Galileo Computing :: Java 7 - Mehr als eine Insel - 6 Datenströme
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Inhaltsverzeichnis
Vorwort
1 Neues in Java 7
2 Threads und nebenläufige Programmierung
3 Datenstrukturen und Algorithmen
4 Raum und Zeit
5 Dateien, Verzeichnisse und Dateizugriffe
6 Datenströme
7 Die eXtensible Markup Language (XML)
8 Dateiformate
9 Grafische Oberflächen mit Swing
10 Grafikprogrammierung
11 Netzwerkprogrammierung
12 Verteilte Programmierung mit RMI
13 RESTful und SOAP Web-Services
14 JavaServer Pages und Servlets
15 Applets
16 Datenbankmanagement mit JDBC
17 Technologien für die Infrastruktur
18 Reflection und Annotationen
19 Dynamische Übersetzung und Skriptsprachen
20 Logging und Monitoring
21 Java Native Interface (JNI)
22 Sicherheitskonzepte
23 Dienstprogramme für die Java-Umgebung
Stichwort

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Java 7 - Mehr als eine Insel von Christian Ullenboom
Das Handbuch zu den Java SE-Bibliotheken
Buch: Java 7 - Mehr als eine Insel

Java 7 - Mehr als eine Insel
Galileo Computing
1433 S., 2012, geb.
49,90 Euro, ISBN 978-3-8362-1507-7
Pfeil 6 Datenströme
Pfeil 6.1 Stream-Klassen und Reader/Writer am Beispiel von Dateien
Pfeil 6.1.1 Mit dem FileWriter Texte in Dateien schreiben
Pfeil 6.1.2 Zeichen mit der Klasse FileReader lesen
Pfeil 6.1.3 Kopieren mit FileOutputStream und FileInputStream
Pfeil 6.1.4 Das FileDescriptor-Objekt *
Pfeil 6.1.5 Datenströme über Files mit NIO.2 beziehen
Pfeil 6.2 Basisklassen für die Ein-/Ausgabe
Pfeil 6.2.1 Die abstrakten Basisklassen
Pfeil 6.2.2 Übersicht über Ein-/Ausgabeklassen
Pfeil 6.2.3 Die abstrakte Basisklasse OutputStream
Pfeil 6.2.4 Die Schnittstellen Closeable, AutoCloseable und Flushable
Pfeil 6.2.5 Ein Datenschlucker *
Pfeil 6.2.6 Die abstrakte Basisklasse InputStream
Pfeil 6.2.7 Ressourcen aus dem Klassenpfad und aus Jar?Archiven laden
Pfeil 6.2.8 Ströme mit SequenceInputStream zusammensetzen *
Pfeil 6.2.9 Die abstrakte Basisklasse Writer
Pfeil 6.2.10 Die Schnittstelle Appendable *
Pfeil 6.2.11 Die abstrakte Basisklasse Reader
Pfeil 6.3 Formatierte Textausgaben
Pfeil 6.3.1 Die Klassen PrintWriter und PrintStream
Pfeil 6.3.2 System.out, System.err und System.in
Pfeil 6.4 Schreiben und Lesen aus Strings und Byte-Feldern
Pfeil 6.4.1 Mit dem StringWriter ein String-Objekt füllen
Pfeil 6.4.2 CharArrayWriter
Pfeil 6.4.3 StringReader und CharArrayReader
Pfeil 6.4.4 Mit ByteArrayOutputStream in ein Byte-Feld schreiben
Pfeil 6.4.5 Mit ByteArrayInputStream aus einem Byte-Feld lesen
Pfeil 6.5 Datenströme filtern und verketten
Pfeil 6.5.1 Streams als Filter verketten (verschachteln)
Pfeil 6.5.2 Gepufferte Ausgaben mit BufferedWriter und BufferedOutputStream
Pfeil 6.5.3 Gepufferte Eingaben mit BufferedReader/BufferedInputStream
Pfeil 6.5.4 LineNumberReader zählt automatisch Zeilen mit *
Pfeil 6.5.5 Daten mit der Klasse PushbackReader zurücklegen *
Pfeil 6.5.6 DataOutputStream/DataInputStream *
Pfeil 6.5.7 Basisklassen für Filter *
Pfeil 6.5.8 Die Basisklasse FilterWriter *
Pfeil 6.5.9 Ein LowerCaseWriter *
Pfeil 6.5.10 Eingaben mit der Klasse FilterReader filtern *
Pfeil 6.5.11 Anwendungen für FilterReader und FilterWriter *
Pfeil 6.6 Vermittler zwischen Byte-Streams und Unicode-Strömen
Pfeil 6.6.1 Datenkonvertierung durch den OutputStreamWriter
Pfeil 6.6.2 Automatische Konvertierungen mit dem InputStreamReader
Pfeil 6.7 Kommunikation zwischen Threads mit Pipes *
Pfeil 6.7.1 PipedOutputStream und PipedInputStream
Pfeil 6.7.2 PipedWriter und PipedReader
Pfeil 6.8 Prüfsummen
Pfeil 6.8.1 Die Schnittstelle Checksum
Pfeil 6.8.2 Die Klasse CRC32
Pfeil 6.8.3 Die Adler32-Klasse
Pfeil 6.9 Persistente Objekte und Serialisierung
Pfeil 6.9.1 Objekte mit der Standard-Serialisierung speichern und lesen
Pfeil 6.9.2 Zwei einfache Anwendungen der Serialisierung *
Pfeil 6.9.3 Die Schnittstelle Serializable
Pfeil 6.9.4 Nicht serialisierbare Attribute aussparen
Pfeil 6.9.5 Das Abspeichern selbst in die Hand nehmen
Pfeil 6.9.6 Tiefe Objektkopien *
Pfeil 6.9.7 Versionenverwaltung und die SUID
Pfeil 6.9.8 Wie die ArrayList serialisiert *
Pfeil 6.9.9 Probleme mit der Serialisierung
Pfeil 6.10 Alternative Datenaustauschformate
Pfeil 6.10.1 Serialisieren in XML-Dateien
Pfeil 6.10.2 XML-Serialisierung von JavaBeans mit JavaBeans Persistence *
Pfeil 6.10.3 Die Open-Source-Bibliothek XStream *
Pfeil 6.10.4 Binäre Serialisierung mit Google Protocol Buffers *
Pfeil 6.11 Tokenizer *
Pfeil 6.11.1 StreamTokenizer
Pfeil 6.12 Zum Weiterlesen

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6.4 Schreiben und Lesen aus Strings und Byte-FeldernZur nächsten Überschrift

Zwei interessante Writer sind StringWriter und CharArrayWriter, weil sie die Ausgabe nicht in eine Datei, sondern in einen StringBuffer beziehungsweise in ein Zeichen-Array schreiben. Die Felder werden automatisch vergrößert. Für Byte-Felder sind ByteArrayOutputStream und ByteArrayInputStream relevant. Die Klassen lassen sich exzellent für Testfälle nutzen, denn für eine Methode, die zum Beispiel in einen beliebigen Writer schreibt, ist es egal, ob sie zum Testen in einen StringWriter oder produktiv in einen FileWriter schreibt.

Abbildung

Abbildung 6.4: UML-Diagram der Klassen StringWriter und CharArrayWriter


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6.4.1 Mit dem StringWriter ein String-Objekt füllenZur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Die folgenden Programmzeilen werten einen StringWriter noch zu einem PrintWriter auf, damit wir die komfortablen printXXX()-Methoden verwenden können:

Listing 6.10: com/tutego/insel/io/stream/StringWriterDemo.java, main()

StringWriter buffer = new StringWriter();
PrintWriter out = new PrintWriter( buffer );
out.print( "Christian" );
out.printf( "ist lieb.%n" );
out.println();
String result = buffer.toString();

System.out.println( result ); // Christian ist lieb.\n\n

Der parameterlose Konstruktor new StringWriter() legt einen internen Puffer mit der Größe 16 an (der Standardgröße eines StringBuffer-Objekts). Daneben existiert aber noch ein Konstruktor mit dem Parameter int, der die anfängliche Größe festsetzt. Ist die Zeichenkette, die der StringWriter später aufnimmt, auf jeden Fall größer als 16, sollte aus Effizienzgründen immer der zweite Konstruktor Verwendung finden. So muss sich das interne StringBuffer-Objekt bei wiederholten write()-Aufrufen nicht immer in der Größe ändern.

Mit den Methoden getBuffer() und toString() lesen wir den Inhalt wieder aus. Die Methoden unterscheiden sich darin, dass getBuffer() ein StringBuffer-Objekt zurückgibt und toString() das gewohnte String-Objekt.

class java.io.StringWriter
extends Writer
  • StringWriter()
    Erzeugt einen StringWriter mit der Startgröße 16.
  • StringWriter(int initialSize)
    Erzeugt einen StringWriter mit der angegebenen Größe.
  • StringBuffer getBuffer()
    Liefert den internen StringBuffer, keine Kopie.
  • String toString()
    Liefert den Puffer als String.

Die write()- bzw. append()-Methoden aus dem Writer sind so wie erwartet. close() ist leer implementiert, und so lassen sich auch nach dem Schließen Zeichen schreiben. Ebenso ist flush() leer implementiert.


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6.4.2 CharArrayWriterZur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Neben StringWriter schreibt auch die Klasse CharArrayWriter Zeichen in einen Puffer, doch diesmal in ein Zeichenfeld. Sie bietet zudem drei zusätzliche Methoden an: reset(), size() und writeTo().

class java.io.CharArrayWriter
extends Writer
  • CharArrayWriter()
    Erzeugt einen neuen CharArrayWriter mit einer Standardgröße.
  • CharArrayWriter(int initialSize)
    Erzeugt einen neuen CharArrayWriter mit einer Startkapazität von initialSize Zeichen.
  • void writeTo(Writer out)
    Schreibt den Inhalt des Puffers in einen anderen Zeichenstrom. Diese Methode ist recht nützlich, um die Daten weiterzugeben.
  • void reset()
    Setzt den internen Puffer zurück, sodass das CharArrayWriter-Objekt ohne neue Speicheranforderung genutzt werden kann.
  • int size()
    Liefert die Größe des Puffers.
  • char[] toCharArray()
    Gibt eine Kopie der Eingabedaten zurück. Es ist wirklich eine Kopie und keine Referenz.
  • String toString()
    Konvertiert die Eingabedaten in einen String.

Die write()- und append()-Methoden gibt der Writer vor. close() und flush() sind wie beim StringWriter leer.


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6.4.3 StringReader und CharArrayReaderZur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Die Klassen StringWriter und CharArrayWriter haben die entsprechenden Lese-Klassen mit den Namen StringReader und CharArrayReader. Beide erlauben das Lesen von Zeichen aus einem String beziehungsweise aus einem Zeichenfeld. Sie leiten sich beide direkt aus Writer ab.

Abbildung

Abbildung 6.5: UML-Diagramm der Klassen StringReader und CharArrayReader

Listing 6.11: com/tutego/insel/io/stream/StringReaderDemo.java, main()

String s = "Hölle Hölle Hölle";
Reader sr = new StringReader( s );

char H = (char) sr.read();
char ö = (char) sr.read();

for ( int c; (c = sr.read()) != –1; )
System.out.print( (char) c );
class java.io.StringReader
extends Reader
  • StringReader(String s )
    Erzeugt einen neuen StringReader, der die Zeichen aus dem String s liest.
class java.io.CharArrayReader
extends Reader
  • CharArrayReader(char[] buf)
    Erzeugt einen CharArrayReader vom angegebenen Feld.
  • CharArrayReader(char[] buf, int offset, int length)
    Erzeugt einen CharArrayReader vom angegebenen Feld der Länge length und mit der angegebenen Verschiebung.

Die Klassen StringReader und CharArrayReader überschreiben die Methoden close(), mark(int), markSupported(), read(), read(char[] cbuf, int off, int len), ready(), reset() und skip(long). Sie unterstützen skip(), mark() und reset().

Hinweis

Das Zeichenfeld, das CharArrayReader erhält, wird intern nicht kopiert, sondern referenziert. Das heißt, dass nachträgliche Änderungen am Feld die aus dem Stream gelesenen Zeichen beeinflussen.

Abbildung

Abbildung 6.6: Vererbungsbeziehung StringReader und Reader


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6.4.4 Mit ByteArrayOutputStream in ein Byte-Feld schreibenZur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Die Klasse ByteArrayOutputStream lässt sich gut verwenden, wenn mehrere unterschiedliche primitive Datentypen in ein Byte-Feld kopiert werden sollen, die dann später eventuell binär weiterkodiert werden müssen. Erstellen wir etwa eine GIF-Datei, müssen wir nacheinander verschiedene Angaben schreiben. So erstellen wir leicht eine Grafikdatei im Speicher. Anschließend konvertieren wir mit toByteArray() den Inhalt des Datenstroms in ein Byte-Feld:

Listing 6.12: com/tutego/insel/io/stream/ByteArrayOutputStreamDemo.java, main()

ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
DataOutputStream out = new DataOutputStream( baos );
// Header
out.write( 'G' ); out.write( 'I' ); out.write( 'F' );
out.write( '8' ); out.write( '9' ); out.write( 'a' );
// Logical Screen Descriptor
out.writeShort( 128 ); // Logical Screen Width (Unsigned)
out.writeShort( 37 ); // Logical Screen Height (Unsigned)
// <Packed Fields>, Background Color Index, Pixel Aspect Ratio
// and so on.
out.close();
byte[] result = baos.toByteArray();
class java.io.ByteArrayOutputStream
extends OutputStream
  • ByteArrayOutputStream()
    Erzeugt ein neues OutputStream-Objekt, das die Daten in einem Byte-Feld abbildet.
  • ByteArrayOutputStream(int size)
    Erzeugt ein ByteArrayOutputStream mit einer gewünschten Pufferkapazität.

Mit die wichtigste Methode ist toByteArray(), die ein byte[] mit dem geschriebenen Inhalt liefert. reset() löscht den internen Puffer. Eine praktische Methode ist writeTo(OutputStream out). Hinter ihr steckt ein out.write(buf, 0, count), das das für uns nicht sichtbare interne Feld buf schreibt.


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6.4.5 Mit ByteArrayInputStream aus einem Byte-Feld lesenZur vorigen Überschrift

Ein ByteArrayInputStream ist ein besonderer InputStream, der aus Byte-Feldern liest. Die Quelle der Daten, das Byte-Feld, wird im Konstruktor übergeben und intern nicht kopiert.

class java.io.ByteArrayInputStream
extends InputStream
  • ByteArrayInputStream(byte[] buf)
    Erzeugt ein neues ByteArrayInputStream-Objekt, das alle Daten aus dem Byte-Feld buf liest.
  • ByteArrayInputStream(byte[] buf, int offset, int length)
    Erzeugt ByteArrayInputStream, das einem Teil des Feldes Daten entnimmt.


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