Bài giảng Lập trình hướng đối tượng - Bài 11: Input và output - Trịnh Thành Trung

Bài 11 
Input và output 
Trịnh Thành Trung 
trungtt@soict.hust.edu.vn 
Nội dung 
1. Tổng quan 
2. I/O với file text 
3. I/O với file nhị phân 
4. Một số luồng trong 
Java 
Tổng quan 
Mô hình input và output trong Java 
1 
4 
Tổng quan 
• I/O = Input/Output 
• Ở đây là đưa dữ liệu vào (input) và lấy dữ liệu ra 
(output) từ chương trình 
• Input có thể là từ bàn phím hoặc từ file 
• Output có thể là ra thiết bị hiển thị (màn hình) hoặc ra 
file 
• Ưu điểm của file I/O 
− Sao lưu trên máy 
− Output từ một chương trình có thể trở thành input cho một 
chương trình khác 
− Các giá trị input có thể được tự động nhập (thay vì phải gõ 
từng giá trị) 
5 
Luồng 
• Luồng: Là một đối tượng đưa dữ liệu đến một 
đích đến (màn hình, file...) hoặc lấy dữ liệu từ một 
nguồn (bàn phím, file...) 
− Luồng hoạt động như một bộ đệm giữa nguồn dữ liệu và 
đích đến 
− Luồng vào - Input stream: Luồng đưa dữ liệu vào chương 
trình 
+ System.in là input stream 
− Luồng ra - Output stream: Luồng nhận dữ liệu từ một 
chương trình 
+ System.out là output stream 
• Luồng kết nối chương trình với một đối tượng I/O 
− System.out kết nối chương trình với màn hình 
− System.in kết nối chương trình với bàn phím 
Mô hình I/O 
• Mô hình luồng 
• Mở luồng 
• Sử dụng luồng (read, write, hoặc cả hai) 
• Đóng luồng 
Open 
stream 
Use 
stream 
Close 
stream 
7 
Mở luồng 
• Sử dụng khi có dữ liệu bên ngoài chương trình 
mà chúng ta cần lấy, hoặc chúng ta cần đặt dữ 
liệu đâu đó bên ngoài chương trình 
• Khi mở một luồng, chúng ta tạo ra một kết nối 
đến vị trị bên ngoài đó 
• Khi kết nối đã được tạo, chúng ta có thể không 
cần quan tâm đến vị trí bên ngoài đó và chỉ cần 
thao tác với luồng 
• FileReader được sử dụng để kết nối với 
một file sẽ được sử dụng cho input: 
 FileReader fileReader = 
 new FileReader(fileName); 
• fileName xác định vị trí của file 
• Chúng ta không cần phải sử dụng đến 
fileName nữa. Thay vào đó ta sử dụng 
fileReader 
Ví dụ 
9 
Sử dụng luồng 
• Một số luồng chỉ có thể được sử dụng cho input, 
một số chỉ sử dụng cho output, trong khi một số 
có thể được sử dụng cho cả hai 
• Sử dụng một luồng có nghĩa là thực hiện việc đưa 
dữ liệu vào hoặc lấy dữ liệu ra từ luồng đó 
• Tuy nhiên, ta vẫn cần phải xử lý dữ liệu khi chúng 
đi vào hay đi ra theo một cách nào đó 
 int charAsInt; 
charAsInt = fileReader.read( ); 
• fileReader.read(): 
• Đọc một ký tự 
• Trả ký tự về dạng int, 
• Trả về -1 nếu không còn ký tự để đọc 
• Có thể ép kiểu int về char: 
char ch = (char) fileReader.read( ); 
Ví dụ 
11 
 bufferedReader.close( ); 
• Chúng ta không nên để hai luồng mở cùng lúc 
• Cần phải đóng luồng trước khi chúng ta mở 
luồng trở lại 
• Thông thường Java sẽ tự đóng các luồng khi 
chương trình kết thúc, tuy nhiên chúng ta không 
nên quá phụ thuộc vào điều này 
Đóng 
12 
• Nằm trong gói java.io Lớp xử lý i trong Java 
java.lang.Object 
InputStream 
FileInputStream 
OutputStream 
Reader Writer 
IOException File 
FileOutputStream 
InputStreamReader BufferedReader PrintWriter 
FileReader 
OutputStreamWriter 
FileWriter 
13 
• Một đối tượng File thể hiện một đường dẫn trừu 
tượng 
− Bao gồm cả đường dẫn và tên file 
− Phương thức khởi tạo lấy tham số là 
File info = new File("Letter.txt"); 
− Không ngoại lệ nào được tung ra nếu file không tồn tại 
• Các thể hiện của lớp File là bất biến (immutable – 
một khi đã được khởi tạo thì không thể thay đổi 
đường dẫn file được) 
Lớp File 
File info = new File("Letter.txt"); 
if(info.exists()) { 
 System.out.println("Size of " + 
 info.getName()+ " is "+info.length()); 
 if(info.isDirectory()) { 
 System.out.println("The file is a directory."); 
 } 
 if(info.canRead()) { 
 System.out.println("The file is readable."); 
 } 
 if(info.canWrite()) { 
 System.out.println("The file is writeable."); 
 } 
} 
Các phương thức của lớp File 
15 
• Tất cả các dữ liệu và chương trình bản chất là các 
số 0 và 1 
−Mỗi chữ số chỉ có thể mang 2 giá trị này, do đó chúng ta 
gọi là nhị phân 
− bit là một chữ số nhị phân 
− byte là một tập 8 bit 
File text và file nhị phân 
16 
• File nhị phân: Các bit thể hiện các kiểu khác nhau 
của thông tin đã được mã hóa, ví dụ các chỉ lệnh 
hoặc các dữ liệu số học 
− Những file này có thể dễ dàng được đọc bởi máy tính 
nhưng khó đọc đối với con người 
− Nhưng file này không «in» ra được (Có thể in ra được 
nhưng không đọc được) 
• File Text: Các bit thể hiện các ký tự chữ cái 
−Mỗi chữ cái ASCII là 1 byte 
− Ví dụ: File mã nguồn Java hoặc các file tạo bởi Notepad, 
gedit... 
File text và file nhị phân 
17 
File nhị phân Java 
• File nhị phân Java có thể được sử dụng bởi Java 
trên nhiều máy khác nhau 
• Đọc và viết các file nhị phân thường được thực 
hiện bởi chương trình 
• Các file text chỉ được sử dụng để giao tiếp với con 
người 
I/O với file text 
FileReader và FileWriter 
2 
19 
• Sử dụng FileReader và FileWriter 
• FileReader: Luồng đọc các ký tự 
− FileReader(String fileName) 
− read(): làm việc với char và char[] 
• FileWriter: Luồng ghi các ký tự 
− FileWriter(String fileName) 
− write(): làm việc với char và char[]. 
Xử lý file text 
19 
20 
try { 
 // Try to open the file. 
 FileReader inputFile = new FileReader(filename); 
 // Process the file's contents. 
 ... 
 // Close the file now that it is finished with. 
 inputFile.close(); 
} 
catch(FileNotFoundException e) { 
 System.out.println("Unable to open "+filename); 
} 
catch(IOException e) { 
 // The file could not be read or closed. 
 System.out.println("Unable to process "+filename); 
} 
Mở và đóng file 
Copy từng ký tự vào file 
static void copyFile(FileReader inputFile, 
 FileWriter outputFile) { 
 try{ 
 // Read the first character. 
 int nextChar = inputFile.read(); 
 // Have we reached the end of file? 
 while(nextChar != -1) { 
 outputFile.write(nextChar); 
 // Read the next character. 
 nextChar = inputFile.read(); 
 } 
 outputFile.flush(); 
 } 
 catch(IOException e) { 
 System.out.println("Unable to copy file"); 
 } 
} 
22 
Copy nhiều ký tự 
static void copyFile(FileReader inputFile, 
 FileWriter outputFile) 
 throws IOException { 
 final int bufferSize = 1024; 
 char[] buffer = new char[bufferSize]; 
 // Read the first chunk of characters. 
 int numberRead = inputFile.read(buffer); 
 while(numberRead > 0) { 
 // Write out what was read. 
 outputFile.write(buffer,0,numberRead); 
 numberRead = inputFile.read(buffer); 
 } 
 outputFile.flush(); 
} 
23 
• Trong rất nhiều trường hợp chúng ta làm việc với 
từng dòng thay vì làm việc với char 
− Ví dụ: Các file config.ini 
• Java hỗ trợ hai lớp BufferedReader và 
BufferedWriter cho việc này 
• Khởi tạo bằng các đối tượng FileReader và 
FileWriter tương ứng 
Làm việc với dòng 
24 
Ví dụ 
try { 
 FileReader in = new FileReader(infile); 
 BufferedReader reader = new BufferedReader(in); 
 FileWriter out = new FileWriter(outfile); 
 BufferedWriter writer = new BufferedWriter(out); 
 ... 
 reader.close(); 
 writer.close(); 
} 
catch(FileNotFoundException e) { 
 System.out.println(e.getMessage()); 
} 
catch(IOException e) { 
 System.out.println(e.getMessage()); 
} 
25 
Copy từng dòng 
BufferedReader reader = new BufferedReader(...); 
// Read the first line. 
String line = reader.readLine(); 
// null returned on EOF. 
while(line != null) { 
 // Write the whole line. 
 writer.write(line); 
 // Add the newline character. 
 writer.newLine(); 
 // Read the next line. 
 line = reader.readLine(); 
} 
• In trực tiếp ra màn hình 
try { 
 FileWriter out = new FileWriter(outfile); 
 PrintWriter writer = new PrintWriter(out); 
 writer.println(); 
 writer.close(); 
} 
catch(IOException e) { 
 System.out.println(e.getMessage()); 
} 
PrintWriter 
I/O với file nhị phân 
FileInputStream và FileOutputStream 
3 
28 
• Sử dụng lớp FileInputStream và FileOutputStream 
• FileInputStream/FileOutputStream liên kết một 
luồng input/output nhị phân với một file liên kết 
ngoài 
• Tất các các phương thức trong FileInputStream 
và FileOutputStream đều được thừa kế từ các lớp 
cha 
Luồng input, output nhị phân 
29 
• Phương thức khởi tạo 
public FileInputStream(String filename) 
public FileInputStream(File file) 
• Ngoại lệ java.io.FileNotFoundException có thể xảy 
ra nếu ta sử dụng FileInputStream với file không 
tồn tại 
FileInputStream 
30 
1. read(): int 
2. read(b: byte[]): int 
3. read(b: byte[], off: int, len: int): int 
4. available(): int 
5. close(): void 
6. skip(n: long): long 
7. markSupported(): boolean 
8. mark(readlimit: int): void 
9. reset(): void 
Các phương thức của 
FileInputStream 
31 
• Phương thức khởi tạo 
public FileOutputStream(String filename) 
public FileOutputStream(File file) 
public FileOutputStream(String filename, boolean 
append) 
public FileOutputStream(File file, boolean append) 
• Nếu file không tồn tại thì file mới sẽ được tạo 
• Nếu file tồn tại, 2 phương thức khởi tạo đầu tiên 
sẽ xóa nội dung hiện tại của file. Để có thể giữ lại 
nội dung và thêm dữ liệu vào file, ta sử dụng 2 
phương thức khởi tạo ở dưới với tham số append 
là true 
FileOutputStream 
32 
1. write(int b): void 
2. write(b: byte[]): void 
3. write(b: byte[], off: int, len: int): void 
4. close(): void 
5. flush(): void 
FileOutputStream 
33 
import java.io.*; 
class FileOutputStreamDemo { 
 public static void main(String args[]) throws Exception { 
 String source = "Now is the time for all good men\\n" 
 + " to come to the aid of their country\\n" 
 + " and pay their due taxes."; 
 byte buf[] = source.getBytes(); 
 OutputStream f0 = new FileOutputStream("file1.txt"); 
Ví dụ FileOutputStream 
34 
Ví dụ FileOutputStream (tiếp) 
 for (int i=0; i < buf.length; i += 2) { 
 f0.write(buf[i]); 
 } 
 f0.close(); 
 OutputStream f1 = new FileOutputStream("file2.txt"); 
 f1.write(buf); 
 f1.close(); 
 OutputStream f2 = new FileOutputStream("file3.txt"); 
 f2.write(buf,buf.length-buf.length/4,buf.length/4); 
 f2.close(); 
 } 
} 
Ví dụ FileOutputStream (tiếp) 
• file1.txt: 
Nwi h iefralgo e 
t oet h i ftercuty n a hi u ae. 
• file2.txt: 
Now is the time for all good men 
to come to the aid of their country 
and pay their due taxes. 
• file3.txt: 
nd pay their due taxes. 
36 
• Ta có thể đọc và ghi các đối tượng vào file 
• Quá trình này được gọi là quá trình tuần tự - 
serialization 
• Quá trình tuần tự ở các ngôn ngữ khác có thể rất 
khó khăn vì các đối tượng có thể chứa các tham 
chiếu đến các đối tượng khác. Java giúp cho quá 
trình này khá dễ dàng 
Làm việc với đối tượng 
37 
Điều kiện cho quá trình tuần tự 
• Để một đối tượng có thể được tuần tự hóa thì 
− Lớp đó phải được khai báo public 
− Thực thi giao diện Serializable 
− Phải có một phương thức khởi tạo không tham số 
− Tất cả các thành phần của lớp đó phải có thể tuần tự hóa 
được: Hoặc là kiểu nguyên thủy hoặc là các đối tượng 
Serializable 
38 
• Thông thường để thực thi một giao diện đồng 
nghĩa với việc phải viết tất cả các phương thức 
được khai báo bởi giao diện đó. Tuy nhiên, giao 
diện Serializable không định nghĩa bất kỳ phương 
thức nào 
− Lý do: Java sử dụng giao diện Serializable như là một flag 
để xử lý với các lớp 
Giao diện Serializable 
39 
• Sử dụng các lớp ObjectStreamReader và 
ObjectStreamWriter 
• Khởi tạo bằng các đối tượng FileInputStream và 
FileOutputStream tương ứng 
Làm việc với đối tượng 
Ghi đối tượng ra file 
FileOutputStream fos = new 
 FileOutputStream("t.tmp"); 
ObjectOutputStream oos = new 
 ObjectOutputStream(fos); 
oos.writeObject(new Date()); 
oos.writeObject("Today"); 
oos.writeInt(12345); 
oos.close(); 
FileInputStream fis = new 
 FileInputStream("t.tmp"); 
ObjectInputStream ois = new 
 ObjectInputStream(fis); 
Date date = (Date) ois.readObject(); 
String today = (String) ois.readObject(); 
int i = ois.readInt(); 
ois.close(); 
Đọc đối tượng từ file 
Một số luồng trong Java 
Scanner & printf 
4 
43 
• Tất cả các chương trình Java đều tự động import 
gói java.lang 
• Gói java.lang định nghĩa một lớp gọi là System 
đóng gói nhiều thành phần khác nhau của môi 
trường làm việc 
• Lớp System chứa 3 biến stream có sẵn 
− in, out, err (System.in, System.out, System.err) 
• Nhưng biến này được khai báo public và static 
trong lớp System. 
Các luồng có sẵn trong Java 
44 
• System.out sử dụng cho luồng output tiêu chuẩn 
đưa dữ liệu mặc định ra console (màn hình) 
• System.in sử dụng luồng input tiêu chuẩn mặc 
định là bàn phím (bàn phím) 
• System.err sử dụng luồng in lỗi, cũng đưa dữ liệu 
mặc định ra console (màn hình) 
− Những luồng này có thể được định hướng lại đến bất kỳ 
thiết bị I/O phù hợp nào 
Các luồng có sẵn trong Java 
45 
• System.in là một đối tượng kiểu InputStream. 
(byte stream) 
• System.out là một đối tượng kiểu PrintStream. 
(byte stream) 
• System.err là một đối tượng kiểu PrintStream. 
(byte stream) 
− đều là luồng byte, KHÔNG PHẢI LÀ luồng character 
Các luồng có sẵn trong Java 
46 
• Đọc input 
• Đầu tiên, chúng ta cần tạo một đối tượng Scanner 
− Đọc từ bàn phím (System.in) 
Scanner scanner = new Scanner(System.in); 
− Đọc từ file: 
File myFile = new File("myFileName.txt"); 
Scanner scanner = new Scanner(myFile); 
+ Ngoại lệ FileNotFound có thể được tung ra 
− Đọc một String: 
Scanner scanner = new Scanner(myString); 
+ Hữu ích khi cần parse một String 
java.util.Scanner 
47 
• Đầu tiên, chúng ta phải bảo đảm Scanner có dữ liệu để đọc 
− scanner.hasNext()  boolean 
− Không cần phải dùng nếu chúng ta sử dụng bàn phím 
• Có thể đọc từng dòng một 
− scanner.nextLine()  String 
• Có thể đọc từng "khối" 
− Một khối là một chuỗi các ký tự không chứa khoảng trắng 
− scanner.next ()  String 
• nextLine và next trả về String, chúng ta cần phải convert về 
số hoặc về kiểu tương ứng 
• Bên cạnh đó cũng có những phương thức trả trực tiếp về 
các kiểu nguyên thủy 
Sử dụng Scanner 
48 
• Các phương thức trả về các kiểu 
nguyên thủy 
• boolean b = sc.nextBoolean(); 
• byte by = sc.nextByte(); 
• short sh = sc.nextShort(); 
• int i = sc.nextInt(); 
• long l = sc.nextLong(); 
• float f = sc.nextFloat(); 
• double d = sc.nextDouble(); 
• Các phương thức 
kiểm tra 
• hasNextBoolean() 
• hasNextByte() 
• hasNextShort() 
• hasNextInt() 
• hasNextLong() 
• hasNextFloat() 
• hasNextDouble() 
Sử dụng Scanner 
49 
• Java có phương thức printf tương tự C 
• Các định dạng sử dụng ký tự % với 
• s cho string, d cho integer, f cho số floating point 
• Ví dụ: 
− double pi = Math.PI; 
System.out.printf("%8s %-8s %6d %-6d %8f %-8.2f :)\n", 
 "abc", "def", 123, 456, pi, pi); 
System.out.printf("%8s %-8s %6d %-6d", 
 "abcdef", "ghijkl", 12345, 6789); 
− Output: 
abc def 123 456 3.141593 3.14 :) 
abcdef ghijkl 12345 6789 
Định dạng output 
Tổng kết 
• Mô hình làm việc với luồng I/O 
• Mở luồng -> Sử dụng -> Đóng luồng 
• I/O với file text 
• Làm việc với char: FileReader và FileWriter 
• Làm việc với từng dòng: BufferredReader và 
BufferredWriter (khởi tạo bằng đối tượng 
FileReader và FileWriter) 
• I/O với file nhị phân 
• Làm việc với byte: FileInputStream và 
FileOutputStream 
• Làm việc với đối tượng: ObjectInputStream và 
ObjectOutputStream (khởi tạo bằng đối tượng 
FileInputStream và FileOutputStream) 
• Cần thực thi giao diện Serializable 
Thank you! 
Any questions?