פעולות קלט פלט Streams( )I\O

Transcription

1 1 פעולות קלט פלט Streams( )I\O הקדמה היררכיית מחלקות ה- I\O Java המחלקות האבסטרקטיות InputStream ו- OutputStream המחלקות FileInputStream ו- FileOutputStream המחלקות ObjectInputStream ו- ObjectOutputStream המחלקות האבסטרקטיות Reader ו- Writer המחלקה File

2 2 הקדמה שפת התכנות Java מספקת מחלקות רבות אשר משמשות לביצוע פעולות קלט ופלט. רוב המחלקות הן מחלקות שהאובייקטים שנוצרים מהן מייצגים.streams תרגום המילה stream לעברית הוא זרם/נחל, ואכן, האובייקטים שמהווים streams מתארים זרימה של bytes אשר מהווה, למעשה, זרימה של נתונים. ניתן גם לראות ב- stream מקור של,bytes או לחילופין, יעד של,bytes אשר סדר ה- bytes שנשלח אליו או מגיע ממנו בעל משמעות. כך, למשל, תכנית שמקבלת קלט של נתונים מן המקלדת מבצעת זאת באמצעות strean )זרם( של בתים )byte( מהמקלדת. כיוון שקשה לדמיין במחשבותינו אובייקט שמייצג זרימה של נתונים ניתן לראות באובייקטים הללו ייצוג לצינורות שדרכם הנתונים עוברים. את ה- streams שמיוצגים על ידי המחלקות ששייכות ל- java.io ניתן לחלק לשתי קבוצות: input streams אלה הם מקורות שניתן לקלוט/לקרוא מהם בתים.)byte( למקורות אלה לא ניתן לכתוב/לשלוח בתים )byte( בחזרה. output streams אלה הם יעדים שניתן לשלוח/לכתוב אליהם בתים.)byte( מיעדים אלה לא ניתן לקרוא/לקבל בתים )byte( חזרה.

3 3 חלוקה נוספת שניתן לבצע לקבוצת ה- streams שמיוצגים באמצעות אובייקטים שיוצרים מהמחלקות שייכות ל- package : java.io היא לשתי הקבוצות הבאות: node streams אלה הם מקורות/יעדים של bytes שמקושרים למקור מסוים כגון קובץ בדיסק, שטח זיכרון, חיבור תקשורת filter streams אלה הם מקורות/יעדים של בתים שמקושרים ל input streams/output streams קיימים אחרים. בדרך זו, כאשר מנסים לקרוא מהם נתונים, הנתונים מגיעים, למעשה, מ- stream input אחר, וכאשר מנסים לכתוב אליהם נתונים, הנתונים נשלחים, למעשה, אל output stream אחר. כפי שתיווכח/י בהמשך, נושא ה- Streams I\O טופל ב- Java על ידי יצירת מחלקות,כמעט לכל סוג של.stream מסיבה זו, קיים ב- Java ג'ונגל של streams מסוגים שונים. ההכרות עם סוגי המחלקות השונות בפרק זה תיעשה באמצעות המחלקות העיקריות והשימושיות יותר.

4 4 היררכית מחלקות ה- I/O ב Java ב- Java קיימות מחלקות רבות שמשמשות בתור, streams גם לצורך ביצוע פעולות לקלט וגם לצורך ביצוע פעולות פלט. יש המתארים מחלקות אלה כג'ונגל אחד גדול. בתחילה, לפני שמכירים את המחלקות, הן אכן נותנות את הרגשת ה- ג'ונגל. בחלק זה, אנסה להקנות מעט מושג על היררכית מחלקות ה- streams ההיררכיות הבולטות ביותר, ובהמשך אציג היררכיות נוספות. השונות. בתחילה אציג את שתי InputStream + FileInputSteram + PipeInputStream + StringBufferInputStream + ByteArrayInputSteam + SequencedInputStream + ObjectInputStream + SequenceInputStream + FilterInputStream + DataInputStream + BufferedInputStream + LineNumberInputStream + PushBackInputStream

5 5 OutputStream + FileOutputStream + PipedOutputStream + ByteArrayOutputStream + ObjectOutputStream + FilterOutputStream + DataOutputStream + BufferdOutputStream + PrintStream המחלקות המופיעות בהיררכיות שמתוארות למעלה הן המחלקות העיקריות. מחלקות נוספות מתווספות מעת לעת בגירסאות החדשות של השפה. קיימות היררכיות נוספות של מחלקות. הבנה של אופן פעולת המחלקות בשתי היררכיות אלה מהווה בסיס להבנת המחלקות האחרות )לרבות ההיררכיות האחרות( שאינן מוזכרים בספר זה.

6 6 המחלקות האבסטרקטיות InputStream ו- OutputStream המחלקה האבסטרקטית InputStream מהווה את מחלקת האב בהיררכיית המחלקות שמייצגות inputstream של.bytes במלים אחרות, מחלקה זו משמשת כמחלקת הבסיס לכל המחלקות שמייצגות זרימה של bytes אל תוך התכנית )קלט(. מחלקה זו יורשת ישירות מהמחלקה.Object Object InputStream המתודות העיקריות שמוגדרות במחלקה זו הן: public abstract int read() throws IOException מתודה זו קוראת את ה- byte הבא בתור מה- inputstream. הערך שהיא מחזירה הוא ערך מטיפוס int בטווח 0 עד 255 שמייצג את ערך ה- byte שנקרא. אם אין עוד אף byte שניתן לקרוא )תהליך הקריאה הגיע אל סוף ה- stream ( אז מוחזר הערך: 1-. אם אין נתון שניתן לקריאה ותהליך הקריאה עדיין לא הגיע אל סוף ה- stream אז המתודה תחכה עד להופעתו, אלא אם כן ייזרק.exception public int read(byte[] b) throws IOException מתודה זו קוראת מערך של bytes מה - stream input אל תוך מערך ה- bytes, שהיא מקבלת כארגומנט. המתודה מחזירה את מספר ה- bytes שנקראו או 1 במידה שתהליך הקריאה הגיע אל סוף ה- stream. אם אין נתונים שניתן

7 ה. 7 לקריאה ותהליך הקריאה עדיין לא הגיע אל סופו של ה- stream אז המתודה תמתין להופעתם. אם ה- stream הגיע לסוף. הקובץ אז המתודה תפסיק את פעולתה ותחזיר 1 אם ייזרק מתוכה exception אז היא תיפסק. מספר הבתים שבפועל נקראים לא שווה בהכרח ל- b.length )יוסבר בהסבר של המתודה הבאה(. מתודה זו פועלת באמצעות הפעלת המתודה: public int read(byte[] b, int off, int len) throws IOEception באופן הבא: read(b, 0, b.length) public int read(byte[] b, int off, int len) throws IOEception bytes- מתודה זו קוראת bytes כדי למלא מערך מטיפוס.byte מספר ה- bytes שהמתודה מתעתדת לקרוא הוא len שנקראים מוכנסים למערך החל מתא מספר.off מספר ה- bytes שנקראים בפועל מוחזר על ידי המתודה. אם ה- stream הגיע לסוף הקובץ אז המתודה מחזירה 1. מספר הבתים שנקראו בפועל לא חייב להיות זהה ל- len, אך הוא לא יכול להיות גדול ממנו. גם מתודה זו תמתין בפעולתה עד להגעתם של נתונים שניתנים לקריאה אלא אם ייזרק לפני כן או אם היא תגיע לסוף הקובץ ( במקרה כזה תחזיר 1(. מתודה זו פועלת באמצעות הפעלה פשוטה של exception המתודה.read במחלקות שמוגדרות כמחלקות שיורשות ממחלקה זו מומלץ, מטעמי יעילות, להגדיר מחדש את המתודה הזו )לעשות.)overriding public void close() throws IOException מתודה זו משמשת לסגירת ה- streams,input ולשחרור כל המשאבים ששימשו אותו. במחלקה InputStream מתודה זו חסרת כל תוכן, והיא לא עושה שום דבר. במחלקות שיורשות ממנה יש לכתוב אותה מחדש )override( כדי לטפל בשחרור/ניקוי המשאבים שמשמשים את ה- stream.

8 public int available() throws IOException 8 מתודה זו מחזירה את מספר הבתים שניתנים לקריאה באופן מיידי מה- stream מבלי שיהיה צריך לחכות. המספר המוחזר הוא גם מספר הבתים המקסימלי שעל קריאתם ניתן לדלג באמצעות הפעלת המתודה.skip המספר המוחזר הוא גם המספר שאם מספר הבתים שינסו לקרוא יהיה גדול ממנו אז המתודה תיכנס למצב של המתנה. בהגדרתה של המתודה הזו במחלקה InputStream היא מחזירה תמיד 0. public long skip(long n) throws IOException מתודה זו מקבלת את מספר הבתים שהקריאה הבאה מה- stream תדלג עליהם. המתודה מחזירה את מספר הבתים שעליהם הקריאה הבאה תדלג בפועל. מספר הבתים שעליהם הקריאה הבאה תדלג בפועל יכול להיות שונה מ- n בגלל מספר סיבות. העיקרית שבהן היא התקרבותו של הראש הקורא לסוף הקובץ. במקרה כזה, בהחלט ייתכן שמספר הבתים שנותרו לקריאה יהיה נמוך מ- n. מתודה זו, בגרסתה במחלקה,InputStream מפעילה את המתודה read בגירסה: read(byte[] b) ה- bytes נקראים אל מערך מטיפוס, byte ובכך מבוצעת פעולת הדילוג. מומלץ להגדיר מתודה זו מחדש במחלקות שיורשות ממחלקה זו. public boolean marksupported() ו - reset מתודה זו מחזירה true אם ה- stream שעליו היא הופעלה תומך במתודות mark ובכך תומך, למעשה, באפשרות לבצע את התהליך.mark&reset ביישומה של מתודה זו במחלקה InputStream מוחזר הערך false בכל מקרה. במחלקה שיורשת מ- InputStream יש לממש מתודה זו )יש לעשות.)overriding public void mark(int readlimit) מתודה זו משמשת לסימון המיקום הנוכחי של ראש הקריאה מה- stream כך שניתן יהיה לחזור אליו באמצעות הפעלת

9 9 המתודה. reset הפרמטר readlimit הוא המספר המקסימלי של bytes שיוכלו להיקרא לפני שהסימון יפוג. במחלקה מתודה זו חסרת כל תוכן, ועל כן, במחלקות שיורשות מ- InputStream ושרוצים שהן יתמכו ב- InputStream יש לכתוב אותה מחדש )overriding( כדי לצקת בה תוכן, ולאפשר בכך את ביצוען של פעולות ה- mark&reset.mark&reset public void reset() throws IOException מתודה זו מחזירה את מיקום הראש הקורא ב- stream למיקום שסומן באמצעות המתודה,mark אשר הופעלה קודם לכן. מתודה זו נכתבה במחלקה זו כך שבאופן אוטומטי עם הפעלתה ניזרק, IOException כיוון שבברירת המחדל אפשרות ה- mark & reset לא נתמכת. במחלקות שיורשות ממחלקה זו ושרוצים שהן יתמכו בתהליך ה- mark&reset יש לכתוב את המתודה הזו מחדש )overriding( וזאת כדי לאפשר את ביצוע התהליך. המחלקה האבסטרקטית OutputStream משמשת כמחלקת האב של כל המחלקות שמייצגות outputstream של,bytes ובמלים אחרות, מחלקה זו משמשת כמחלקת הבסיס לכל המחלקות שמייצגות זרימה של bytes אשר מהווה.Object המחלקה יורשת ישירות מהמחלקה.output Object OutputStream המתודות העיקריות שמוגדרות במחלקה זו הן:

10 public abstract void write(int b) throws IOException 10 מתודה לכתיבת ערך מטיפוס byte אל ה- stream. הערך שנשלח אל המתודה יהיה מטיפוס byte למרות שהוא ייקלט אל תוך פרמטר מטיפוס.int מתוך הערך מטיפוס int שמיוצג על ידי הפרמטר b ייכתב אך ורק הערך שמיוצג על ידי 8 הביטים הראשונים. יתר 24 הביטים לא ייכתבו )המתודה תתעלם מהם(. במחלקות שיורשות ממחלקה זה חייבים להגדיר את המתודה )זוהי מתודה אבסטרקטית(. public void write(byte []b) throws IOException מתודה לכתיבת מערך של bytes אל ה- stream. המתודה פועלת באמצעות הפעלת המתודה: public void write(byte []b, int off, int len) באופן הבא: write(b,0,b.length) public void write(byte b[], int off, int len) throws IOException מתודה שמשמשת לכתיבת מערך של bytes אל ה- stream החל מה- byte יחידות של.bytes שבמיקום off במערך. המתודה כותבת len public void close() throws IOException מתודה זו משמשת לסגירת ה- stream output ולשחרור כל המשאבים אשר קשורים בו. במחלקה OutputStream מתודה זו ריקה מתוכן, ועל כן יש לכתוב אותה מחדש )overriding( במחלקות שיורשות מהמחלקה.OutputStream

11 public void flush() throws IOException 11 מתודה שמשמשת לכתיבת כל ה- bytes אשר אוחסנו ב- buffer באופן זמני אל ה- stream. קיימים streams שעושים שימוש ב- buffer לשם כתיבה של נתונים במחלקה OutputStream מתודה זו ריקה מתוכן, ולכן יש לכתוב אותה מחדש )overriding( במחלקות שיורשות מהמחלקה,OutputStream ושעושות שימוש ב- buffer.

12 12 המחלקות FileInputStream ו- FileOutputStream שתי המחלקות האבסטרקטיות שנסקרו קודם לכן, InputStream ו - OutputStream משמשות בסיס להגדרתן של מחלקות רבות אחרות אשר משמשות לביצוען של מגוון פעולות קלט ופלט. בסקירת מחלקות ה- I\O שהובאה בתחילת הפרק וודאי נוכחת לראות כי קיימות מחלקות שימושיות רבות. כיוון שאין אפשרות מעשית לסקור ולבדוק את כולן בפרק זה, בחרתי להתמקד בחשובות שבהן, ולהתחיל בחלק זה בסקירתן של המחלקות FileOutputStream ו-.FileInputStream כל אחת משתי מחלקות אלה מתארת node stream אשר מקושר למקור/יעד של בתים אשר נחשב לקובץ. אובייקטים מטיפוס מחלקות אלה עושים שימוש בקבצים כמקור/יעד של.bytes בין ה- constructors של שתי המחלקות האלה ניתן גם למצוא constructors שמאפשרים לציין את שם הקובץ (בצירוף ה- path שלו) אשר אליו ה- stream, שמייצג האובייקט החדש שנוצר, יקושר. המחלקה FileInputStream משמשת ליצירת אובייקטים אשר מתארים stream שדרכם זורמים נתונים מקובץ אל תוך התכנית. ה- constructors העיקריים במחלקה הם: public FileInputStream (String name) throws FileNotFoundException, SecurityException שמשמש ליצירת אובייקט חדש מטיפוס FileInputStream אשר יקושר לקובץ ששמו נשלח כ- String אל constructor ה- constructor. הקובץ חייב להיות קיים, וניתן לקריאה. הקשר לקובץ מיוצג על ידי אובייקט חדש שנוצר מהמחלקה.FileDescriptor אם קיים security manager אז מופעלת עליו המתודה checkread ובתור ארגומנט נשלח אליה ה- לאובייקט מסוג String אשר מתאר את שם הקובץ שעימו עומד להיווצר הקשר. המתודה checkread reference עלולה לזרוק SecurityException בהתאם. אם הקובץ ששמו name קיים, או שזהו שמה של ספריה ולא של קובץ או

13 13 שמסיבות כלשהן לא ניתן לפתוח אותו לצורך קריאה אז ייזרק.FileNotFoundException public FileInputStream(File file) throws FileNotFoundException, SecurityException constructor שמשמש ליצירת אובייקט חדש מטיפוס FileInputStream אשר יקושר לקובץ שמתואר על ידי אובייקט ה- שלו נשלח אל constructor זה. תיאור הקשר לקובץ ייעשה באמצעות אובייקט חדש מטיפוס, שה- reference File אם קיים security manager אז תופעל עליו המתודה checkread ומה שיישלח אליה הוא ה- path.filedescriptor שמתאר את הקובץ )יילקח מתוך אובייקט ה- File שכעת ה- reference שלו מוחזק בתוך אובייקט ה- FileInputStream החדש שנוצר(. המתודה checkread תזרוק SecurityException אם הגישה לקובץ אסורה. אם הקובץ לא קיים או שאובייקט ה- File מתאר ספריה ולא קובץ או שהקובץ לא ניתן לקריאה אז ייזרק.FileNotFoundException public FileInputStream(FileDescriptor fdobj) ליצירת אובייקט חדש מטיפוס המחלקה FileInputStream אשר יקושר לקובץ שמתואר על ידי אובייקט constructor מסוג.FileDescriptor אם קיים security manager אז תופעל עליו המתודה checkread ומה שיישלח אליה הוא ה- לאובייקט ה- FileDescriptor שקיבל ה- constructor, ובדומה למתודות הקודמות, SecurityException reference ייזרק בהתאם. ה- methods העיקריים שמוגדרים במחלקה הם: public int read() throws IOException מתודה שקוראת byte אחד מה- input stream שמייצג האובייקט. אם אין אף מידע זמין שניתן לקריאה אז המתודה מחכה עד שפעולת הקריאה מתאפשרת. המתודה מחזירה את מה שהיא קראה. אם המתודה הגיעה אל סוף הקובץ אז היא מחזירה 1-. מתודה זו תופסת את מקומה של המתודה read שהגיעה בהורשה מהמחלקה.InputStream

14 14 public int read(byte []b) throws IOException מתודה זו קוראת bytes מה- stream input ישירות אל תוך המערך מספר ה- bytes. b שהיא קוראת איננו גדול מ-.b.length המתודה מחזירה את מספר הבתים שנקראו או 1- אם אין יותר מידע שניתן לקרוא כיוון שהיא הגיעה אל סוף הקובץ. מתודה זו באה במקומה של מתודה שהגיעה בהורשה מהמחלקה.InputStream public int read(byte []b, int off, int len) throws IOException מתודה זו קוראת עד ל- len בתים bytes) ( של נתונים מה- stream inupt היישר אל תוך המערך שהיא מקבלת. אם המתודה נתקלת במצב שבו אין מידע זמין שניתן לקרוא אז היא ממתינה ומחכה עד אשר מופיעים נתונים שזמינים לקריאה. ה- bytes נכתבים אל המערך החל מתא מספר.off המתודה מחזירה את מספר הבתים הכולל שנקראו אל תוך המערך או 1- אם אין יותר מידע שניתן לקרוא כיוון שהיא הגיעה אל סוף הקובץ. מתודה זו באה במקומה של מתודה שהגיעה בהורשה. public long skip(long n) throws IOException מתודה זו משמשת לביצועו של דילוג בקריאת הנתונים מה- stream.input המתודה מקבלת את מספר הבתים שעליהם עליה לדלג, והיא מחזירה את מספר הבתים שעליהם היא דילגה בפועל. מספר הבתים שעליהם היא דילגה לא תמיד זהה למספר הבתים שעליהם היא התבקשה לדלג. לעתים הוא קטן יותר, ולעתים הוא אפילו שווה ל- 0. מתודה זו באה במקומה של מתודה בשם זהה שהועברה בהורשה מהמחלקה.InputStream public int available() throws IOException מתודה זו מחזירה את מספר הבתים שניתן לקרוא מבלי לגרום לאחת ממתודות ה- read להיחסם. כל אחת ממתודות ה- עלולה להיחסם אם אין נתונים שזמינים לקריאה באופן מיידי. במקרים כאלה כל אחת ממתודות ה- read פשוט read נחסמת וממתינה עד להגעתם של נתונים זמינים לקריאה. מתודה זו באה במקומה של מתודה שהגיעה בהורשה

15 15 מהמחלקה.InputStream public void close() throws IOException מתודה לסגירת ה- stream שמייצג האובייקט, ולשחרור כל משאבי המערכת שבהם הוא השתמש. מתודה זו באה במקומה של מתודה שהגיעה בהורשה מהמחלקה.InputStream public final FileDescriptor getfd() throws IOException מתודה זו מחזירה את ה- reference לאובייקט ה- FileDescriptor אשר מתאר את הקובץ שמחובר לאובייקט. protected void finalize() throws IOException מתודה שבביצועה מובטח כי המתודה close תופעל כאשר אף משתנה לא יחזיק reference לאובייקט. מתודה זו באה במקומה של מתודה שמגיעה בהורשה מהמחלקה.Object לא מומלץ לסמוך על פעולתה של מתודה זו כיוון שהיא לא תמיד מופעלת.

16 16 המחלקה FileOutputStream משמשת לתיאור streams של bytes מהתכנית החוצה לקובץ. ה- constructors העיקריים שקיימים במחלקה: public FileOutputStream(String name) throws FileNotFoundException ליצירת אובייקט FileOutputStream חדש שמקושר לקובץ ששמו.name הקשר לקובץ מיוצג באמצעות constructor אובייקט חדש שנוצר מהמחלקה.FileDescriptor אם קיים security manager אז המתודה checkwrite מופעלת עליו, וזאת כאשר מה שנשלח אליה הוא שם הקובץ. המתודה checkwrite זורקת, אם יש צורך,.SecurityException אם השם שניתן הוא שם של ספריה ולא שם של קובץ, או שהקובץ לא קיים וגם לא ניתן לייצור אותו, או שהקובץ לא ניתן לפתיחה מכל סיבה שהיא אז נזרק.FileNotFoundException public FileOutputStream(String name, boolean append) throws FileNotFoundException constructor ליצירת אובייקט FileOutputStream חדש שמקושר לקובץ ששמו.name אם הארגומנט השני שנשלח אל ה- constructor אז ה- bytes הוא true ייכתבו אל סופו של הקובץ, ולא מתחילתו תוך שהם דורסים את ה- bytes הקיימים. הקשר לקובץ מיוצג באמצעות אובייקט חדש שנוצר מהמחלקה.FileDescriptor אם קיים security manager אז המתודה checkwrite מופעלת עליו, וזאת כאשר מה שנשלח אליה הוא שם הקובץ,.name המתודה checkwrite זורקת, אם יש צורך,.SecurityException אם השם שניתן הוא שם של ספריה ולא שם של קובץ, או שהקובץ לא קיים וגם לא ניתן לייצור אותו, או שהקובץ לא ניתן לפתיחה מכל סיבה שהיא אז נזרק.FileNotFoundException public FileOutputStream (File file) throws IOException זה יוצר אובייקט FileOutputStream חדש אשר מקושר לקובץ שמיוצג על ידי אובייקט ה- File, אשר ה- constructor.filedescriptor לקובץ מיוצג על ידי אובייקט חדש שנוצר מהמחלקה הקשר שלו נשלח אל ה- constructor. reference

17 17 אם קיים security manager אז המתודה checkwrite מופעלת עליו, וזאת כאשר מה שנשלח אליה הוא ה- path שמייצג אובייקט ה- File. המתודה checkwrite זורקת, אם יש צורך,.SecurityException אם אובייקט ה- File שנשלח מייצג ספריה ולא קובץ, או שהקובץ לא קיים וגם לא ניתן לייצור אותו, או שהקובץ לא ניתן לפתיחה מכל סיבה שהיא אז נזרק.FileNotFoundException public FileOutputStream(FileDescriptor fdobj) זה יוצר אובייקט FileOutputStream חדש אשר מקושר לקובץ שמיוצג על ידי אובייקט ה- constructor אם קיים security manager אז המתודה checkwrite מופעלת עליו, וזאת כאשר מה שנשלח אליה.FileDescriptor הוא ה- reference לאובייקט ה- FileDescriptor )שנשלח אל ה- constructor (. המתודה checkwrite זורקת, אם יש צורך,.SecurityException כדאי לשים לב לכך שכיוון שה constructor קיבל reference לאובייקט מטיפוס FileDescriptor אשר מתאר קשר לקובץ המשמעות היא שקיים קובץ שניתן לגשת אליו ולכתוב אליו. אם קשר לקובץ כזה לא היה קיים אז לא ניתן היה לייצור את אובייקט ה- FileDescriptor. זוהי הסיבה לכך ש constructor זה לא זורק.FileNotFoundException המתודות העיקריות שמוגדרים במחלקה: public void write (int b) throws IOException מתודה זו כותבת את ה- byte שערכו b אל הקובץ שמקושר לאובייקט. מתודה זו באה במקום מתודה שהגיעה בהורשה מהמחלקה.OutputStream

18 18 public void write (byte[] b) throws IOException מתודה זו כותבת b.length בתים )bytes( ממערך b אל הקובץ שמקושר לאובייקט. מתודה זו באה במקום מתודה שהגיעה בהורשה מהמחלקה.OutputStream public void write (byte[] b, int off, int len) throws IOException מתודה זו כותבת len בתים )bytes( מהמערך b החל ממיקום off אל הקובץ שמקושר לאובייקט. מתודה זו באה במקום מתודה שהגיעה בהורשה מהמחלקה.OutputStream public void close() throws IOException מתודה זו סוגרת את ה- FileOutputStream, ומשחררת את כל משאבי המערכת שבהם האובייקט השתמש. לאחר שמתודה זו הופעלה, לא ניתן עוד להשתמש באובייקט לכתיבת bytes לקובץ. מתודה זו באה במקומה של מתודה שהגיעה בהורשה מהמחלקה.OutputStream public final FileDescriptor getfd() throws IOException מתודה זו מחזירה את ה- reference לאובייקט ה- FileDescriptor אשר מתאר את הקובץ שמחובר לאובייקט. protected void finalize() throws IOException מתודה שבביצועה מובטח כי המתודה close תופעל. זאת יקרה כאשר אף משתנה לא יחזיק reference לאובייקט. מתודה זו באה במקומה של מתודה שמגיעה בהורשה מהמחלקה.Object

19 19 import java.io.*; public class FilesCopy public static void main(string[] args) if (args.length!= 2) System.err.println("You should pass two filenames"); else try copy(args[0], args[1]); catch (IOException e) System.err.println(e); public static void copy(string inputfile, String outputfile) throws IOException FileInputStream input = null; FileOutputStream output = null; try input = new FileInputStream(inputFile); output = new FileOutputStream(outputFile);

20 20 IOUtils.streamCopy(input, output); catch(ioexception e) e.printstacktrace(); finally if(input!=null) try input.close(); catch(ioexception e) e.printstacktrace(); if(output!=null) try output.close(); catch(ioexception e) e.printstacktrace();

21 21 import java.io.*; public class IOUtils public static void streamcopy( InputStream in, OutputStream out) throws IOException synchronized(out) synchronized(in) byte vec[] = new byte[256]; int numofbytes = in.read(vec); while(numofbytes!=-1) out.write(vec,0,numofbytes); numofbytes = in.read(vec);

22 22 המחלקות ObjectInputStream ו- ObjectOutputStream שתי מחלקות אלה נחשבות ל- streams.filter בתיאור הכללי שלהן, ניתן לומר שהן משמשות לכתיבת/קריאת אובייקטים )לרבות אלה שקשורים עימם יוסבר בהמשך( וגם לכתיבת/ קריאת טיפוסים בסיסיים )פרימיטיביים(. כיוון ששתי המחלקות האלה מהוות filter streams הנתונים שנכתבים אליהם מועברים הלאה ל- stream אחר )לדוגמא: stream שיחובר לקובץ מסוים(. כדי שניתן יהיה לכתוב אובייקט ל- ObjectOutputStream על המחלקה שלו )או אחת המחלקות שמעליו בהיררכית ההורשה( ליישם את.Serializable האובייקטים שנכתבים ל- ObjectOutputStream חייבים להיקרא בסדר שזהה לסדר כתיבתם. בכתיבת אובייקט ל- ObjectOutputStream נכתבים גם כל האובייקטים האחרים אשר reference של כל אחד מהם מוחזק באובייקט שנכתב, ובלבד שאותו reference.transient אינו מוחזק במשתנה static או במשתנה שמסומן במילה השמורה תנאי נוסף לכתיבתם של האובייקטים האחרים הוא שמחלקותיהם יישמו את.Serializable אם יעשה ניסיון לכתוב אובייקט שאחד ממשתניו מכיל reference לאובייקט שבמחלקתו לא מיושם Serializable אז תיזרק השגיאה יסומן במילה.transient בכתיבתו אלא אם אותו משתנה שמכיל את ה- reference NonSerializalizableException של אובייקט כלשהו לאובייקט מטיפוס ObjectOutputStream רק הערכים שבמשתני ה- variable instance )המשתנים שמופיעים בכל אובייקט( נכתבים. הערכים שבמשתני ה- static variabe )או בשם האחר: )class variable לא נכתבים. כמו כן, גם המתודות אף אחת מהן לא נכתבת. זהו המינוח המקצועי שמשמש לתיאור שמירתו של אובייקט למיקום קבוע בקובץ או בזיכרון במחשב persistence הנוכחי או במחשב אחר. ניתן לומר על אובייקט כי הוא persistent capable כאשר ניתן לשמור אותו בקובץ או כאשר

23 23 ניתן לשלוח אותו לשמירה בזיכרון/בקובץ על ידי מחשב אחר. במלים אחרות ניתן לומר כי משמעות המונח persistence היא היכולת להעביר אובייקט דרך,stream כאשר אין זה משנה אם התוצאה הסופית היא שהאובייקט מועבר אל קובץ או אל הזיכרון של מחשב אחר. ב- Serializable אין אף מתודה, והוא משמש לצורך סימון בלבד )אם אינך זוכר למה הכוונה כדאי שתחזור על הפרק שדו זאת יהווה אינדיקציה לכך שניתן לשמור אובייקטים מטיפוסה בנושא ההורשה(. מחלקה שמיישמת interface זה לקובץ/לזיכרון או לחילופין שניתן לשלוח אותם דרך חיבור תקשורת למחשב אחר. המחלקה ObjectOutputStream כוללת את ה- constructors העיקריים הבאים: public ObjectOutputStream(OutputStream out) throws IOException constructor זה יוצר אובייקט חדש מטיפוס ObjectOutputStream אשר דרכו ניתן לכתוב אל ה- stream output שה-.out אליו נקלט בתוך הפרמטר reference public ObjectOutputStream() throws IOException, SecurityException constructor זה מאפשר להגדיר מחלקה חדשה שיורשת מהמחלקה.ObjectOutputStream כיוון ש- constructor זה לא מקבל ערכים בעת הפעלתו הוא מאפשר, שמוגדרים במחלקה.ObjectOutputStream למעשה, להגדיר מחלקה חדשה מבלי לאלץ את השימוש במשתנים

24 24 המתודות העיקריות שמוגדרות במחלקה: public final void writeobject(object obj) throws IOException מתודה זו משמשת לכתיבת אובייקט מסוים לאובייקט ה- ObjectOutputStream שעליו היא הופעלה. יחד עם האובייקט שכותבים נכתבים גם כל האובייקטים האחרים ש- references אליהם נמצאים באובייקט שכותבים )ובלבד שהם לא מאוחסנים במשתנים מסוג static או )transient. בנוגע לאובייקטים האחרים חל אותו כלל. אובייקטים נוספים שה- references אליהם מאוחסנים בתוך כל אחד מהם גם ייכתבו. public void write(int data) throws IOException מתודה לכתיבתו של byte אחד בודד. המתודה תמתין )"תיחסם"- blocked ( במקומה של מתודה שהגיעה בהורשה מהמחלקה.OutputStream עד אשר ה- byte ייכתב. מתודה זו באה public void write(byte []b) throws IOException מתודה לכתיבתו של מערך של.bytes מתודה זו תיחסם,) blocked ( משמע תמתין בפעולתה, עד אשר מערך הבתים ייכתב. מתודה זו באה במקומה של מתודה שהגיעה בהורשה מהמחלקה.OutputStream public void write(byte []b, int off, int len) throws IOException מתודה לכתיבת תת מערך מתוך מערך של בתים.)bytes( המתודה כותבת את len הבתים שמופיעים במערך b, החל מה- byte שנמצא במקום.off מתודה זו באה במקומה של מתודה שהגיעה בהורשה מהמחלקה.OutputStream

25 public void flush() throws IOException 25 מתודה זו גורמת לכתיבת כל ה- bytes שנאספו ב- buffer ושטרם נשלחו בפועל. מתודה זו באה במקומה של מתודה שהגיעה בהורשה מהמחלקה.OutputStream public void close() throws IOException. בתום השימוש באובייקט ה- מתודה לסגירת ה- stream שמיוצג על ידי אובייקט ה- ObjectOutputStream ObjectOutputStream שיוצרים חייבים להפעיל עליו מתודה זו כדי לשחרר את כל המשאבים שנעשה בהם שימוש. מתודה זו באה במקומה של מתודה שהגיעה בהורשה מהמחלקה.OutputStream public void writeboolean(boolean data) throws IOException מתודה זו משמשת לכתיבת ערך מטיפוס הופעלה., boolean הערך, data לאובייקט ה- ObjectOutputStream שעליו ה י א public void writebyte(int data) throws IOException מתודה זו משמשת לכתיבת ערך מטיפוס int אל אובייקט ה- ObjectOutputStream שעליו היא הופעלה. public void writeshort(int data) throws IOException מתודה זו משמשת לכתיבת ערך מטיפוס short )הערך שמאוחסן ב- 16 הביטים הראשונים בערך ה- int שמאוחסן בפרמטר.)data

26 public void writechar(int data) throws IOException 26 מתודה זו משמשת לכתיבת ערך מטיפוס char לאובייקט ה- ObjetOutputStream שעליו היא הופעלה. public void writeint(long data) throws IOException מתודה זו משמשת לכתיבת ערך מטיפוס int אל אובייקט ה- ObjectOutputStream אשר עליו היא הופעלה. public void writefloat(long float) throws IOException מתודה זו משמשת לכתיבת ערך מטיפוס float אל אובייקט ה- ObjectOutputStream אשר עליו היא הופעלה. public void writedouble(double data) throws IOException מתודה זו משמשת לכתיבת ערך מטיפוס double אל אובייקט ה- ObjectOutputStream אשר עליו היא הופעלה. public void writeutf(string data) throws IOException מתודה זו משמשת לכתיבת מחרוזת של תווים בפורמט.UTF המחלקה ObjectInputStream מתארת stream שדרכו זורמים bytes אשר מתארים אובייקט/ים אל תוך התוכנית. אובייקט מטיפוס מחלקה זו משמש לקריאת אובייקטים וערכים מטיפוסים בסיסיים אשר עברו.serialization הם יכולים להגיע מקובץ או ממקור אחר כדוגמת מקור אשר שולח אותם באמצעות כתיבתם לאובייקט מטיפוס.ObjectOutputStream

27 27 רק אובייקטים מטיפוס מחלקות שבהגדרתן מיושם java.io.serializable או java.io.externalizable יכולים להיקרא מתוך אובייקט מטיפוס. ObjectInputStream קריאתו של אובייקט מתוך אובייקט ה- ObjectInputStream נעשית באמצעות המתודה. readobject מתודה זו מחזירה reference לאובייקט שנקרא. כיוון שה- reference שמוחזר הוא reference מטיפוס Object.יש לבצע casting ל- reference שהגיע כך שיהיה reference מטיפוס המחלקה המתאימה. גם מערכים וגם מחרוזות תווים נחשבים ב- Java לאובייקטים, ולכן יש לבצע casting מתאים גם כאשר מדובר בקריאתם. ערכים מטיפוס בסיסי )פרימיטיבי( ניתן לקרוא באמצעות אחת המתודות המתאימות לטיפוס הערך שקוראים. ה- consturctors העיקריים: public ObjectInputStream(InputStream in) throw IOException, StreamCorruptedException זה משמש ליצירת אובייקט חדש אשר יקושר ל- stream input שה- reference שלו נשלח אל ה- constructor.constructor public ObjectInputStream() throws IOException, SecurityException constructor זה הוגדר כדי לאפשר את הגדרתה של מחלקה שיורשת ממחלקה זו. המתודות העיקריות שמוגדרות במחלקה זו: public final Object readobject() throws OptionalDataException, ClassNotFoundException, IOException מתודה זו משמשת לקריאת אובייקט מתוך אובייקט ה- ObjectInputStream שעליו היא הופעלה. המתודה מחזירה reference מטיפוס Object לאובייקט שקראה. יש לעשות casting בהתאם לאובייקט שבו מדובר.

28 28 public int read() throws IOException מתודה זו קוראת מה- stream שעליו היא הופעלה byte אחד, ומחזירה ערך מטיפוס int אשר 8 הביטים הראשונים שלו מייצגים את ה- byte שנקרא. מתודה זו באה במקומה של מתודה שהגיעה בהורשה מהמהחלקה.InputStream public int read(byte []b, int off, int len) throws IOException מתודה זו קוראת אל תוך מערך של bytes )מערך שה- reference אליו מאוחסן במשתנה b )len בתים )bytes( מתוך אובייקט ה- ObjectInputStream אשר עליו היא הופעלה. הבתים שהיא קוראת נשמרים אל תוך המערך b החל מהמקום שמספר האינדקס שלו הוא. off המתודה מחזירה את מספר הבתים שהיא קראה או 1- אם הגיעה אל סופו של ה-.stream public int available() throws IOException מתודה זו מחזירה את מספר הבתים שניתן לקרוא מבלי לחכות לבתים נוספים שיגיעו. public void close() throws IOException מתודה זו גורמת לסגירתו של אובייקט ה- ObjectInputStream אשר עליו היא הופעלה. בפעולתה ישוחררו כל משאבי המערכת אשר שימשו את האובייקט. public boolean readboolean() throws IOException מתודה לקריאת ערך מטיפוס boolean מתוך אובייקט ה- ObjectInputStream אשר עליו היא הופעלה.

29 29 public byte readbyte() throws IOException מתודה לקריאת ערך מטיפוס byte מתוך אובייקט ה- ObjectInputStream אשר עליו היא הופעלה. public short readshort() throws IOException מתודה לקריאתו של ערך מטיפוס short מתוך אובייקט ה- ObjectInputStream אשר עליו היא הופעלה. public int readunsignedshort() throws IOException מתודה לקריאתו של ערך מטיפוס short מתוך אובייקט ה- ObjectInputStream אשר עליו היא הופעלה. הערך שנקרא מקבל התייחסות כערך אי שלילי )יש התעלמות מביט הסימן בקריאתו(. public char readchar() throws IOException מתודה זו משמשת לקריאת ערך מטיפוס char בגודל 16 ביטים מתוך אובייקט ה- ObjectInputStream אשר עליו היא הופעלה. public int readint() throws IOException מתודה זו משמשת לקריאתו של ערך מטיפוס int מתוך אובייקט ה- ObjectInputStream אשר עליו היא הופעלה. public long readlong() throws IOException מתודה לקריאתו של ערך מטיפוס long מתוך אובייקט ה- ObjectInputStream אשר עליו היא הופעלה.

30 30 public float readfloat() throws IOException מתודה לקריאתו של ערך מטיפוס float מתוך אובייקט ה- ObjectInputStream אשר עליו היא הופעלה. public double readdouble() throws IOException מתודה לקריאתו של ערך מטיפוס double מתוך אובייקט ה- ObjectInputStream אשר עליו היא הופעלה. public String readutf() throws IOException.UTF מתודה זו משמשת לקריאתה של מחרוזת מתוך אובייקט ה- ObjectInputStream, וזאת כאשר היא מגיעה בפורמט הדוגמא הבאה כוללת שלוש מחלקות. המחלקה Person מתארת אדם. ממחלקה זו יווצר אובייקט לתיאור אדם. המחלקה SavePersonToFile פועלת כ- application stand alone אשר מקבל בשורת הפקודה ערכים שמתארים אדם, יוצר אובייקט מטיפוס Person בהתאם ושומר אותו לקובץ ששמו זהה למספר תעודת הזהות. המחלקה GetPerson פועלת כ- application stand alone אשר מקבלת בשורת הפקודה מספר תעודת זהות, ניגש לקובץ ששמו זהה למספר תעודת הזהות שהתקבל, קוראת את האובייקט ששמור בתוכו ומדפיסה את פרטיו למסך. המחלקה :Person import java.io.serializable; public class Person implements Serializable private String privatename;

31 31 private String familyname; private int id; private String telephone; public static long serialversionuid = ; public Person(String privatename, String familyname, int id, String telephone) super(); this.privatename = privatename; this.familyname = familyname; this.id = id; this.telephone = telephone; public String getprivatename() return privatename; public void setprivatename(string privatename) this.privatename = privatename; public String getfamilyname() return familyname; public void setfamilyname(string familyname)

32 32 this.familyname = familyname; public int getid() return id; public void setid(int id) this.id = id; public String gettelephone() return telephone; public void settelephone(string telephone) this.telephone = telephone; public String tostring() return this.privatename + " " + this.familyname + " " + this.telephone + " " + this.id;

33 33 המחלקה :SavePersonToFile import java.io.*; public class SavePersonToFile public static void main(string[] args) if (args.length == 4) Person person = new Person(args[0], args[1],integer.parseint(args[2]),args[3]); FileOutputStream fos = null; ObjectOutputStream oos = null; try fos = new FileOutputStream(args[2]); oos = new ObjectOutputStream(fos); oos.writeobject(person); else catch(ioexception e) e.printstacktrace(); finally if(fos!=null) tryfos.close();catch(ioexception e) if(oos!=null) tryoos.close();catch(ioexception e)

34 34 System.out.println("utility requires four arguments!"); המחלקה :GetPersonFromFile import java.io.fileinputstream; import java.io.ioexception; import java.io.objectinputstream; public class GetPersonFromFile public static void main)string[] args( if )args.length == 1( FileInputStream fis = null; ObjectInputStream ois = null; try fis = new FileInputStream)args[0](; ois = new ObjectInputStream)fis(; Person person = )Person()ois.readObject)((; System.out.println)person(; catch)classnotfoundexception e( e.printstacktrace)(; catch)ioexception e(

35 35 else e.printstacktrace)(; finally if)fis!=null( tryfis.close)(;catch)ioexception e( if)ois!=null( tryois.close)(;catch)ioexception e( System.out.println)"This utility requires one argument only!"(;

36 36 המחלקות Reader ו- Writer שתי מחלקות אסטרקטיות שעומדות בראש של שתי היררכיות של מחלקות אשר מתארות streams לקלט ולפלט. בעוד שהמתודות שניתן להפעיל על אובייקטים מטיפוס InputStream ו OutputStream- מניחות שהנתונים שזורמים אל/מ התכנית הם אוסף של בתים בלבד, המתודות שניתן להפעיל על אובייקטים מטיפוס Reader ו- Writer מניחות שהבתים שזורמים מייצגים.chars אובייקטים שנוצרים מהמחלקות שיורשות מ- Writer ומ- Reader מהווים streams אשר מתארים זרימה של.chars משתמשים בהם לצורך יצירת streams שדרכם עוברים טקסטים בפורמט.Unicode כדי לחבר streams שבהם זורמים טקסטים בפורמט אחר מ- Unicode להשתמש ב- InputStreamReader וב- OutputStreamWriter. ע ם streams מסוג Reader ו Writer- י ש

37 37 המחלקה File אובייקט מטיפוס מחלקה זו יכול לייצג או קובץ או ספריה. אלה לא חייבים להיות קבצים ו/או ספריות שכבר קיימים/קיימות. אובייקט מטיפוס מחלקה זו יכול גם לייצג קבצים/ספריות שטרם נוצרו. מחלקה זו מספקת מתודות שמשמשות להשגת אינפורמציה על קבצים/ספריות שאובייקטים מטיפוסה מייצגים. אובייקט מטיפוס מחלקה זו יכול לפרט את שמות הקבצים אשר בספריה מסוימת, לבדוק אם קובץ מסוים קיים, לבדוק את סוגו של קובץ, ליצור ספריות חדשות, לשנות את שמם של קבצים, למחוק קבצים קיימים וכדומה... מחלקה זו לא תומכת בפעולות קלט/פלט לקבצים. פעולות קלט/פלט לקבצים מתבצעות באמצעות אובייקטים שיוצרים מהמחלקות: RandomAccessFile FileReader FileWriter FileInputStream FileOutputStream הקבועים שמוגדרים במחלקה :File public static final char separatorchar זהו התו שמשמש להפרדה בין שמות ספריות או בין שם ספריה לשם של קובץ. אם במערכת קיימת מחרוזת תווים שמשמשת להפרדה האמורה אז משתנה זה מכיל את התו הראשון מתוך המחרוזת

38 38 public static final String separator זהו ייצוג במחרוזת תווים של סימן ההפרדה בין שמות של ספריות לשמות של ספריות/קבצים. public static final char pathseparatorchar קבוע זה מכיל את התו הראשון מתוך רצף התווים שמשמש במחשב בתור סימן מפריד ברשימה של pathים. ב- windows זהו הסימן ; וביוניקס זהו הסימן :. public static final String pathseparator זהו ייצוג במחרוזת תווים של סימן ההפרדה שמשמש במחשב להפרדה בין pathים שמופיעים ברשימה של pathים. ה- constructors העיקריים שקיימים במחלקה: public File (String pathname) ליצירת אובייקט שמתאר את הקובץ/הספריה שתיאורו נשלח כמחרוזת תווים אל ה- constructor. התיאור בצורה של מחרוזת תווים כולל גם את השם של הקובץ/הספריה, וגם ה- path שלו/ה. public File (String pathname, String child) ליצירת אובייקט שמתאר את הקובץ/הספריה ששמו/ ששמה child אליו הוא ושה- path. pathname שווה ל- null אז פעולתו זהה לפעולת ה- constructor הקודם. אם pathname

39 public File(File parent, String child) 39 ליצירת אובייקט חדש שמתאר את הקובץ/הספריה ששמו/שמה child ושנמצא תחת הספריה שמתוארת על ידי אובייקט מטיפוס.constructor נשלח כארגומנט ראשון אל ה אליו אשר ה- reference File המתודות העיקריות שקיימות במחלקה: public String getname() מתודה זו מחזירה reference מטיפוס String אשר מתאר את השם של הקובץ/הספריה שמתארת אובייקט ה- File. public String getparent() מתודה זו מחזירה reference מתאר האובייקט. לאובייקט מטיפוס String אשר מתאר את שמה של ספריית האב לספריה/לקובץ אשר public boolean exists() מתודה זו מחזירה true או false בהתאם לשאלה האם הקובץ/הספריה שמתאר האובייקט קיים או לא. public boolean isdirectory() מתודה זו מחזירה true או false בהתאם לשאלה האם האובייקט מתאר ספריה או לא. public boolean isfile() מתודה זו מחזירה true או false בהתאם לשאלה האם האובייקט מתאר קובץ או לא.

40 40 public String[] list() מתודה זו מחזירה reference למערך מטיפוס String אשר מכיל references ל- Strings אשר מתארים את שמות תתי הספריות ואת שמות הקבצים שנמצאים תחת הספריה שמיוצגת על ידי אובייקט ה- File אשר עליו היא הופעלה. אם האובייקט שממנו המתודה הופעלה מייצג קובץ אז המתודה מחזירה.null