Java第08次实验(Java I/O流与文件)

Java第08次实验(Java I/O流与文件)

目录

• Java第08次实验(Java I/O流与文件)
  • 参考资料
  • 第1次实验
    • 1. 字节流与二进制文件
    • 2. 字符流与格式化文本文件读写：使用 PrintWriter(写)，BufferedReader(读)
    • 3. 缓冲流(结合使用JUint进行测试)
  • 第2次实验
    • 4. 字节流之对象流
    • 5. 选做：RandomAccessFile
    • 6. 文件操作
• 下次实验

参考资料

本次实验文件
国产编辑器Notepad--
wxMEdit 16进制编辑器

课堂考核：

• 字节流与二进制文件
• 字符流与文本文件
• 缓冲流

第1次实验

任务：1.使用字节流读写二进制文件、2.使用字符流读写文本文件、4.使用对象流读写数据。只要完成一个就可以进行考核。

1. 字节流与二进制文件

Student.java等相关实验文件在“基础代码”目录。。

1. 使用DataOutputStream与FileOutputStream将Student对象写入二进制文件students.data。编写方法：public static void writeStudentsToFile(String fileName)
   • 二进制文件与文本文件的区别。使用wxMEdit或Visual Studio Code+ Hex Editor插件或Notepad--(编辑-以二进制模式打开)分析所生成的students.data文件。
   • try...catch...finally注意事项
   • 使用try...with...resouces关闭资源。注意：还需要处理流关闭时产生的异常。
2. 使用DataInputStream与FileInputStream从student.data中读取学生信息并组装成Student对象。编写为一个方法List<Student> readStudetsFromFile(String fileName)。

2. 字符流与格式化文本文件读写：使用 PrintWriter(写)，BufferedReader(读)

任务:

1. 将Student.txt拷贝到IDE项目根目录(右键点击项目-选择paste)。请不要拷贝到src目录。
2. 使用BufferedReader从编码为UTF-8的文本文件Student.txt中读出学生信息，组装成对象后输出到控制台。
   • 中文乱码问题:FileReader使用系统默认编码方式读取文件，可能会产生乱码，可使用InputStreamReader解决)。也可将Student.txt编码格式改为GBK，复现乱码。注意：Java 11后，FileReader支持以指定编码读。
   • String的split方法使用\\s+可以使1个或多个空白符作为分隔符。
   • 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，让其可以处理出错的行（报错但可以继续运行）。
3. 编写public static List<Student> readStudents(String fileName, Charset charset)从fileName指定的格式化文本文件中以指定编码(charset)读取所有学生，并将其放入到一个List中后返回。调用方法：readStudents("test.txt", Charset.forName("GBK"))。
4. 使用PrintWriter的println方法将Student对象写入文本文件。编写方法。public static void writeStudents(Students[] stus, String fileName, Charset charset)。参考代码见后。注意：缓冲区问题。
5. 使用ObjectInputStream/ObjectOutputStream读写学生对象。

其中1、2为1个考核点，3 为一个考核点

参考代码：使用PrintWriter写文件

String fileName = "StudentList.txt"; // 如果文件名如果不指定路径名，生成的文件将放入IDE的项目的相关根目录中。
List<Student> stuList = new ArrayList<>();
stuList.add(new Student(1,"张三",18,99.5));
stuList.add(new Student(2,"李四",19,100.0));
stuList.add(new Student(3,"王五",20,59.5));

try(PrintWriter pw = new PrintWriter(fileName); ) {
    // 你的代码，请查询jdk文档PrintWriter的用法
    // task1: 使用pw的println方法将stuList中的所有Student对象写入文件中。如果使用pw的write方法需要自己指定行分隔符System.lineSeparator()
} catch (FileNotFoundException e) {
	e.printStackTrace();
} 

// task2: 使用Scanner或BufferedReader将数据从文件读出。思考：哪种方法更快？

参考资料:

• 参考代码
  • BufferedReaderTest.java(BufferedReader的使用)
  • InputStreamReaderTest.java(中文乱码)
  • TextFileTest.java(将文件中读取到的数据组装成对象)
• 技巧1：IDE并排显示多个窗口（最大化编辑窗口，往下拖动某个标签窗口的标题栏）
• 技巧2：通过修改Eclipse的Workspace的Text file encoding可以绕过显示中文UTF-8编码文件乱码的问题。

3. 缓冲流(结合使用JUint进行测试)

1. 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.
2. 从文件将每行读取出来转换成整数后相加。然后输出“整数个数 平均值”，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？

测试用例基础代码：

private static int NUM = 10000000;
private static long SEED = 100;
private static String FILENAME = "data.txt";
	
@BeforeAll
static void write2File() throws FileNotFoundException {
	Random rnd = new Random(SEED); 
	PrintWriter pw = new PrintWriter(FILENAME);
	for (int i = 0; i < NUM; i++) {
		pw.println(rnd.nextInt(11));
	}
	pw.close();
		
}

注意：

• 保留5位小数，可使用System.out.format进行格式化输出。
• 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hasNextXXX方法应与相对应的nextXXX方法配合使用，否则容易出错。
• 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。

参考资料:

JUnit5教程-简介

思考：
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？
可询问AI。

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();
}

第2次实验

4. 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：
使用二进制模式打开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。

5. 选做：RandomAccessFile

RandomAccessFile可以像操作数组一样操作文件内容，其中的文件指针概念特别重要。
使用AI完成：将Students.txt上传给AI，让其分析文件中数据特征。然后使用RandomAceessFile实现对Students.txt文件的读写。
任务1：尝试看懂并分析AI生成的源代码。
任务2：：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。

6. 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。
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：询问AI，尝试使用Files.walkFileTree方法进行文件搜索。

下次实验

Java第09次实验(多线程)