Факультет "Информатика и системы управления"
Методические указания к лабораторной работе
по курсу "Распределенные системы обработки информации"
Наследование и классы-коллекции
Москва 2004 г.
Оглавление
Цель работы.. 3
Задание для домашней подготовки. 3
Задания к лабораторной работе. 3
Задание 1 3
Задание 2 4
Содержание отчета. 4
Контрольные вопросы. 4
Литература. 6
Приложение 1. Спецификация класса Statistics. 7
Приложение 2. Работа со строками. 9
Приложение 3. Классы – коллекции. 20
Приложение 4. Работа с датами и временем. 41
Приложение 5. Файловый ввод/вывод. 43
Приложение 6. Обработка исключений. 48
1. Научиться работать с коллекциями и классами, реализующими интерфейс Collection.
2. Познакомиться с основными классами пакета java.util.
3. Освоить работу с системным временем (Класс java.util.Date).
4. Научиться работать с файлами и потоками ввода/вывода.
5. Научиться обрабатывать строки (объекты класса String).
6. Применить полученные знания на практике
1. Ознакомиться с материалом, предоставленным в приложениях к данным методическим указаниям.
2. Изучить примеры программ, реализующих файловый ввод/вывод (см. Приложение 5).
3. Ознакомиться с текстом задания к лабораторной работе в соответствии с вариантом и написать программу.
2 варианта:
1) Написать программу, которая считывает текст из входного файла, подсчитывает, сколько раз встретился каждый символ русского алфавита, и выводит результат в выходной файл, например, в виде строк “ символ - число”.
2) Написать программу, которая считывает текст из входного файла, формирует множество слов и выводит результат в выходной файл. Одинаковые слова, встретившиеся в тексте, нужно вывести в третий файл в виде строк “слово - число”.
Для обоих вариантов:
o Классы – коллекции, с помощью которых будет выполнена обработка текста, студент выбирает самостоятельно.
Строки и файлы [Л.2 на с.107-109]. Номер задания соответствует порядковому номеру в журнале (по модулю 20).
Отчет должен содержать:
1. Постановку задачи, решаемой отлаженной программой.
2. Руководство пользователя отлаженной программы, содержащее описание интерфейсов всех функций программы.
3. Листинг программы с необходимыми комментариями.
1. Как изменить кодировку символов (“KOI8_R”, “Cp866”, …) в потоках ввода/вывода?
2. Как сделать программу нечувствительной к регистру символов входного файла?
3. Как изменить программу, чтобы имена входных/выходных файлов нужно было бы вводить с клавиатуры или задавать в командной строке.
4. Как нужно изменить программу, чтобы после объявления метода publicstaticvoidmain(String[] args) не нужно было бы записывать throwsIOException.
5. Как известно, время в приложения Java записывается в виде целочисленных значений типа long, выраженных в миллисекундах и отсчитываемых с полуночи (00:00:00 GMT) 1 января 1970 года. На сколько лет хватит размера (8байт) значения типа long для отсчета миллисекунд?
6. Как можно изменить программу, чтобы подсчитать время обработки файлов без использования класса Date, введя одну дополнительную переменную.
7. Как сравнить две строки.
8. Как выбрать i-ый символ строки.
1. Арнолд К., Гослинг Дж., Холмс Д. Язык программирования Java:Пер. с англ. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2001 г. – 624 с., ил.
2. Павловская Т.А., Щупак Ю.А. С/С++. Структурное программирование: Практикум. -СПб.: Питер, 2002. -240с.
1. Официальный сайт Java — http://java.sun.com/ (есть раздел на русском языке с учебником).
2. Java™ 2 SDK, Standard Edition Documentation — http://java.sun.com/products/jdk/1.5/index.html.
3. ДжеймсГослинг, БиллДжой, ГайСтил. Спецификацияязыка Java (The Java Language Specification — http://www.javasoft.com/docs/books/jls/). Перевод на русский язык — http://www.uni-vologda.ac.ru/java/jls/index.html
4. Официальный сайт проекта Eclipse — http://www.eclipse.org/.
А также
5. Дмитрий Рамодин. Начинаем программировать на языке Java.
6. Николай Смирнов. Java 2: Учебное пособие.
7. Картузов А. В. Программирование на языке Java.
8. Вязовик Н.А. Программирование на Java.
Приложение 1. Спецификация класса Statistics.
importjava.io.*;//подключение пакета с классами ввода/вывода
importjava.util.*; //подключение пакета с классами коллекций и времени
public class Statistics {
public static void main(String[] args) throws IOException{
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(new FileInputStream("d:\input.txt"));
//Входной поток — из файла d:\input.txt
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("d:\output.txt"));
//Выходной поток — в файл d:\output.txt
//инициализация экземпляра класса, реализующего интерфейс коллекций
intc = 0;
Datebefore = newDate(); //зафиксировали время перед обработкой
while ((c = br.read()) != -1) { //пока не достигнут конец файла d:\input.txt
//обработка
/*
например, если ранее определена строка Strings="";
то можно записать s+=(char)c;
Тогда все содержимое файла d:\input.txt будет записано в строку s
*/
}
br.close(); //закрываем входной поток после чтения и предварительной обработки
for (/*цикл*/){
//обработка и запись в выходной поток
bw.write(/*слово*/+" "+/*число*/+"\r\n");
}
bw.close(); //закрываем выходной поток после записи файла
Dateafter = newDate(); //фиксируем время после обработки
System.out.println("Обработка продолжалась "+(after.getTime()-before.getTime())+" миллисекунд");
//выводим на консоль время обработки в миллисекундах
} //конец public static void main(String[] args)
} //конец класса Statistics
Очень большое место в обработке информации занимает работа с текстами. Как и многое другое, текстовые строки в языке Java являются объектами. Они представляются экземплярами класса String или класса StringBuffer.
Зачем в язык введены два класса для хранения строк? В объектах класса String хранятся строки-константы неизменной длины и содержания. Это значительно ускоряет обработку строк и позволяет экономить память, разделяя строку между объектами, использующими ее. Длину строк, хранящихся в объектах класса StringBuffer, можно менять, вставляя и добавляя строки и символы, удаляя подстроки или сцепляя несколько строк в одну строку.
Напомним, что символы в строках хранятся в кодировке Unicode, в которой каждый символ занимает два байта. Тип каждого символа char.
Перед работой со строкой ее следует создать. Это можно сделать разными способами.
Самый простой способ создать строку — это организовать ссылку типа String на строку-константу:
String si = "Это строка.";
Если константа длинная, можно записать ее в нескольких строках текстового редактора, связывая их операцией сцепления:
String s2 = "Это длинная строка, " +
"записанная в двух строках исходного текста";
Не забывайте разницу между пустой строкой String s = "", не содержащей ни одного символа, и пустой ссылкой String s = null, не указывающей ни на какую строку и не являющейся объектом.
Самый правильный способ создать объект с точки зрения ООП — это вызвать его конструктор в операции new. Класс String предоставляет девять конструкторов:
· String() — создается объект с пустой строкой;
· String(String str) — из одного объекта создается другой, поэтому этот конструктор используется редко;
· String(StringBuffer str) — преобразованная копия объекта класса StringBuffer;
· String(byte[] byteArray) — объект создается из массива байтов byteArray;
· String(char [] charArray) — объект создается из массива charArray символов Unicode;
· String(byte [] byteArray, int offset, int count) — объект создается из части массива байтов byteArray, начинающейся с индекса offset и содержащей count байтов;
· String(char [] charArray, int offset, int count) — то же, но массив состоит из символов Unicode;
· String(byte[] byteArray, String encoding) — символы, записанные в массиве байтов, задаются в Unicode-строке, с учетом кодировки encoding;
· String(byte[] byteArray, int offset, int count, String encoding) — то же самое, но только для части массива.
При неправильном задании индексов offset, count или кодировки encoding возникает исключительная ситуация.
У кириллицы есть, по меньшей мере, четыре кодировки:
· В MS-DOS применяется кодировка СР866.
· В UNIX обычно применяется кодировка KOI8-R.
· На компьютерах Apple Macintosh используется кодировка MacCyrillic.
· Есть еще и международная кодировка кириллицы ISO8859-5;
Если исходный кириллический ASCII-текст был в одной из этих кодировок, а местная кодировка СР1251, то Unicode-символы строки Java не будут соответствовать кириллице.
В этих случаях используются последние два конструктора, в которых параметром encoding указывается, какую кодовую таблицу использовать конструктору при создании строки.
Еще один способ создать строку — это использовать два статических метода
copyValueOf(char[] charArray) и copyValueOf(char[] charArray, int offset, int length).
Они создают строку по заданному массиву символов и возвращают ее в качестве результата своей работы. Например, после выполнения следующего фрагмента программы
char[] с = ('С', 'и', 'м', 'в', 'о1, 'л', 'ь', 'н', 'ы', 'й'};
String s1 = String.copyValueOf(с);
String s2 = String.copyValueOf(с, 3, 7);
получим в объекте s1 строку "Символьный", а в объекте s2 — строку "вольный".
Со строками можно производить операцию сцепления строк, обозначаемую знаком плюс +. Эта операция создает новую строку, просто составленную из состыкованных первой и второй строк. Ее можно применять и к константам, и к переменным. Например:
String attention = "Внимание: ";
String s = attention + "неизвестныйсимвол";
Вторая операция — присваивание += — применяется к переменным в левой части: