Java第09次实验(IO流)

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
   • 使用try..with...resouces关闭资源
2. 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

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();
                System.out.println("1");
            } catch (IOException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
                System.out.println("2");
            }
            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();
                System.out.println("3");
            } catch (IOException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
                System.out.println("4");
            }
            
        }

我的总结

在读取文件数据时while循环会报错，加入测试点后发现while循环多读了一次，

后将while(dis!=null)改成while(dis.available()!=0)，问题解决

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

1.

 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

默认方法打开读取会产生乱码

将模式读取方式改成"UTF-8"后显示正常

2.

public static void ListreadStudents(String fileName){
            ArrayList<Student> StudentList=new ArrayList<Student>();
            BufferedReader br = null;
            try {
                br = new BufferedReader(new InputStreamReader(new FileInputStream(fileName),"UTF-8"));
                while(br!=null) {
                    String line=br.readLine();
                    String[] stu=line.split("\s+");
                    int id=Integer.parseInt(stu[0]);
                    String name=stu[1];
                    int age=Integer.parseInt(stu[2]);
                    double grade=Double.parseDouble(stu[3]);
                    Student Stu=new Student(id,name,age,grade);
                    StudentList.add(Stu);          
                }                
            } finally{
                if (br!=null){
                    br.close();
                }
            }
}

实验调试

刚开始本来想用和DataInputStream一样直接读，发现BufferedReader只用read和ReadLine方法，得用实验提到的"\s+"的方法将读到的一整行用分隔符来分开，再用类型转换来读。

3.

            String FileName="D:\TSBrowserDownloads\Students.txt";
            PrintWriter pw=new PrintWriter(new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(FileName,true),"UTF-8"));
            pw.print("4 陈六 21 93");
            pw.close();

我的总结

正确写入文件

4.

 　　　　　　　String FileName="D:\TSBrowserDownloads\student.dat";
            try(
                    FileOutputStream fos=new FileOutputStream(FileName);
                    ObjectOutputStream oos=new ObjectOutputStream(fos))
                {
                    Student ts=new Student(5,"asd",14,60);
                    oos.writeObject(ts);
                }
                catch (Exception e) {
                    // TODO Auto-generated catch block
                    e.printStackTrace();
                }
                try(
                    FileInputStream fis=new FileInputStream(FileName);
                    ObjectInputStream ois=new ObjectInputStream(fis))
                {
                    Student newStudent =(Student)ois.readObject();
                    System.out.println(newStudent);
                } catch (IOException e) {
                    // TODO Auto-generated catch block
                    e.printStackTrace();
                } catch (ClassNotFoundException e) {
                    // TODO Auto-generated catch block
                    e.printStackTrace();
                }

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。

写入文件代码

String FILENAME = "test.txt";    
        double sum=0,aver;
        PrintWriter pw=null;
        try {
            pw = new PrintWriter(FILENAME);
            for(int i = 0;i<10000000;i++){//写入1千万行
            int r=new Random().nextInt(10);
            sum+=r;
            pw.println(r);
            //System.out.println(r);
        }
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally{
            pw.close();
        }
        aver=sum/10000000;
        System.out.format("%.5f", aver);
    }

使用JUint的代码

        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

可以明显对比出缓冲流BufferedReader的方法要比Scanner的方法快很多

 不使用JUint也可以在循环开始前后定义时间变量，最后相减也能得到运行所用时间

第2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)

 我的代码

public static void writeStudent(List<Student> stuList)
    {
        String fileName="D:\Student.dat";
        try (   FileOutputStream fos=new FileOutputStream(fileName);
                ObjectOutputStream ois=new ObjectOutputStream(fos))
        {
            ois.writeObject(stuList);
            
        } 
        catch (FileNotFoundException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e1) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e1.printStackTrace();
        }
    }
public static List<Student> readStudents(String fileName)
    {
        List<Student> stuList=new ArrayList<>();
        try (   FileInputStream fis=new FileInputStream(fileName);
                ObjectInputStream ois=new ObjectInputStream(fis))
        {
            stuList=(List<Student>)ois.readObject();
        } 
        catch (FileNotFoundException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e1) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e1.printStackTrace();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
        return stuList;
    }   

5. 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。

1. 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。

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

用了参考代码稍加修改，若文件名字包含fileName，则输出该文件的路径

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.

 Scanner sc=new Scanner(System.in);
            Pattern pattern=Pattern.compile("^-?[0-9]\d*(\.\d+)?$");
            Matcher matcher=null;
            while(sc.hasNext())
            {
                String str=sc.next();
                matcher=pattern.matcher(str);
                System.out.println(matcher.matches());
            }
            sc.close();

2.

try
      {
         // 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();
      }

总结：这次实验内容较多，花费了大量的时间，总的来说IO流是java中很重要的一部分，涉及面很广，还会和今后的网络编程牵扯关系，应该好好学。正值表达式的内容较难理解