201621123008 《Java程序设计》第12周学习总结

1. 本周学习总结

1.1 以你喜欢的方式（思维导图或其他）归纳总结多流与文件相关内容。

2. 面向系统综合设计-图书馆管理系统或购物车

• 使用流与文件改造你的图书馆管理系统或购物车。

2.1 简述如何使用流与文件改造你的系统。文件中数据的格式如何？

采用对象流将用户信息以及图书馆中的藏书写入流，当启动程序时，进行反序列化操作，当关闭程序时进行序列化操作。对象流写入到文件是以16进制保存的，适用于在网络之间传输。

2.2 简述系统中文件读写部分使用了流与文件相关的什么接口与类？为什么要用这些接口与类？

主要使用了ObjectInputStream和ObjectOutputStream类，Serializable接口。

使用ObjectInputStream和ObjectOutputStream类将整个对象以及其内部的引用变量一起写入流，要进行序列化的对象必须要实现Serializable接口，

2.3 截图读写文件相关代码。关键行需要加注释。

3. 代码量统计

3.1 统计本周完成的代码量

• 需要将每周的代码统计情况融合到一张表中。

周次	总代码量	新增文件代码量	总文件数	新增文件数
1	665	20	20	20
2	1705	23	23	23
3	1834	30	30	30
4	1073	1073	17	17
5	1073	1073	17	17
6	2207	1134	44	27
7	3292	1085	59	15
8	3505	213	62	3
9	8043	1246	153	16
10	8606	543	167	14
11	9203	597	191	24
12	9203	0	191	0
13	11850	2647	233	42

选做：4. 流与文件学习指导（底下的作业内容全部都是选做）

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

• 将Student对象(属性：int id, String name,int age,double grade)写入文件student.data、从文件读出显示。

1.1 生成的三个学生对象，使用PrintWriter的println方法写入student.txt，每行一个学生，学生的每个属性之间用|作为分隔。使用Scanner或者BufferedReader将student.txt的数据读出。(截图关键代码，出现学号)

1.2 生成文件大小多少（使用右键文件属性查看）？分析该文件大小

分析： 使用PrintWriter读入一个字符即一个字节，使用println进行写入时一个换行两个字节。

1.3 如果调用PrintWriter的println方法，但在后面不close。文件大小是多少？为什么？

分析：若不进行close，文件大小为0字节。

原因：使用PrintWriter将数据写到缓冲区，close方法可将缓冲区数据写到硬盘，实现真正的存储。

2. 缓冲流

2.1 使用PrintWriter往文件里写入1千万行(随便什么内容都行)，然后对比使用BufferedReader与使用Scanner从该文件中读取数据的速度（只读取，不输出），使用哪种方法快？截取测试源代码，出现学号。请详细分析原因？提示：可以使用junit4对比运行时间

测试源代码

	@Test
	public void PrintWritertest() {
		String FILENAME = "test.txt";
		PrintWriter pw = null;
		try {
			pw = new PrintWriter(FILENAME);
			for (int i = 0; i < 10000000; i++) {// 写入1千万行
				pw.println(new Random().nextInt(100000));
			}
		} catch (FileNotFoundException e) {
			e.printStackTrace();
		} finally {
			pw.close();
		}

	}
	@Test
	public void BufferedWritertest() {
		String fileName = "test.txt";
		BufferedWriter bfw=null;
		try  {
			 bfw = new BufferedWriter(new FileWriter(fileName));
			for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
				bfw.write(new Random().nextInt(100000));
			}
		} catch (IOException e1) {
			e1.printStackTrace();
		}finally {
			try {
				bfw.flush();
			} catch (IOException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}

	}

	@Test
	public void ScannerReaderTest() {
		String FILENAME = "test.txt";
		Scanner scanner = null;
		try {
			scanner = new Scanner(new File(FILENAME));
			while (scanner.hasNextLine()) {
				scanner.nextLine();
			}
		} catch (FileNotFoundException e) {
			e.printStackTrace();
		} finally {
			scanner.close();
		}
	}

	@Test
	public void BufferedReaderTest(){
		String FILENAME = "test.txt";
		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();
			}
		}
	}

使用JUnit 4时间对比

分析：由图可知使用缓冲区进行读写的时间较快。

2.2 将PrintWriter换成BufferedWriter，观察写入文件的速度是否有提升。记录两者的运行时间。试分析原因。

原因：缓冲区，内存里的一块区域，采用缓冲区时，把数据先存内存里，然后进行一次性写入与读写操作，减少了直接对硬盘的操作次数，提高效率；不采用缓冲区进行读写时，是直接对硬盘进行操作，每次对硬盘定位要花费很长时间。

3. 字符编码

3.1 现有EncodeTest.txt 文件，包含一些中文，该文件使用UTF-8编码。使用FileReader与BufferedReader将EncodeTest.txt的文本读入并输出。是否有乱码？为什么会有乱码？如何解决？(截图关键代码，出现学号)

关键代码：

public static void main(String[] args) throws IOException {
		BufferedReader bfr=new BufferedReader(new FileReader("EncodeTest.txt"));
		String line=null;
		while((line=bfr.readLine())!=null)
			System.out.println(line);
	}

运行结果

关键代码：

	BufferedReader bfr = new BufferedReader(new InputStreamReader(new FileInputStream("EncodeTest.txt"),"GBK"));
		String line = null;
		while ((line = bfr.readLine()) != null)
			System.out.println(line);
	}

运行结果

无乱码

关键代码：

	BufferedReader bfr = new BufferedReader(new InputStreamReader(new FileInputStream("EncodeTest.txt"),"UTF-8"));
		String line = null;
		while ((line = bfr.readLine()) != null)
			System.out.println(line);
	}

运行结果

出现乱码

分析建立文件时时系统默认的编码方式GBK，故使用UTF-8解码时，出现了错误

3.2 编写方法convertGBK2UTF8(String src, String dst)，可以将以GBK编码的源文件src转换成以UTF8编码的目的文件dst。

	public static void convertGBK2UTF8(String src, String dst) throws IOException {
		InputStreamReader ifr = null;
		BufferedReader bfr = null;
		BufferedWriter bfw = null;
		try {
			FileInputStream fis = new FileInputStream(src);
			ifr = new InputStreamReader(fis, "UTF-8");
			bfr = new BufferedReader(ifr);
			bfw = new BufferedWriter(new FileWriter(dst));
			String line = null;
			while ((line = bfr.readLine()) != null) {
				bfw.write(line);
				bfw.newLine();
			}
		} catch (FileNotFoundException e) {
			e.printStackTrace();
		} finally {
			if (bfr != null)
				bfr.close();
			if (bfw != null)
				bfw.close();
		}

	}

4. 字节流、二进制文件：DataInputStream, DataOutputStream、ObjectInputStream

4.1 参考DataStream目录相关代码，尝试将三个学生对象的数据写入文件，然后从文件读出并显示。(截图关键代码，出现学号)

关键代码

运行结果

4.2 这里生成的文件和题目1生成的文件有何不一样？生成的文件有多大？分析该文件大小?将该文件大小和题目1生成的文件对比是大了还是小了，为什么？存储数据的时候，到底是二进制文件比较节省空间还是文本文件比较节省空间？使用二进制存储文件有何好处？

分析： 该文件以.data后缀结尾，为二进制文件。与1相比文件变大了。

原因： 使用DataOutput写入数据，一个int型占4个字节，一个Double型占8个字节。使用writeUTF写入字符串时一个字符串的字节为字符数加2，写入一个中文是5个字节。

• intByte=4✖6=24
• DoubleByte=3✖8=24
• StringByte=6+6+4=16
• totalByte=24+24+16=64

4.3 使用wxMEdit的16进制模式(或者其他文本编辑器的16进制模式)打开student.data，分析数据在文件中是如何存储的。

4.4 使用ObjectInputStream(读), ObjectOutputStream(写)读写学生。(截图关键代码，出现学号) //参考ObjectStreamTest目录

5. Scanner基本概念组装对象

• 编写public static List readStudents(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。应该使用那些IO相关的类？说说你的选择理由。

关键代码

运行结果

分析： 主要使用了BufferedReader与InputStreamReader。使用BufferedReader是因为读取的是字符串，使用InputStreamReader是因为该文件是以UTF-8编码，读取文件时使用InputStreamReader将系统默认的GBK编码方式转化为UTF-8编码。

6. 选做：RandomAccessFile

6.1 使用RandomAccessFile实现题目1.1。(截图关键代码，出现学号)

6.2 分析文件大小

分析： 分析过程同4.1

6.3 编写一个函数public Student getStuByIndext(int index)，可以根据序号index使用RandomAccessFile从文件中将该学生的信息取出。(截图关键代码，出现学号)。并回答，哪里体现了RandomAccessFile对文件的随机访问特性。

分析： 使用RandomAccessFile可以跳到文件任意位置读写数据，RandomAccessFile对象包含一个记录指针，用以标识当前读写处的位置，当程序创建一个新的RandomAccessFile对象时，该对象的文件记录指针对于文件头，当读写n个字节后，文件记录指针将会向后移动n个字节。

• long getFilePointer()：返回文件记录指针的当前位置
• void seek(long pos)：将文件记录指针定位到pos位置

7. 文件操作

• 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。

7.1 编写public static void findFile(String path,String filename)函数，以path指定的路径为根目录，使用递归方式，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。(截图关键代码，出现学号)

7.2 使用队列、使用图形界面、使用Java NIO.2完成（任选1）

NIO即New IO，这个库是在JDK1.4中才引入的。NIO和IO有相同的作用和目的，但实现方式不同，NIO主要用到的是块，所以NIO的效率要比IO高很多。

面向流的IO一次一个字节的处理数据，一个输入流产生一个字节，一个输出流就消费一个字节。为流式数据创建过滤器就变得非常容易，链接几个过滤器，以便对数据进行处理非常方便而简单，但是面向流的IO通常处理的很慢。

面向块的IO系统以块的形式处理数据。每一个操作都在一步中产生或消费一个数据块。按块要比按流快的多，但面向块的IO缺少了面向流IO所具有的有雅兴和简单性。

7.3 选做：性能测试，测试你的findFile查找匹配文件的速度。有什么解决方案，可以让查找速度更快一些。比如类似Everything的搜索速度。

NIO主要用到的是块，所以NIO的效率要比IO高，具体原因如上题

7.4 选做：实现删掉指定目录（如果该目录非空，删除掉该目录下及其子目录下的所有文件与目录）。