• Потік
• Клас InputStream — байтовий потік введення
• Клас OutputStream — байтовий потік виведення
• Клас Reader — потік введення символів
• Клас Writer — потік виведення символів
• Стандартні потоки введення/виведення
• Клас Scanner — аналіз і введення даних
• Зчитування символів з консолі з буферизацією
• Введення з консолі й розбиття рядків
• Клас File — зв'язування з файлами
• Клас FileOutputStream — запис байтів у файл
• Клас FileInputStream — зчитування байтів з файлу
• Класи FileReader і FileWriter — введення/виведення рядків з файлу/у файл.

У мові програмування Java введення/виведення інформації побудовано на понятті потоку.

Потік — це абстрактне поняття для позначення джерела чи приймача даних, що може передавати або отримувати дані.

Для використання класу потоку введення/виведення потрібно імпортувати пакет java.io:

import java.io.*;

У мові Java розрізняють два види потоків:

• байтові — для компактного зберігання двійкових даних;
• символьні — для зручного для людей кодування інформації у вигляді тексту.

Байтові потоки введення/виведення поділяють на нащадків таких класів:

• InputStream — для введення;
• OutputStream — для виведення.

InputStream — абстрактний клас, що описує байтовий потік введення.

Символьні потоки введення/виведення поділяють на нащадків таких класів:

• Reader — для введення;
• Writer — для виведення.

Reader — абстрактний клас, що описує потік введення символів.

Стандартні потоки введення/виведення втілені у пакунку java.lang. Цей пакунок імпортується автоматично, тобто не обов’язково використовувати вказівку import. Базовим класом цього пакунку є клас System з трьома змінними, які є посиланнями на стандартні (наперед визначені) потоки введення/виведення:

• System.in — тип InputStream — з клавіатури;
• System.out — тип PrintStream — у консоль ;
• System.err — тип PrintStream — у потік виведення помилок (у консоль).

— див. приклад коду:

package work;
import java.io.*;
import java.util.Scanner;
public class Work
{ public static void main(String[] args) throws IOException
  { Scanner     s = new Scanner(System.in);
    InputStream i = System.in; 
    PrintStream o = System.out;
    PrintStream e = System.err;

    o.println("Введіть літеру латиниці, цифру або знак пунктуації");
    int code = i.read();
    o.println("Код введеного символа "+code);

    o.println("Введіть ціле число ");
    int n = s.nextInt();
    o.println("Було введено число "+n);
    e.println("Жодних проблем!");

    char a[] = new char[5];
    InputStreamReader isr = new InputStreamReader(System.in);
    o.println("Введіть символи (до 5):");
    n = isr.read(a, 1, 4);
    o.println("Кількість введених символів разом з ознакою кінця рядка: " + n);
    for (int j=0; j<a.length; j++)
    o.println("a[" + j + "] = " + a[j]);
  }
}

з таким результатом виконання у консолі:

Введіть літеру латиниці, цифру або знак пункткації
*
Код введеного символа 42
Введіть ціле число 
22
Було введено число 22
Жодних проблем!
Введіть символи (до 5):
qw
Кількість введених символів: 3
a[0] =
a[1] = q
a[2] = w
a[3] = 

a[4] =

Клас Scanner використовують для аналізу і введення даних потоку введення.

Наприклад, для введення цілого числа (не символа, не рядка), як це зроблено у поданому вище прикладі коду.

Методи класу Scanner

Зчитування символів з консолі з буферизацією здійснюють, розташувавши представника класу InputStreamReader в оболонку об’єкту класу BufferedReader. Загальна форма конструктора класу BufferedReader така:

BufferedReader(i);

Тут i — потік даних (файл, консоль тощо), тип Reader. У випадку консолі задають представника класу InputStreamReader. Такий підхід реалізує паттерн Декоратор (Decorator). У паттерні Декоратор екземпляр одного класу служить оболонкою для екземпляру іншого класу. Таким чином відбувається нашаровування об’єктів — див. приклад зчитування символів з консолі з буферизацією.

package work;
import java.io.*;
public class Work
{ public static void main(String[] args) throws IOException
  { PrintStream         o = System.out;
    InputStreamReader isr = new InputStreamReader(System.in);
    BufferedReader     br = new BufferedReader(isr);
    char c;
    o.println("Введіть символи, '/' - для виходу.");
    do { c = (char) br.read();
         o.println(c);
       }
    while (c != '/');
  }
}

з таким можливим виглядом консолі.

Введіть символи, '/' - для виходу.
qw
q
w


e/
e
/

Введення з консолі й розбиття рядків проілюструємо таким прикладом:

package work;
import java.io.*;
import java.util.Scanner;
public class Work
{ public static void main(String[] args) throws IOException
  { Scanner in = new Scanner(System.in);
    System.out.print("Введіть рядок тексту: слова, розділені пробілом.\n");
    String s = in.nextLine();
    String[] t = s.split(" "); // розбиття за роздільником " " - пробілом 
    System.out.println("Введений рядок містить "+t.length+" слів."); 

    for (int j=0;  j<t.length; j++) {System.out.println(t[j]);}
  }
}

• обов'язковий — рядок регулярного виразу, за яким здійснюють розбиття. Якщо використовують кілька роздільників, їх записують через вертикальну риску |.

• необов'язковий — кількість слів (тип int), рахуючи від початку рядка. Якщо не вказано або вказано від'ємне значення, буде виділено всі всі слова.

Клас File містить кілька конструкторів файлових об'єктів, кожен з яких дозволяє формувати назву файлу (у тому числі теки) різними способами. Найуживанішим є конструктор, що отримує один рядок типу String, уякому записано повну (абсолютну) або скорочену (відносну) назву файлу, який пов'язують з файловим об'єктом. Також є конструктори, що формують назву файлу з кількох частин — див. приклад з використанням методу getPath, описаного нижче.

package work;
import java.io.File;
public class Work
{ public static void main(String[] args)
  { File f1 = new File("output.txt");
    System.out.println(f1.getPath());

    File f2 = new File("/home", "/chief");
    System.out.println(f2.getPath());

    File f3 = new File(f2,"output.txt");
    System.out.println(f3.getPath());
  }
}

Результат виконання програми такий:

output.txt
/home/chief
/home/chief/output.txt

Основні методи класу File

• f.getName() — повертає рядок — назву файлу файлового об'єкта f;

• f.getPath() — повертає рядок — адресу файлового об'єкта f, задану при його створенні (назва з розширенням або повний шлях);

• f.isAbsolute() — повертає truе або false — результат визначення, чи було вказано повний шлях до файлу при створенні файлового об'єкта f;

• f.getAbsolutePath() — повертає рядок — повний шлях до файлу, пов'заного з файловим об'єктом f;

• f.canRead() — повертає truе або false — результат визначення того, чи допускає файловий об’єкт f читання;

• f.canWrite() — повертає truе або false — результат визначення того, чи допускає файловий об’єкт f запис;

• f.exists() — повертає truе або false — результат визначення наявності файлу (каталогу);

• f.isDirectory() — повертає truе або false — результат визначення того, чи зв’язаний файловий об’єкт а є текою (директорією, каталогом);

• f.isFile() — повертає truе або false — результат визначення того, чи зв’язаний файловий об’єкт f є файлом, що не є текою;

• f.isHidden() — повертає truе або false — результат визначення того, чи файловий об’єкт f є прихованим;

• f.length() — повертає ціле число типу long — розмір у байтах файлу, зв’язаного з файловим об’єктом f;

• f.delete() — видаляє файл, зв’язаний з файловим об’єктом f. Повертає truе при успішному видаленні, інакше повертає false;

• f.mkdir() — створює теку (директорію, каталог), зв’язану з файловим об’єктом f. Повертає truе при успішному створенні, інакше повертає false;

• f.mkdirs() — створює послідовність вкладених тек (директорій, каталогів), якщо при створенні файлового об’єкту f в аргументі конструктора File записано послідовність вкладених тек, розділених подвійними зворотніми похилими рисками (подвійними — з метою екранування службового символу). Як, наприклад, у такій вказівці:
  
  File f = new File("C:\\a\\b\\c");
  
  Повертає truе при успішному створенні, інакше повертає false;

• f.renameTo(g) — змінює назву файлу, зв’язаного з файловим об’єктом f, на ту, що зв'язана з файловим об’єктом g. Повертає truе при успішній зміні назві, інакше повертає false;

• f.getTotalSpace() — повертає ціле число типу long — розмір у байтах диску, зв'язаного з файловою змінною f;

• f.getFreeSpace() — повертає ціле число типу long — розмір у байтах вільного місця на диску, зв'язаного з файловою змінною f. Якщо при конструюванні файлової змінної вказано не лиск, а назву файлу, то визначають об’єм вільного місця для носія, на якому цей файл розташовано;

• f.getUsableSpace() — повертає ціле число типу long — розмір у байтах корисного вільного місця на диску, зв'язаного з файловою змінною f. Якщо при конструюванні файлової змінної вказано не диск, а назву файлу, то визначають об’єм вільного місця для носія, на якому цей файл розташовано.

Клас FileOutputStream призначено для запису байтів у файл. Він є похідним від класу OutputStream, тому успадковує всю його функціональність. Конструктор FileOutputStream має один два аргументи:

• обов'язковий:
  • або рядок шляху до файлу (тип String);
  • або файловий об'єкт (тип File);


• необов'язковий типу boolean:
  • при значенні true дані дозаписують у кінець файлу;
  • при значенні false (як усталено) дані записують з початку файлу.

Якщо вказаного файлу немає, то його буде автоматично створено. Для записку рядка його потрібно спочатку перетворити у масив байтів — див. приклад запису рядка у файл.

package work;
import java.io. *;
public class Work
{ public static void main (String [] args)
  { String s = "Текст для запису"; // рядок для запису
    try (FileOutputStream fout = new FileOutputStream ("output.txt"))
      { byte [] b = s.getBytes();  // перетворення рядка у масив байтів
        fout.write (b, 0, b.length);
      }
    catch (IOException ex) {System.out.println(ex.getMessage());}
    System.out.println ("Файл успішно записано");
  }
}

Для автоматичного закриття файлу і звільнення ресурсу об'єкт FileOutputStream створюють за допомогою вказівки вигляду try … catch. При потребі записати лише один (перший) байт використовують перевантаження методу write:

fout.write(b[0]);

Клас FileInputStream призначено для зчитування даних з файлу. Він є спадкоємцем класу InputStream і реалізує всі його методи. Для створення об'єкта FileInputStream використовують декілька конструкторів. Найчастіше використовуваний як параметр використовує рядок s — шлях до зчитувати файлу:

FileInputStream (s) throws FileNotFoundException

Якщо файл не можливо відкрити (наприклад, за вказаним шляхом такого файлу немає), то буде породжено виключення FileNotFoundException.

Розглянемо приклад виведення у консоль даних з раніше створеного файлу.

package work;
import java.io. *;
public class Work
{ public static void main (String [] args)
  { try (FileInputStream fin = new FileInputStream ("input.txt"))
      { System.out.printf ( "Розмір файлу: %d байт \n",fin.available());
        int i = -1;
        while ( (i = fin.read())  != -1) {System.out.print ((char) i);}
      }
    catch (IOException ex) {System.out.println (ex.getMessage());}
  }
}

У розглянутому прикладі байти зчитють у змінну i доти, поки поток непорожній, тобто поки метод read число, відмінне від -1. Потім кожний зчитаний байт перетворюють в об'єкт типу char і виводять у консоль. Якщо текст містить літери кирилиці, можливе неправильне відображення вмісту файлу в консолі.

Перевірку умови fin.read()) != -1 можна замінити на перевірку справдження виразу fin.ready().

Переписати вміст одного файлу в інший можна таким чином.

package work;
import java.io. *;
public class Work
{ public static void main (String [] args)
  { try (FileInputStream  fin  = new FileInputStream ("input.txt");
         FileOutputStream fout = new FileOutputStream("output.txt")
        )
      { byte [] b = new byte [fin.available()];
        fin.read  (b, 0, b.length);
        fout.write(b, 0, b.length);
      }
    catch (IOException ex) {System.out.println(ex.getMessage());}
  }
}

Класи FileInputStream і FileOutputStream призначено для запису і читання байтів. Їх можна використовувати для роботи з текстовими файлами. Але для цього зручніше використовувати інші класи — нащадки класів Reader і Writer.

Клас FileReader є нащадком абстрактного класу Reader і надає функціональність для читання текстових файлів. Єдиний аргумент його конструктора може мати один з таких типів:

• String — рядок шляху до файлу;
• File — файловий об'єкт;
• FileDescriptor — ідентифікатор потоку введення-виведення.

Клас FileWriter. Зазвичай використовують конструктор класу з такими двома аргументами:

• обов'язковий:
  • або рядок шляху до файлу (тип String);
  • або файловий об'єкт (тип File);


• необов'язковий типу boolean:
  • при значенні true дані дозаписують у кінець файлу;
  • при значенні false (як усталено) дані записують з початку файлу.

Є що конструктор з одним аргументом типу FileDescriptor.

Якщо вказаного файлу немає, то його буде створено автоматично.

Наступний приклад ілюструє переписування вмісту файлу input.txt у файл output.txt

package work;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileReader;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
 
public class Work
{ public static void main(String[] args)
  { try
    { FileReader in = new FileReader( "input.txt");
      FileWriter out= new FileWriter("output.txt");   
      BufferedReader bin = new BufferedReader(in);
      String s = bin.readLine();
      while (s != null)
      { out.write(s+"\n");
        System.out.println(s);
        s = bin.readLine();
      }
      out.close();
    }
    catch (FileNotFoundException e) {}
    catch (IOException e)           {}
  }
}