객체지향프로그래밍강원대학교 1/58 제 14 일 파일과 스트림 (Files and Streams) 제 14 일 목표 텍스트 파일을 읽고 텍스트 파일에 쓰는 법을 배움 텍스트 형식과 이진데이터 형식에 대해 이해하게 됨 순차 파일과 임의접근 파일에 대해 이해하게 됨 직렬화를 통해 객체를 저장하는 법을 배움

객체지향프로그래밍강원대학교 2/58 텍스트 파일을 읽는 법 String in.next String in.nextLine int in.nextInt double in.nextDouble FileReader reader = new FileReader("input.txt"); Scanner in = new Scanner(reader); in.close();

객체지향프로그래밍강원대학교 3/58 텍스트 파일에 쓰는 법 파일이 이미 존재하는 경우 기존 내용이 지워짐 파일이 존재하지 않는 경우 새 파일이 만들어짐 PrintWriter out = new PrintWriter("output.txt"); out.println(29.95); out.println(new Rectangle(5, 10, 15, 25)); out.println("Hello, World!"); out.close();

객체지향프로그래밍강원대학교 4/58 A Sample Program 내 마음은 호수요 그대 저어오오 나는 그대의 흰 그림자를 안고 옥같은 그대의 뱃전에 부서지리라 내 마음은 촛불이요 그대 저 문을 닫아주오 나는 그대의 비단 옷자락에 떨며 최후의 한방울도 남김없이 타오리다 /* 1 */ 내 마음은 호수요 /* 2 */ 그대 저어오오 /* 3 */ 나는 그대의 흰 그림자를 안고 /* 4 */ 옥같은 그대의 뱃전에 부서지리라 /* 5 */ /* 6 */ 내 마음은 촛불이요 ···

객체지향프로그래밍강원대학교 5/58 File LineNumberer.java 01: import java.io.FileReader; 02: import java.io.IOException; 03: import java.io.PrintWriter; 04: import java.util.Scanner; 05: 06: public class LineNumberer 07: { 08: public static void main(String[] args) 09: { 10: Scanner console = new Scanner(System.in); 11: System.out.print("Input file: "); 12: String inputFileName = console.next(); 13: System.out.print("Output file: "); 14: String outputFileName = console.next(); 15: 16: try 17: {

객체지향프로그래밍강원대학교 6/58 File LineNumberer.java 18: FileReader reader = new FileReader(inputFileName); 19: Scanner in = new Scanner(reader); 20: PrintWriter out = new PrintWriter(outputFileName); 21: int lineNumber = 1; 22: 23: while (in.hasNextLine()) 24: { 25: String line = in.nextLine(); 26: out.println("/* " + lineNumber + " */ " + line); 27: lineNumber++; 28: } 29: 30: out.close(); 31: } 32: catch (IOException exception) 33: {

객체지향프로그래밍강원대학교 7/58 File LineNumberer.java 34: System.out.println("Error processing file:" + exception); 35: } 36: } 37: }

객체지향프로그래밍강원대학교 8/58 File Dialog Boxes

객체지향프로그래밍강원대학교 9/58 File Dialog Boxes JFileChooser chooser = new JFileChooser(); FileReader in = null; if (chooser.showOpenDialog(null) == JFileChooser.APPROVE_OPTION) { File selectedFile = chooser.getSelectedFile(); reader = new FileReader(selectedFile);... } API

객체지향프로그래밍강원대학교 10/58 명령줄 인자 (Command line arguments) java LineNumberer input.txt numbered.txt args[0] 는 “input.txt”, args[1] 은 “numbered.txt” if(args.length >= 1) inputFileName = args[0];

객체지향프로그래밍강원대학교 11/58 텍스트 형식과 이진데이터 형식 (Text and Binary Formats) 데이터를 저장하는 두 가지 방법 – 텍스트 형식 (Text format) – 이진데이터 형식 (Binary format) 텍스트를 한 글자씩 입출력하기 위해서는 –java.io.Reader, java.io.Writer 를 사용 이진데이터를 한 바이트씩 입출력하기 위해서는 –java.io.InputStream, java.io.OutputStream 을 사용

객체지향프로그래밍강원대학교 12/58 텍스트 형식과 이진데이터 형식 (Text and Binary Formats)

객체지향프로그래밍강원대학교 13/58 텍스트 형식 사람이 읽을 수 있는 형식 정수 는 ' 1 ' ' 2 ' ' 3 ' ' 4 ' ' 5 ' 의 문자들로 표현됨 텍스트 형식 데이터의 입출력을 위해서는 Reader 와 Writer 클래스를 사용 FileReader reader = new FileReader("input.txt"); FileWriter writer = new FileWriter("output.txt"); * FileReader, FileWriter 는 각각 Reader 와 Writer 의 서브클래스임

객체지향프로그래밍강원대학교 14/58 텍스트 형식 파일에서 한 글자 읽기 read 메소드 – 다음 문자를 int 타입으로 반환 –end_of_file 의 경우 정수 -1 반환 Reader reader =...; int next = reader.read(); char c; if (next != -1) c = (char) next;

객체지향프로그래밍강원대학교 15/58 텍스트 형식 파일에 한 글자 쓰기 write 메소드 void write(int c) Writes a single character Writer writer =...; char c = ‘a’; writer.write((int)c); // 붉은 색 부분 생략 가능 // 생략하는 경우 자동형변환이 일어남 // 자동형변환 = implicite type conversion // byte -> short -> int -> long -> float -> double // char -> int

객체지향프로그래밍강원대학교 16/58 이진데이터 형식 (Binary Format) 데이터가 이진수 바이트들로 표현됨 정수 는 네 바이트 ( ) 로 나타내짐 (48X256+57=12345)  256=2^8 메모리 공간을 더 효율적으로 사용함 입출력을 위해 InputStream 과 OutputStream 클래 스를 사용함 FileInputStream inputStream = new FileInputStream("input.bin"); FileOutputStream outputStream = new FileOutputStream("output.bin");

객체지향프로그래밍강원대학교 17/58 이진데이터 파일에서 한 바이트 읽기 read 메소드 – 다음 바이트를 int 타입으로 반환 –end_of_file 의 경우 정수 -1 반환 InputStream in =...; int next = in.read(); byte b; if (next != -1) b = (byte) next;

객체지향프로그래밍강원대학교 18/58 암호화 프로그램 (An Encryption Program) Caesar cipher –1 에서 25 사이 숫자 중에서 암호화 키를 선택 – 암호화 키만큼 각 글자를 이동 – 예 : 만약 키가 3 이라면 A 는 D 로, B 는 E 로,...

객체지향프로그래밍강원대학교 19/58 An Encryption Program  암호를 풀기 위해서는 음수의 암호화 키를 사용

객체지향프로그래밍강원대학교 20/58 To Encrypt Binary Data int next = in.read(); if (next == -1) done = true; else { byte b = (byte) next; byte c = encrypt(b); //call the method to encrypt the byte out.write(c); }

객체지향프로그래밍강원대학교 21/58 File Encryptor.java 01: import java.io.File; 02: import java.io.FileInputStream; 03: import java.io.FileOutputStream; 04: import java.io.InputStream; 05: import java.io.OutputStream; 06: import java.io.IOException; 07: 08: /** 09: An encryptor encrypts files using the Caesar cipher. 10: For decryption, use an encryptor whose key is the 11: negative of the encryption key. 12: */ 13: public class Encryptor 14: { 15: /** 16: Constructs an encryptor. aKey the encryption key 18: */

객체지향프로그래밍강원대학교 22/58 File Encryptor.java 19: public Encryptor(int aKey) 20: { 21: key = aKey; 22: } 23: 24: /** 25: Encrypts the contents of a file. inFile the input file outFile the output file 28: */ 29: public void encryptFile(String inFile, String outFile) 30: throws IOException 31: { 32: InputStream in = null; 33: OutputStream out = null; 34: 35: try 36: {

객체지향프로그래밍강원대학교 23/58 File Encryptor.java 37: in = new FileInputStream(inFile); 38: out = new FileOutputStream(outFile); 39: encryptStream(in, out); 40: } 41: finally 42: { 43: if (in != null) in.close(); 44: if (out != null) out.close(); 45: } 46: } 47: 48: /** 49: Encrypts the contents of a stream. in the input stream out the output stream 52: */

객체지향프로그래밍강원대학교 24/58 File Encryptor.java 53: public void encryptStream(InputStream in, OutputStream out) 54: throws IOException 55: { 56: boolean done = false; 57: while (!done) 58: { 59: int next = in.read(); 60: if (next == -1) done = true; 61: else 62: { 63: byte b = (byte) next; 64: byte c = encrypt(b); 65: out.write(c); 66: } 67: } 68: } 69:

객체지향프로그래밍강원대학교 25/58 File Encryptor.java 70: /** 71: Encrypts a byte. b the byte to encrypt the encrypted byte 74: */ 75: public byte encrypt(byte b) 76: { 77: return (byte) (b + key); 78: } 79: 80: private int key; 81: }

객체지향프로그래밍강원대학교 26/58 File EncryptorTester.java 01: import java.io.IOException; 02: import java.util.Scanner; 03: 04: /** 05: A program to test the Caesar cipher encryptor. 06: */ 07: public class EncryptorTester 08: { 09: public static void main(String[] args) 10: { 11: Scanner in = new Scanner(System.in); 12: try 13: { 14: System.out.print("Input file: "); 15: String inFile = in.next(); 16: System.out.print("Output file: "); 17: String outFile = in.next();

객체지향프로그래밍강원대학교 27/58 File EncryptorTester.java 18: System.out.print("Encryption key: "); 19: int key = in.nextInt(); 20: Encryptor crypt = new Encryptor(key); 21: crypt.encryptFile(inFile, outFile); 22: } 23: catch (IOException exception) 24: { 25: System.out.println("Error processing file: " + exception); 26: } 27: } 28: } 29: 30:

객체지향프로그래밍강원대학교 28/58 임의 접근과 순차 접근 (Random Access vs. Sequential Access) file pointer

객체지향프로그래밍강원대학교 29/58 임의접근파일 (RandomAccessFile) 파일을 열 때 모드를 지정함 –Reading only (" r ") –Reading and writing (" rw ") file pointer 를 옮기는 법 RandomAccessFile f = new RandomAcessFile("bank.dat","rw"); f.seek(n);

객체지향프로그래밍강원대학교 30/58 RandomAccessFile file pointer 의 현재 위치를 알아보는 법 파일의 크기를 알아보는 법 ( 바이트 단위로 ) long n = f.getFilePointer(); // of type "long" because files can be very large fileLength = f.length();

객체지향프로그래밍강원대학교 31/58 A Sample Program bank account 들을 임의접근파일에 저장 텍스트 형식으로 저장한다면 ? 1001 번 계좌에 100 원을 저축하면

객체지향프로그래밍강원대학교 32/58 A Sample Program 이진테이터 형식으로 저장한다면 ? – 각 저장소는 고정 길이를 가짐 – 데이터 저장이 간단함 – 특정 계좌 위치를 찾기가 쉬움

객체지향프로그래밍강원대학교 33/58 A Sample Program 계좌정보를 RandomAccessFile 에 저장 ! Account number: readInt and writeInt: 4 bytes Balance: readDouble and writeDouble: 8 bytes 파일에 들어 있는 계좌의 수를 알아내는 법 public int size() throws IOException { return (int) (file.length() / RECORD_SIZE); // RECORD_SIZE is 12 bytes: // 4 bytes for the account number and // 8 bytes for the balance }

객체지향프로그래밍강원대학교 34/58 A Sample Program n 번째 계좌를 읽어 내는 법 public BankAccount read(int n) throws IOException { file.seek(n * RECORD_SIZE); int accountNumber = file.readInt(); double balance = file.readDouble(); return new BankAccount(accountNumber, balance); }

객체지향프로그래밍강원대학교 35/58 A Sample Program n 번째 계좌를 파일에 적어 넣는 법 public void write(int n, BankAccount account) throws IOException { file.seek(n * RECORD_SIZE); file.writeInt(account.getAccountNumber()); file.writeDouble(account.getBalance()); }

객체지향프로그래밍강원대학교 36/58 File BankData.java 001: import java.io.IOException; 002: import java.io.RandomAccessFile; 003: 004: /** 005: This class is a conduit to a random access file 006: containing savings account data. 007: */ 008: public class BankData 009: { 010: /** 011: Constructs a BankData object that is not associated 012: with a file. 013: */ 014: public BankData() 015: { 016: file = null; 017: }

객체지향프로그래밍강원대학교 37/58 File BankData.java 018: 019: /** 020: Opens the data file. filename the name of the file containing savings 022: account information 023: */ 024: public void open(String filename) 025: throws IOException 026: { 027: if (file != null) file.close(); 028: file = new RandomAccessFile(filename, "rw"); 029: } 030: 031: /** 032: Gets the number of accounts in the file. the number of accounts 034: */

객체지향프로그래밍강원대학교 38/58 File BankData.java 035: public int size() 036: throws IOException 037: { 038: return (int) (file.length() / RECORD_SIZE); 039: } 040: 041: /** 042: Closes the data file. 043: */ 044: public void close() 045: throws IOException 046: { 047: if (file != null) file.close(); 048: file = null; 049: } 050:

객체지향프로그래밍강원대학교 39/58 File BankData.java 051: /** 052: Reads a savings account record. n the index of the account in the data file a savings account object initialized with // the file data 055: */ 056: public BankAccount read(int n) 057: throws IOException 058: { 059: file.seek(n * RECORD_SIZE); 060: int accountNumber = file.readInt(); 061: double balance = file.readDouble(); 062: return new BankAccount(accountNumber, balance); 063: } 064: 065: /** 066: Finds the position of a bank account with a given // number

객체지향프로그래밍강원대학교 40/58 File BankData.java accountNumber the number to find the position of the account with the given // number, 069: or -1 if there is no such account 070: */ 071: public int find(int accountNumber) 072: throws IOException 073: { 074: for (int i = 0; i < size(); i++) 075: { 076: file.seek(i * RECORD_SIZE); 077: int a = file.readInt(); 078: if (a == accountNumber) // Found a match 079: return i; 080: } 081: return -1; // No match in the entire file 082: }

객체지향프로그래밍강원대학교 41/58 File BankData.java 083: 084: /** 085: Writes a savings account record to the data file n the index of the account in the data file account the account to write 088: */ 089: public void write(int n, BankAccount account) 090: throws IOException 091: { 092: file.seek(n * RECORD_SIZE); 093: file.writeInt(account.getAccountNumber()); 094: file.writeDouble(account.getBalance()); 095: } 096: 097: private RandomAccessFile file; 098:

객체지향프로그래밍강원대학교 42/58 File BankData.java 099: public static final int INT_SIZE = 4; 100: public static final int DOUBLE_SIZE = 8; 101: public static final int RECORD_SIZE 102: = INT_SIZE + DOUBLE_SIZE; 103: }

객체지향프로그래밍강원대학교 43/58 File BankDatatester.java 01: import java.io.IOException; 02: import java.io.RandomAccessFile; 03: import java.util.Scanner; 04: 05: /** 06: This program tests random access. You can access existing 07: accounts and deposit money, or create new accounts. The 08: accounts are saved in a random access file. 09: */ 10: public class BankDataTester 11: { 12: public static void main(String[] args) 13: throws IOException 14: { 15: Scanner in = new Scanner(System.in); 16: BankData data = new BankData(); 17: try

객체지향프로그래밍강원대학교 44/58 File BankDatatester.java 18: { 19: data.open("bank.dat"); 20: 21: boolean done = false; 22: while (!done) 23: { 24: System.out.print("Account number: "); 25: int accountNumber = in.nextInt(); 26: System.out.print("Amount to deposit: "); 27: double amount = in.nextDouble(); 28: 29: int position = data.find(accountNumber); 30: BankAccount account; 31: if (position >= 0) // 기존 계좌인 경우 32: { 33: account = data.read(position); 34: account.deposit(amount);

객체지향프로그래밍강원대학교 45/58 File BankDatatester.java 35: System.out.println("new balance=" 36: + account.getBalance()); 37: } 38: else // 새 계좌를 추가하는 경우 39: { 40: account = new BankAccount(accountNumber, 41: amount); 42: position = data.size(); 43: System.out.println("adding new account"); 44: } 45: data.write(position, account); 46: 47: System.out.print("Done? (Y/N) "); 48: String input = in.next(); 49: if (input.equalsIgnoreCase("Y")) done = true; 50: } 51: }

객체지향프로그래밍강원대학교 46/58 File BankDatatester.java 52: finally 53: { 54: data.close(); 55: } 56: } 57: } 58: 59: 60: 61: 62: 63: 64: 65: 66: 67: 68: 69:

객체지향프로그래밍강원대학교 47/58 Output Account number: 1001 Amount to deposit: 100 adding new account Done? (Y/N) N Account number: 1018 Amount to deposit: 200 adding new account Done? (Y/N) N Account number: 1001 Amount to deposit: 1000 new balance= Done? (Y/N) Y

객체지향프로그래밍강원대학교 48/58 객체 스트림 (Object Streams) 객체를 있는 그대로 입출력하기 위해 사용 객체 내부의 데이터를 일일이 저장하고 읽어들이 는 작업을 하지 않아도 됨 객체 전체를 ArrayList 에 넣어 한꺼번에 저장할 수 도 있음 이진데이터 형식으로 저장하므로 stream 을 사용 함

객체지향프로그래밍강원대학교 49/58 BankAccount 객체를 파일에 쓰기 object output stream 은 각 객체의 모든 인스턴스 필드를 저장함 BankAccount b =...; ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream( new FileOutputStream("bank.dat")); out.writeObject(b);

객체지향프로그래밍강원대학교 50/58 BankAccount 객체 읽어오기 readObject 메소드는 Object 타입을 반환함 캐스팅이 필요함 readObject 메소드는 확인예외인 ClassNotFoundException 을 던짐 ObjectInputStream in = new ObjectInputStream( new FileInputStream("bank.dat")); BankAccount b = (BankAccount) in.readObject();

객체지향프로그래밍강원대학교 51/58 객체들을 모아서 저장하기 Write Read ArrayList a = new ArrayList (); // BankAccount 객체들을 a 에 넣음 out.writeObject(a); ArrayList a = (ArrayList ) in.readObject();

객체지향프로그래밍강원대학교 52/58 Serializable Serializable 인터페이스를 구현한 객체만이 object stream 을 통해 입출력될 수 있음 Serializable 인터페이스는 아무런 메소드도 갖지 않음 표준 라이브러리의 많은 클래스들은 Serializable 인터페이스를 구현하고 있음 class BankAccount implements Serializable {... }

객체지향프로그래밍강원대학교 53/58 Serializable 직렬화 (Serialization) – 스트림 안에서 각 객체는 일련번호를 부여받음 – 만약 한 객체가 두 번 저장되면 일련 번호만 두 번 기록됨

객체지향프로그래밍강원대학교 54/58 File Serialtester.java 01: import java.io.File; 02: import java.io.IOException; 03: import java.io.FileInputStream; 04: import java.io.FileOutputStream; 05: import java.io.ObjectInputStream; 06: import java.io.ObjectOutputStream; 07: 08: /** 09: This program tests serialization of a Bank object. 10: If a file with serialized data exists, then it is 11: loaded. Otherwise the program starts with a new bank. 12: Bank accounts are added to the bank. Then the bank 13: object is saved. 14: */ 15: public class SerialTester 16: {

객체지향프로그래밍강원대학교 55/58 File Serialtester.java 17: public static void main(String[] args) 18: throws IOException, ClassNotFoundException 19: { 20: Bank firstBankOfJava; 21: 22: File f = new File("bank.dat"); 23: if (f.exists()) 24: { 25: ObjectInputStream in = new ObjectInputStream 26: (new FileInputStream(f)); 27: firstBankOfJava = (Bank) in.readObject(); 28: in.close(); 29: } 30: else 31: { 32: firstBankOfJava = new Bank(); 33: firstBankOfJava.addAccount(new BankAccount(1001, 20000));

객체지향프로그래밍강원대학교 56/58 File Serialtester.java 34: firstBankOfJava.addAccount(new BankAccount(1015, 10000)); 35: } 36: 37: // Deposit some money 38: BankAccount a = firstBankOfJava.find(1001); 39: a.deposit(100); 40: System.out.println(a.getAccountNumber() + ":" + a.getBalance()); 41: a = firstBankOfJava.find(1015); 42: System.out.println(a.getAccountNumber() + ":" + a.getBalance()); 43: 44: ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream 45: (new FileOutputStream(f)); 46: out.writeObject(firstBankOfJava); 47: out.close(); 48: } 49: }

객체지향프로그래밍강원대학교 57/58 Bank.java public class Bank implements Serializable { public Bank() { accounts = new ArrayList (); } public void addAccount(BankAccount a) public double getTotalBalance() public int count(double atLeast) public BankAccount find(int accountNumber) public BankAccount getMaximum() private ArrayList accounts; }

객체지향프로그래밍강원대학교 58/58 Output First Program Run Second Program Run 1001: : : :