Java: Textový vstup a výstup

Aktuální verze z 7. 11. 2022, 10:07

Ošetření chyb, výjimky

• Při práci se souborem je třeba vždy počítat s tím, že může nastat chyba (soubor je poškozený, soubor někdo smazal,...).
• Java používá pro ošetření chybových stavů mechanismus výjimek (exception).
• Více o výjimkách si přečtete zde: Výjimky v Javě.
• Pro tuto chvíli bude stačit, když víte, že práci se soubory je vždy potřeba obklopit kódem pro řešení chyb:

try (otevření souboru) { // Otevři soubor a začni tím blok, ve kterém může nastat chybový stav...
    ... zde následuje kód, pracující se souborem...
} catch (IOException ex) { 
    // Co se má stát, pokud nastane chyba při práci se souborem...
} catch (FileNotFoundException ex) { 
    // Co se má stát, když zadaný soubor vůbec neexistuje
} 

• Více viz Výjimky v Javě.

Čtení ze souboru (Scanner)

Třída Scanner

• Pro čtení dat z textových souborů slouží v Javě třída Scanner z balíčku java.util.
• Slouží také pro čtení vstupu z klávesnice v konzolových aplikacích (aplikacích, které běží jen v příkazovém řádku).
• Zaveden od Javy 5 — lze použít pro převod hodnot z textového zápisu jako „zapouzdření“ třídy BufferedReader.
• Výhodou je, že umí automaticky načíst čísla (včetně desetinných) z jejich textové podoby.

Otevření souboru

• Soubor otevřeme pro čtení tak, že vytvoříme novou instanci třídy Scanner a jako parametr konstruktoru předáme soubor, kterých chceme otevřít.
• Jako druhý parametr konstruktoru můžeme předat také kódování znaků, které jsme při vytváření souborů použili. Pokud soubor vytváříte v Poznámkovém bloku Windows, použijte kódování Windows-1250.

Konstruktory třídy Scanner

• Scanner(BufferedReader otevrenyVstupniStream, String encoding)
• Scanner(File vstupniSoubor, String encoding)
• Scanner(Path vstupniSoubor, String encoding)
• ...

Kódování národních znaků:

• U všech konstruktorů můžeme druhý parametr vynechat, pak se použije kódování UTF-8.
• Označení běžných kódování, používaných pro češtinu:
  1. windows-1250... programy ve Windows (Poznámkový blok, Excel,...),
  2. cp852... skripty pro příkazový řádek,
  3. uft-8... programátorské nástroje, programy v Linuxu.

Metody třídy Scanner

Získání dalšího bloku dat ze souboru

• next()
  • přečte další položku souboru až po oddělovač (viz dále)
  • při čtení z konzole (klávesnice) čeká na oddělovač
  • bere jednotlivá slova, oddělená standardně bílým místem
• int nextInt()
• int nextDouble()
  • vrací objektový typ Double.
  • Desetinná čísla je třeba zadávat podle národního nastavení. Pro české nastavení tedy s desetinnou čárkou.
• String nextLine()
  • Načte jeden řádek textu až po konec řádku (neřeší nastavení oddělovače/delimiteru).

Zjištění — je v souboru další blok dat?

• boolean hasNext()
  • je k dispozici další slovo?
• boolean hasNextInt()
  • následuje na vstupu celé číslo?
• boolean hasNextDouble()
  • následuje na vstupu desetinné číslo?
• boolean hasNextLine()
  • je na vstupu další celý řádek?

Další nastavení

• useDelimiter(String delim), resp. useDelimiter(Pattern delim)
  • Oddělovač položek na řádku, například:
    out.useDelimiter(",");
  • Jako oddělovač lze použít i regulární výraz (→ Wikipedia.org) reprezentovaný třídou Pattern.
  • Pro načítání jednoduchého CSV lze použít (pozor, není to plnohodnotné čtení CSV, ale mnohdy stačí):

out.useDelimiter("\\s*[;,\n\r\t]\\s*")

Ukončení práce se souborem

• close()
  • Ukončení práce se souborem – uzavření souboru.
  • Vždy bychom měli zavolat po dokončení čtení.

Příklad: Načtení jednoho čísla ze souboru

import java.util.Scanner;
import java.io.File;

...

String nazev = "vstup.txt";
Scanner sc = null;
try (Scanner sc = new Scanner(new BufferedReader(new File(nazev)), "windows-1250");) {
    int cislo = sc.nextInt();
    // ...
} catch (FileNotFoundException ex) { System.err.println("Nenalezen soubor: "+nazev+"!");
} catch (IOException ex) { System.err.println("Chyba čtení ze souboru "+nazev+": "+ex.getLocalizedMessage());
} catch (InputMismatchException ex) { System.err.println("Nesprávný formát dat v souboru "+nazev+": "+ex.getLocalizedMessage()); 
}

Příklad: Načtení všech čísel ze souboru

import java.util.Scanner;
import java.io.File;

...

String nazev = "vstup.txt";
try (Scanner sc = new Scanner(new BufferedReader(new File(nazev))), "windows-1250");
    while (sc.hasNextInt()) {
        int cislo = sc.nextInt();
        System.out.println(cislo);
    }
} catch (FileNotFoundException ex) { System.err.println("Nenalezen soubor: "+nazev+"!"); 
} catch (IOException ex) { System.err.println("Chyba čtení ze souboru "+nazev+": "+ex.getLocalizedMessage()); 
} catch (InputMismatchException ex) { System.err.println("Nesprávný formát dat v souboru "+nazev+": "+ex.getLocalizedMessage()); 
}

...

Příklad: Načtení všech řádků textu ze souboru

Scanner sc = new Scanner(new File("myRows"), "windows-1250");
while (sc.hasNextLine()) {
    ...
    String radek = sc.nextLine();
    ...
}
sc.close();

Příklad: Načtení jednoho čísla z klávesnice

• Použijte pouze v aplikacích pro příkazový řádek (ne v Greenfootu nebo aplikacích s grafickým uživatelským prostředím).

Scanner sc = new Scanner(System.in);
int i = sc.nextInt();
String text = input.next();
sc.close();

Zápis do souboru (PrintWriter)

Třída PrintWriter slouží pro zápis dat do textového výstupu.

Využívá efektivnější zápis pomocí vyrovnávací paměti (bufferu)

• Ukládá zapisovaná data do paměťového bufferu.
• Teprve při dosažení limitu data naráz zapíše.
• Je to efektivnější, než zapisovat jednotlivé malé kousky textu hned!

Otevření souboru

String kodovani = "windows-1250";
String nazev = "vystup.txt";
PrintWriter out = new PrintWriter(new File(nazev), kodovani);

Metody

• println(String text)
  • Přidá řádek do výstupního souboru.
• flush()
  • Provede fyzický zápis stávajícího obsahu bufferu na výstup.
• close()
  • Zavře výstupní soubor.
  • Provede i flush().

Příklad — Zápis věty do souboru

import java.io.File;
import java.io.PrintWriter;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.UnsupportedEncodingException;

...

String kodovani = "windows-1250";
String nazevSouboru = "vystup.txt";
try (PrintWriter out = new PrintWriter(new File(nazevSouboru), kodovani))
    out.println("Hello world!");
    out.close();
} catch (FileNotFoundException ex) { System.err.println("Soubor "+nazevSouboru+" nenalezen: "+ex.getLocalizedMessage());
} catch (UnsupportedEncodingException ex) { System.err.println("Neznámé kódování "+kodovani+": "+ex.getLocalizedMessage());
}

Charset kodovani = Charset.forName("windows-1250");
Path cesta = Paths.get("vystup.txt");
BufferedWriter out = Files.newBufferedWriter(cesta, kodovani);

Standardní vstup a výstup

• Unixové programy a programy pro textový řádek často potřebují číst data ze standardního vstupu (běžně klávesnice) a zapisovat data na standardní výstup (běžně monitor).
• Pro základní práci mnohdy stačí přímo pracovat se standardním vstupem a výstupem přímo:

System.out

• Běžně používáme pro výstup do konzole:

System.out.print("Ahoj!");
System.out.println("Vypíše řádek na obrazovku!");

System.in

• Vyžaduje práci s vyjímkami (může vyhodit IOException), je tedy lepší použít třídu Scanner, pokud to lze.
• Čekání na stisk Enteru:

System.in.read();

• Test stisku libovolné klávesy:

System.in.available() > 0

System.err

• Chybový výstup. Na obrazovce se vypíše stejně jako u System.out, ale můžeme ho přesměrovat (viz práce se vstupy a výstupy ve 3. ročínku (Operační systémy):

System.err.println("Nastala chyba zápisu do souboru!");

Související stránky

• Práce se soubory v Javě
• Výjimky v Javě

Zdroje

1. JavaPractices.com → Reading and writing text files
2. Java Tutorial → Scanner