ファイル入出力Ⅰ

Size: px

Start display at page:

Download "ファイル入出力Ⅰ"

せぴあなかじゅく
5 years ago
Views:

1 ファイル入出力 Ⅰ 今回の課題項目ファイル入出力 ( 概要手順 ) ファイル入出力 ( 使用クラス使用コンストラクタ ) ファイル入出力 ( 文字コード処理 ) ファイル入出力 ( ファイル情報の取得 ) ファイル入出力 ( バイナリファイルの入出力処理 ) 今回の重点項目ファイル入出力の基本 ( 概要手順使用クラス ) ファイル入出力の実践 ( ファイル情報の取得バイナリファイルの操作 ) -1-

2 ファイル入出力ファイル入出力の概要プログラムを作成する際或るファイルのデータを読み込み別のファイルへ書き出す或るデータを読み込む際データのフィルタ処理を行う或るデータの書き込みを別のプログラムの入力値とする等と謂う入出力に関する処理を行う事が有る Java では其等の処理を java.io パッケージに含まれる様々なクラスで対応して居るファイル入出力の手順ファイル入出力 (File Input & Output) とはファイルの内容を読み出したり (Input: 入力 ) ファイルに情報を書き込んだり (Output: 出力 ) する事で有るファイル入出力を行う為にはファイルに格納されたデータを変数に読み込んだり変数 ( 又は定数 ) の内容をファイルに書き込む事に成るファイル入出力の処理は概ね以下の手順で行われる 1 ファイルを開く ( ソースに対し読み込み又は書き込みストリームを開く ) 2 データの読み込み又は書き込みを行う 3 ファイルを閉じる ( ソースに対し読み込み又は書き込みストリームを閉じる ) 猶 Java では総ての入出力はストリーム (Stream: 情報の流れ ) と看做される即ちキーボードからの入力もディスプレイへの出力もデバイスからの入出力もネットワークとの入出力も総てストリームと謂う概念で考えられる此の為ファイルネットワークデバイス等の入出力を同じ概念で扱う事が出来る入出力処理のクラス入出力関係のクラスは大別すると文字ストリーム用のクラスとバイトストリーム用のクラスの 2 種に成る文字ストリーム用のクラスはテキストデータ等の 16 ビット文字の入出力に使用されバイトストリーム用のクラスは画像圧縮データ等のバイナリデータの入出力に使用されるファイル入出力では java.io パッケージが提供する以下のクラスを使用する ( 要 import java.io.*) 文字ストリーム java.io.filereader クラス java.io.filewriter クラステキストファイルから文字を読み出すテキストファイルに文字や文字列を書き込むバイトストリーム java.io.fileinputstream クラス java.io.fileoutputstream クラス java.io.inputstreamreader クラス java.io.outputstreamwriter クラスバイナリファイルからデータを読み出すバイナリファイルにデータを書き込むバイトデータを読み込んで文字に変換する書き込まれた文字をバイトデータに符号化する猶 WEB ブラウザ上で動作するアプレットに付いてはセキュリティの観点からファイルへの入出力は許可されて居ない -2-

3 コンストラクタファイル入出力処理で使用されるクラスの主なコンストラクタを下記に示す FileReader クラス FileReader(File) コンストラクタ FileReader(FileDescriptor) FileReader(String) 説明引数に読み込むファイルの File オブジェクトを指定する引数に FileDescriptor オブジェクトを指定する引数に読み込むファイルのパス名を指定する例 : ファイルパス名を指定して FileReader オブジェクト abc を生成 FileReader abc = new FileReader("abc.txt"); 例 :FileDescriptor オブジェクトを指定して FileReader オブジェクト def を生成 FileReader def = new FileReader(FileDescriptor.in); FileWriter クラス FileWriter(File) コンストラクタ説明引数に書き込むファイルの File オブジェクトを指定する FileWriter(File, boolean) 引数に書き込むファイルの File オブジェクトを指定する第 2 引数が true の場合はファイルの最後からデータを書き込む FileWriter(FileDescriptor) FileWriter(String) FileWriter(String, boolean) 引数に FileDescriptor オブジェクトを指定する引数に書き込むファイルのパス名を指定する引数に書き込むファイルのパス名を指定する第 2 引数が true の場合はファイルの最後からデータを書き込む (Append) 例 :xyz.txt ファイルの最後から書き込み処理を行うオブジェクト xyz を生成 boolean append = true; FileWriter xyz = new FileWriter("xyz.txt", append); FileInputStream クラスコンストラクタ説明 FileInputStream(File) 引数に読み込むファイルの File オブジェクトを指定する FileInputStream(FileDescriptor) 引数に FileDescriptor オブジェクトを指定する FileInputStream(String) 引数に読み込むファイルのパス名を指定する例 :File オブジェクト生成後 File オブジェクトを指定して FileInputStream オブジェクト aaa を生成 File tmpfile = new File("AAA.gif"); FileInputStream aaa = new FileInputStream(tmpFile); FileOutputStream クラスコンストラクタ FileOutputStream(File) 説明引数に書き込むファイルの File オブジェクトを指定する FileOutputStream(File, boolean) 引数に書き込むファイルの File オブジェクトを指定する第 2 引数が true の場合はファイルの最後からデータを書き込む FileOutputStream(FileDescriptor) FileOutputStream(String) FileOutputStream(String, boolean) 引数に FileDescriptor オブジェクトを指定する引数に書き込むファイルのパス名を指定する引数に書き込むファイルのパス名を指定する第 2 引数が true の場合はファイルの最後からデータを書き込む (Append) -3-

4 InputStreamReader クラスコンストラクタ説明 InputStreamReader 第 1 引数に読み込む InputStream クラスのオブジェクトを指定する此の場 (InputStream) 合はデフォルトのエンコード方式が使われる InputStreamReader 第 1 引数に読み込む InputStream クラスのオブジェクトを第 2 引数にエン (InputStream, String) コード方式を指定するエンコード方式の指定は IANA Charset Registry に記載される文字列を使用する例 :FileInputStream オブジェクト生成後 FileInputStream オブジェクトとエンコード方式を引数に指定して InputStreamReader オブジェクト abc を生成 FileInputStream abcfile = new FileInputStream("abc.txt"); InputStreamReader abc = new InputStreamReader(abcFile, "EUC-JP"); OutputStreamWriter クラスコンストラクタ説明 OutputStreamWriter 第 1 引数に書き込む OutputStream クラスのオブジェクトを指定する此の (OutputStream) 場合はデフォルトのエンコード方式が使われる OutputStreamWriter 第 1 引数に書き込む OutputStream クラスのオブジェクトを第 2 引数にエ (OutputStream, String) ンコード方式を指定するエンコード方式の指定は IANA Charset Registry に記載される文字列を使用する例 :FileOutputStream オブジェクト生成後 FileOutputStream オブジェクトとエンコード方式を引数に指定して OutputStreamWriter オブジェクト xyz を生成 FileOutputStream xyzfile = new FileOutputStream("xyz.txt"); OutputStreamWriter xyz = new OutputStreamWriter(xyzFile, "EUC-JP"); 文字コード処理日本語の処理を複雑にして居る理由の一つにエンコーディング ( 文字コード ) の問題が有る Windows ではシフト JIS(SJIS) と謂うエンコーディングを使用するが UNIX では EUC(EUC-JP) が使用され亦電子メール等は所謂 JIS(ISO-2022-JP) エンコーディングを使用して居る猶日本語のエンコーディングは SJIS EUC-JP ISO-2022-JP の他自動判定 JISAutoDetect が有る欧米で良く使われる Latin-1 エンコーディングは ISO と指定する特に日本語と仕て処理する必要がなければ此れを指定して読み込むのが安全で有る Java では文字データを Unicode で管理するファイル入出力を行う際 Unicode 以外の文字コードを読み込む場合は読み込みの際に Unicode へエンコードして読み込む書き込みの場合は Unicode で管理されて居る文字を他の文字コードへエンコードして書き込む特に指定を行わない場合は Java を実行して居るシステムのデフォルトのエンコード方式が使用されるデフォルトのエンコード方式は System.getProperty("file.encoding") で調べる事が出来る FileReader クラス FileWriter クラスを使用して文字データの入出力を行う場合実行して居るシステムのデフォルトのエンコード方式が使用されるエンコード方式を指定してファイル入出力処理を行い度い場合は InputStreamReader クラスと FileInputStream クラス OutputStreamWriter クラスと FileOutputStream クラスを組み合わせて行う -4-

5 演習ファイル情報の取得下記のコードをテキストエディタで入力し FileIOinfo.java と謂うファイル名で保存した後コンパイルして実行する public class FileIOinfo public static void main(string args[]) // File クラスのインスタンスを生成 File f = new File("FileIOinfo.java"); if(f.exists()) // ファイル情報の表示する System.out.println(" ファイル名 :" + f.getname()); System.out.println(" 絶対パス名 :" + f.getabsolutepath()); System.out.println(" 格納パス名 :" + f.getparent()); System.out.println(" ファイル長 :" + f.length()); System.out.println(" 最終更新日 :" + f.lastmodified()); System.out.println(" 読み込み可 :" + f.canread()); System.out.println(" 書き込み可 :" + f.canwrite()); else System.out.println(" 指定のファイルは存在しません!"); ファイル情報を取得する為には java.io.file クラスを使用する同クラスのメソッドは総てインスタンスメソッドで有る為コンストラクタを使用してインスタンスを生成する必要が有る猶ファイル情報を取得する丈なのでファイルのオープンやクローズは不要で有る File クラスには入出力のエラーを事前に回避する為のメソッドが数多く用意されて居る下記に重要と思われる物を示す ( 詳細は API 仕様書を参照 ) 戻り値メソッド説明 boolean canread() ファイルが読込可能なら true を返す boolean canwrite() ファイルが書込可能なら true を返す boolean exists() ファイルが存在すれば true を返す boolean delete() ファイル又はディレクトリを削除する void deleteonexit() プログラム終了時にファイル又はディレクトリを削除する boolean mkdir() ディレクトリを生成する boolean renameto(dest) ファイル名を File オブジェクト dest が示す名前に変更する boolean setreadonly() ファイル又はディレクトリを読込専用に設定する String[] list() ファイル及びディレクトリを表す文字列の配列を返す File[] listfiles() ディレクトリ内のファイルの配列を返す最終更新日は 1970 年 1 月 1 日 0 時からの経過時間で有る -5-

6 バイナリファイルの書込下記のコードをテキストエディタで入力し FileIObinaryW.java と謂うファイル名で保存した後コンパイルして実行する public class FileIObinaryW public static void main(string args[]) try int d; // ファイルのオープン FileOutputStream f = new FileOutputStream("TestFile.bin"); // データの書き込み (1 バイト宛書き込む ) for(d=0; d<256; d++) f.write(d); // ファイルのクローズ f.close(); catch(exception e) System.err.println(" 例外発生 :" + e); System.exit(1); System.out.println(" ファイルの書き込みが完了しました!"); バイナリファイルに書き込みを行う為には java.io.fileoutputstream クラスを使用する同クラスのメソッドは総てインスタンスメソッドで有る為コンストラクタを使用してインスタンスを生成する必要が有る write メソッドを使用するとファイルの書込位置が自動的に更新される為ファイルの先頭から順番にデータが書き込まれる猶 write メソッドのパラメータは int 型で有るがファイルに書き込まれるデータは 1 バイトと成るプログラムを強制的に終了するには System.exit メソッドを使用するパラメータにはプログラムの戻り値を指定する慣習的に正常終了時は 0 をエラーの時は 0 以外の適当なエラー番号を指定するファイル入出力のメソッドの実行の際にチェック例外が発生する可能性が有る為処理を try 節内に記述して例外処理を行う必要が有る此れは必須で有る java.lang.system クラスには標準入力ストリームの in 標準出力ストリームの out の他に標準エラー出力ストリームの err と謂うフィールドが有る主な出力ストリームで有る out が一般的に継続的には監視されて居ないファイル等にリダイレクトして居る場合でもユーザに注意を促す為のエラーメッセージ等を表示する為に通例此の出力ストリームが使用される -6-

7 バイナリファイルの読込下記のコードをテキストエディタで入力し FileIObinaryR.java と謂うファイル名で保存した後コンパイルして実行する public class FileIObinaryR public static void main(string args[]) try int d; // ファイルのオープン FileInputStream f = new FileInputStream("TestFile.bin"); // データの読み込み (1 バイト宛読み込む ) while((d = f.read())!= -1) // 16 進数で表示する if(d<16) System.out.print("0" + Integer.toHexString(d) + " "); else System.out.print(Integer.toHexString(d) + " "); if(d % 16 == 15) System.out.println(); // ファイルのクローズ f.close(); catch(exception e) System.err.println(" 例外発生 :" + e); System.exit(1); System.out.println(" ファイルの読み込みが完了しました!"); バイナリファイルから読み込みを行う為には java.io.fileinputstream クラスを使用する同クラスのメソッドは総てインスタンスメソッドで有る為コンストラクタを使用してインスタンスを生成する必要が有る read メソッドを使用するとファイルの読込位置が自動的に更新される為ファイルの先頭から順番にデータが読み出される亦 read メソッドはファイルの終わりに達すると -1 を返す猶 read メソッドの戻り値は int 型で有るがファイルから読み込まれるデータは 1 バイトと成る Java のクラスライブラリには Java の基本的なデータ型を扱う為のラップクラスが有る此のクラスの一で有る java.lang.integer クラスは int 型の整数を扱う為のクラスで tohexstring メソッドを使用するとパラメータで指定した数値を 16 進数の文字列に変換する事が出来る -7-

8 バイナリファイルのコピー下記のコードをテキストエディタで入力し FileIObinaryC.java と謂うファイル名で保存した後コンパイルして実行する public class FileIObinaryC public static void main(string args[ ]) try int d; // 入力ファイルのオープン FileInputStream inp = new FileInputStream("TestInp.txt"); // 出力ファイルのオープン FileOutputStream out = new FileOutputStream("TestOut.txt"); while ((d = inp.read())!= -1) out.write(d); // 入力 // 出力 // ファイルのクローズ inp.close(); out.close(); catch (Exception e) System.err.println(" 例外発生 :" + e); System.exit(1); System.out.println(" ファイルのコピーが完了しました!"); バイナリファイルをコピーする為には読み込む為の java.io.fileinputstream クラスと書き込む為の java.io.fileoutputstream クラスを使用する孰れのクラスのメソッドも総てインスタンスメソッドで有る為コンストラクタを使用してインスタンスを生成する必要が有る FileInputStream クラスの read メソッドには下記のオーバーロード (Overload: 多重定義 ) が有る int read() int read(byte[] b) int read(byte[] b, int off, int len) 入力ストリームからデータの次のバイトを入力バイト配列の要素数丈のバイト数をバイト配列に入力読込開始位置と読込バイト数を指定してバイト配列に入力 FileOutputStream クラスの write メソッドには下記のオーバーロードが有る void write( int b) 指定されたバイトを出力ストリームに出力 void write(byte[] b) バイト配列の要素数丈のバイト数を出力ストリームに出力 void write(byte[] b, int off, int len) 書込開始位置と書込バイト数を指定して出力ストリームに出力此等のオーバーロードは処理に応じて使い分ける必要が有る -8-

9 バイナリファイルのコピー ( バッファ利用 ) 下記のコードをテキストエディタで入力し FileIObinaryCB.java と謂うファイル名で保存した後コンパイルして実行する public class FileIObinaryCB public static void main(string args[ ]) try int d; // 入力ファイルのオープン BufferedInputStream inp = new BufferedInputStream (new FileInputStream ("TestInp.txt")); // 出力ファイルのオープン BufferedOutputStream out = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("TestOut.txt")); while ((d = inp.read())!= -1) out.write(d); // ファイルのクローズ inp.close(); out.close(); // 入力 // 出力 catch (Exception e) System.err.println(" 例外発生 :" + e); System.exit(1); System.out.println(" ファイルのコピーが完了しました!"); 前出のプログラムはファイルから 1 バイト宛読み書きして居るので余り能率的では無い上記の FileInputStream オブジェクトと FileOutputStream オブジェクトを夫々れ BufferedInputStream クラスと BufferedOutputStream クラスでラップ (Wrap) するとバッファリングの効果に依り実行速度が向上するバッファ (buffer) とは一般に緩衝装置の事を謂うがコンピュータ用語と仕てはデータを一時的に保存する場所を謂う通常はメモリ上に確保されるファイルからの入力の場合は 1 バイト宛ディスクから読むと時間が懸かる為一度に例えば 2048 バイト読み込んでバッファに保存して置き二度目からは実際に読むのではなくメモリからコピーして来ると謂う事が行われる亦ファイルへの出力も同様で最初は実際に書き込まずバッファに保存して置き例えば 512 バイトに成ると一気に書き出しを行うバッファリングして居る時はコード上では入出力が完了して居ても実際には端数分がメモリに残存して居る事が有る此の端数分は出力ファイルをクローズした時点でディスクに書き込まれるクローズを忘れるとファイルが全部書き終わらない内に終了して仕舞う事が有るので必ずオープンしたらクローズする習慣を付けて置く必要が有る -9-

10 バイナリファイルのコピー ( コマンドライン引数でファイル名指定 ) 下記のコードをテキストエディタで入力し FileIObinaryCBC.java と謂うファイル名で保存した後コンパイルして実行する public class FileIObinaryCBC public static void main(string args[ ]) if (args.length!= 2) System.err.println(" 用法 :java FileIObinaryCBC 入力ファイル出力ファイル "); System.exit(0); try int d; // 入力ファイルのオープン BufferedInputStream inp = new BufferedInputStream (new FileInputStream (args[0])); // 出力ファイルのオープン BufferedOutputStream out = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(args[1])); while ((d = inp.read())!= -1) out.write(d); // ファイルのクローズ inp.close(); out.close(); // 入力 // 出力 catch (Exception e) System.err.println(" 例外発生 :" + e); System.exit(1); System.out.println(" ファイルのコピーが完了しました!"); 前出のプログラムの様に具体的なファイル名をコード中に記述すると汎用性が無く成る為コマンドラインでファイル名を指定する事が出来る様にした例を下記に示す猶実行するにはコマンドラインで java FileIObinaryCBC 入力ファイル出力ファイルの様に入力するプログラムの実行時に条件に依りプログラムの動作を制御する場合にはプログラムに対してコマンドラインで引数を与える方法が有る Java ではプログラムに引数を与えるにはプログラムの実行開始位置で有る main メソッドに対して引数を与える形を採る main メソッドの String args[ ] はコマンドライン引数を格納する為の文字列の配列で有るコマンドライン引数は左から順に args[0] args[1] args[2] に格納される猶引数の数 ( 上記の場合は 2) は args.length に依り取得する事が出来る -10-

ファイル入出力Ⅱ

ファイル入出力Ⅱ ファイル入出力 Ⅱ 今回の課題項目ストリーム ( 概要概説 ) ストリーム ( ファイルストリーム ) ストリーム ( 文字ストリーム ) ストリーム ( バイナリストリーム ) ストリーム ( パイプストリーム ) 今回の重点項目ストリームの基本 ( 概要概説使用クラス ) ストリームの実践 ( ファイルストリーム文字ストリームバイナリストリーム ) ストリームの実践 ( パイプストリーム