homework;
public class test {
     @Test
          public void test() {
          String FILENAME = "test.txt";
          long begin = System.currentTimeMillis();
          Scanner scanner=null;
          try {
              scanner = new Scanner(new File(FILENAME));
              while(scanner.hasNextLine()){//只是读出每一行，不做任何处理
                 scanner.nextLine();
             }
         } catch (FileNotFoundException e) {
             e.printStackTrace();
         }finally{
             scanner.close();
         }
       long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("last "+(end-begin));
         System.out.println("read using Scanner done");
     }
     @Test
     public void Bufftest() {
         String FILENAME = "test.txt";
         long begin = System.currentTimeMillis();
         BufferedReader br = null;
         try {
              br = new BufferedReader(new FileReader(new File(FILENAME)));
             while(br.readLine()!=null){};//只是读出，不进行任何处理
         } catch (FileNotFoundException e) {
             e.printStackTrace();
         } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally{
            try {
                 br.close();
             } catch (IOException e) {
                 e.printStackTrace();           }
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
         System.out.println("last "+(end-begin));
         System.out.println("read using BufferedReader done");
     }
}

我的总结

总体来说使用Scanner读取文本文件要比用BufferedReader更容易，而且，Scanner具有比BufferedReader更多的方法。

思考题：

为什么以下代码生成的文件大小是0，而只有当count=16384（两倍的默认缓冲区大小）才可以真正写入到文件？

String fileName = "d:/Test.data";

int count = 16383;

PrintWriter pw = null;

try {

pw = new PrintWriter(fileName);

for (int i = 0; i < count; i++) {
    pw.print(1);
}

} catch (FileNotFoundException e) {

e.printStackTrace();

}finally{

//pw.close();

}

答：

第二次实验

3. 字节流之对象流

结合使用ObjectOutputStream、ObjectInputStream与FileInputStream、FileOuputStream实现对Student对象的读写。

编写如下两个方法：

• public static void writeStudent(List stuList)
• public static List readStudents(String fileName)
  
  进阶：
  
  使用wxMEdit打开ObjectOutputStream所生成的文件格式，尝试修改文件，并通过代码读取文件进行验证。

我的代码

public static void writeStudent(List<Student> stuList)
 2     {
 3         String fileName="D:\\Student.dat";
 4         try (   FileOutputStream fos=new FileOutputStream(fileName);
 5                 ObjectOutputStream ois=new ObjectOutputStream(fos))
 6         {
 7             ois.writeObject(stuList);
 8
 9         }
10         catch (FileNotFoundException e) {
11             // TODO Auto-generated catch block
12             e.printStackTrace();
13         } catch (IOException e1) {
14             // TODO Auto-generated catch block
15             e1.printStackTrace();
16         }
17     }
18 public static List<Student> readStudents(String fileName)
19     {
20         List<Student> stuList=new ArrayList<>();
21         try (   FileInputStream fis=new FileInputStream(fileName);
22                 ObjectInputStream ois=new ObjectInputStream(fis))
23         {
24             stuList=(List<Student>)ois.readObject();
25         }
26         catch (FileNotFoundException e) {
27             // TODO Auto-generated catch block
28             e.printStackTrace();
29         } catch (IOException e1) {
30             // TODO Auto-generated catch block
31             e1.printStackTrace();
32         } catch (ClassNotFoundException e) {
33             // TODO Auto-generated catch block
34             e.printStackTrace();
35         }
36         return stuList;
37     }

我的总结

1.ObjectOutputStream的使用
- ObjectOutputStream是一个高级流， 将 Java 对象的基本数据类型和图形写入 OutputStream。可以使用 ObjectInputStream 读取（重构）对象。通过在流中使用文件可以实现对象的持久存储。如果流是网络套接字流，则可以在另一台主机上或另一个进程中重构对象。
2.ObjectInputStream的使用
- ObjectInputStream也是一个高级流，对以前使用 ObjectOutputStream 写入的基本数据和对象进行反序列化。
3.ObjectOutputStream 和 ObjectInputStream 分别与 FileOutputStream 和 FileInputStream 一起使用时，可以为应用程序提供对对象图形的持久存储。ObjectOutputStream用于序列化对象，ObjectInputStream 用于恢复那些以前序列化的对象(反序列化)。其他用途包括使用套接字流在主机之间传递对象，或者用于编组和解组远程通信系统中的实参和形参。

4. 选做：RandomAccessFile

像操作数组一样操作文件内容。

将以上的对大量Student对象的读写使用RandomAceessFile。

特别考核：你觉得使用RandomAccessFile读写文件与使用字节流、字符流、缓冲流相比较各有何优缺点。

我的代码

我的总结

5. 文件操作

1.编写一个程序，可以根据指定目录和文件名，搜索该目录及子目录下的所有文件，如果没有找到指定文件名，则显示无匹配，否则将所有找到的文件名与文件夹名显示出来。

编写public static void findFile(Path dir,String fileName)方法.

以dir指定的路径为根目录，在其目录与子目录下查找所有和filename

相同的文件名，一旦找到就马上输出到控制台。

提示：

1.使用递归或队列。建议使用队列完成。

2.使用图形界面：

• GUI下可使用JFileChooser控件实现选取目录。控制台下手动指定目录名。
  
  参考代码（参考代码 目录中）：

• 一个简单的包括菜单的GUI小程序.rar(包含JFileChooser的用法)

• FindDirectories.java (用于查找文件)
  
  进阶(选做)：
  
  自己编写的文件搜索方法基本上有很大缺陷，如不能正确处理符号链接。
  
  考核点：查询资料，尝试使用Files.walkFileTree方法进行文件搜索。

我的代码

if (args.length == 0) args = new String[] { ".." };
       try
        {
           File pathName = new File(args[0]);
           String[] fileNames = pathName.list();
           // enumerate all files in the directory
          for (int i = 0; i < fileNames.length; i++)
           {
             File f = new File(pathName.getPath(), fileNames[i]);
             // if the file is again a directory, call the main method recursively             if (f.isDirectory())
             {
                 if(f.getName().contains(fileName)) {
                     System.out.println(f.getCanonicalPath());
                     main(new String[] { f.getPath() });
                 }
             }
          }
       }
       catch (IOException e)
       {
          e.printStackTrace();
       }

我的总结

1，Files.walkFileTree的原理介绍
原型：static Path Files.walkFileTree(Path start, FileVisitor<? super Path> visitor);
ii. 表示从start代表的节点开始遍历文件系统；
iii. 其中visitor是遍历过程中的行为控制器；
4) 遍历行为控制器——FileVisitor：
i. 它是一个接口，里面定义了4个方法用来指定当你访问一个节点之前、之中、之后、失败时应该采取什么行动；

6. 正则表达式

1.如何判断一个给定的字符串是否是10进制数字格式？尝试编程进行验证。

2.修改HrefMatch.java

• 尝试匹配网页中的数字字符串
• 尝试匹配网页中的图片字符串
  
  1、2为一考核点。

我的代码

test
        {
           // get URL string from command line or use default
           String urlString;
           if (args.length > 0) urlString = args[0];
          else urlString = "http://cec.jmu.edu.cn";
           // open reader for URL
          InputStreamReader in = new InputStreamReader(new URL(urlString).openStream());
     //InputStreamReader in = new InputStreamReader(new FileInputStream("集美大学-计算机工程学院.htm"));
          // read contents into string builder
          StringBuilder input = new StringBuilder();
          int ch;
          while ((ch = in.read()) != -1)
             input.append((char) ch);
          // search for all occurrences of pattern
          String patternString = "<a\\s+href\\s*=\\s*(\"[^\"]*\"|[^\\s>]*)\\s*>";
      String patternImgString = "[+-]?[0-9]+";
     //String patternString = "[\u4e00-\u9fa5]";     //匹配文档中的所有中文
          Pattern pattern = Pattern.compile(patternString, Pattern.CASE_INSENSITIVE);
          Matcher matcher = pattern.matcher(input);
         while (matcher.find())
         {
             int start = matcher.start();
             int end = matcher.end();
             String match = input.substring(start, end);
             System.out.println(match);
          }
       }
       catch (IOException e)
       {
          e.printStackTrace();
       }
       catch (PatternSyntaxException e)
       {
         e.printStackTrace();
       }

我的总结

正则表达式是什么：正则表达式（regular expression）是一个描述字符模式的对象。JavaScript的RegExp类表示正则表达式，String和RegExp都定义了方法。