El package java.io contiene las clases necesarias para la comunicación del programa con el exterior. Dentro de este package existen dos familias de jerarquías distintas para la entrada/salida de datos.

La diferencia principal consiste en que una opera con bytes y la otra con caracteres (el carácter de Java está formado por dos bytes porque sigue el código Unicode). En general, para el mismo fin hay dos clases que manejan bytes (una clase de entrada y otra de salida) y otras dos que manejan caracteres.

Desde Java 1.0, la entrada y salida de datos del programa se podía hacer con clases derivadas de InputStream (para lectura) y OutputStream (para escritura). Estas clases tienen los métodos básicos read() y write() que manejan bytes y que no se suelen utilizar directamente. La Figura 4.1 muestra las clases que derivan de InputStream y la Figura 4.2 las que derivan de OutputStream.

Figura 4.1. Jerarquía de clases InputStream.

Figura 4.2. Jerarquía de clases OutputStream.

En Java 1.1 aparecieron dos nuevas familias de clases, derivadas de Reader y Writer, que manejan caracteres en vez de bytes. Estas clases resultan más prácticas para las aplicaciones en las que se maneja texto. Las clases que heredan de Reader están incluidas en la Figura 4.3 y las que heredan de Writer en la Figura 4.4.

Figura 4.3. Jerarquía de clases Reader.

Figura 4.4. Jerarquía de clases Writer.

En las cuatro últimas figuras las clases con fondo gris definen de dónde o a dónde se están enviando los datos, es decir, el dispositivo con que conecta el stream. Las demás (fondo blanco) añaden características particulares a la forma de enviarlos. La intención es que se combinen para obtener el comportamiento deseado. Por ejemplo:

BufferedReader in = new BufferedReader(new FileReader("autoexec.bat"));

Con esta línea se ha creado un stream que permite leer del archivo autoexec.bat. Además, se ha creado a partir de él un objeto BufferedReader (que aporta la característica de utilizar buffer6). Los caracteres que lleguen a través del FileReader pasarán a través del BufferedReader, es decir utilizarán el buffer. A la hora de definir una comunicación con un dispositivo siempre se comenzará determinando el origen o destino de la comunicación (clases en gris) y luego se le añadiran otras características (clases en blanco). Se recomienda utilizar siempre que sea posible las clases Reader y Writer, dejando las de Java 1.0 para cuando sean imprescindibles. Algunas tareas como la serialización y la compresión necesitan las clases InputStream y OutputStream.

Las clases de java.io siguen una nomenclatura sistemática que permite deducir su función a partir de las palabras que componen el nombre, tal como se describe en la Tabla 4.1.

Tabla 4.1. Palabras identificativas de las clases de java.io.

La Tabla 4.2 explica el uso de las clases que definen el lugar con que conecta el stream.

Tabla 4.2. Clases que indican el origen o destino de los datos.

La Tabla 4.3 explica las funciones de las clases que alteran el comportamiento de un stream ya definido.

Tabla 4.3. Clases que añaden características

En Java, la entrada desde teclado y la salida a pantalla están reguladas a través de la clase System.

Esta clase pertenece al package java.lang y agrupa diversos métodos y objetos que tienen relación con el sistema local. Contiene, entre otros, tres objetos static que son:

System.in: Objeto de la clase InputStream preparado para recibir datos desde la entrada estándar del sistema (habitualmente el teclado).

System.out: Objeto de la clase PrintStream que imprimirá los datos en la salida estándar del sistema (normalmente asociado con la pantalla).

System.err: Objeto de la clase PrintStream. Utilizado para mensajes de error que salen también por pantalla por defecto.

Estas clases permiten la comunicación alfanumérica con el programa a través de lo métodos incluidos en la Tabla 4.4. Son métodos que permiten la entrada/salida a un nivel muy elemental.

Tabla 4.4

Existen tres métodos de System que permiten sustituir la entrada y salida estándar. Por ejemplo, se utiliza para hacer que el programa lea de un archivo y no del teclado.

System.setIn(InputStream is);

System.setOut(PrintStream ps);

System.setErr(PrintStream ps);

El argumento de setIn() no tiene que ser necesariamente del tipo InputStream. Es una referencia a la clase base, y por tanto puede apuntar a objetos de cualquiera de sus clases derivadas (como FileInputStream). Asimismo, el constructor de PrintStream acepta un OutputStream, luego se puede dirigir la salida estándar a cualquiera de las clases definidas para salida.

Si se utilizan estas sentencias con un compilador de Java 1.1 se obtiene un mensaje de método obsoleto (deprecated) al crear un objeto PrintStream. Al señalar como obsoleto el constructor de esta clase se pretendía animar al uso de PrintWriter, pero existen casos en los cuales es imprescindible un elemento PrintStream. Afortunadamente, Java 1.2 ha reconsiderado esta decisión y de nuevo se puede utilizar sin problemas.

Para imprimir en la pantalla se utilizan los métodos System.out.print() y System.out.println(). Son los primeros métodos que aprende cualquier programador. Sus características fundamentales son:

1. Pueden imprimir valores escritos directamente en el código o cualquier tipo de variable primitiva de Java.

System.out.println("Hola, Mundo!");

System.out.println(57);

double numeroPI = 3.141592654;

System.out.println(numeroPI);

String hola = new String("Hola");

System.out.println(hola);

2. Se pueden imprimir varias variables en una llamada al método correspondiente utilizando el operador + de concatenación, que equivale a convertir a String todas las variables que no lo sean y concatenar las cadenas de caracteres (el primer argumento debe ser un String).

System.out.println("Hola, Mundo! " + numeroPI);

Se debe recordar que los objetos System.out y System.err son de la clase PrintStream y aunque imprimen las variables de un modo legible, no permiten dar a la salida un formato a medida. El programador no puede especificar un formato distinto al disponible por defecto.

Para leer desde teclado se puede utilizar el método System.in.read() de la clase InputStream. Este método lee un carácter por cada llamada. Su valor de retorno es un int. Si se espera cualquier otro tipo hay que hacer una conversión explícita mediante un cast. char c;

c=(char)System.in.read();

Este método puede lanzar la excepción java.io.IOException y siempre habrá que ocuparse de ella, por ejemplo en la forma:

try {

c=(char)System.in.read();

}

catch(java.io.IOException ioex) {

// qué hacer cuando ocurra la excepción

}

Para leer datos más largos que un simple carácter es necesario emplear un bucle while o for y unir los caracteres. Por ejemplo, para leer una línea completa se podría utilizar un bucle while guardando los caracteres leidos en un String o en un StringBuffer (más rápido que String):

char c;

String frase = new String(""); // StringBuffer frase=new StringBuffer("");

try {

while((c=System.in.read()) != ’\n’) frase = frase + c; // frase.append(c);

}

catch(java.io.IOException ioex) {}

Una vez que se lee una línea, ésta puede contener números de coma flotante, etc. Sin embargo, hay una manera más fácil de conseguir lo mismo: utilizar adecuadamente la librería java.io.

Para facilitar la lectura de teclado se puede conseguir que se lea una línea entera con una sola orden si se utiliza un objeto BufferedReader. El método String readLine() perteneciente a BufferReader lee todos los caracteres hasta encontrar un '\n' o '\r' y los devuelve como un String (sin incluir '\n' ni '\r'). Este método también puede lanzar java.io.IOException.

System.in es un objeto de la clase InputStream. BufferedReader pide un Reader en el constructor. El puente de unión necesario lo dará InputStreamReader, que acepta un InputStream como argumento del constructor y es una clase derivada de Reader. Por lo tanto si se desea leer una línea completa desde la entrada estándar habrá que utilizar el siguiente código:

InputStreamReader isr = new InputStreamReader(System.in);

BufferedReader br = new BufferedReader(isr);

// o en una línea:

// BufferedReader br2 = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

String frase = br2.readLine(); // Se lee la línea con una llamada

Así ya se ha leido una línea del teclado. El thread que ejecute este código estará parado en esta línea hasta que el usuario termine la línea (pulse return). Es más sencillo y práctico que la posibilidad anterior.

¿Y qué hacer con una línea entera? La clase java.util.StringTokenizer da la posibilidad de separar una cadena de carácteres en las "palabras" (tokens) que la forman (por defecto, conjuntos de caracteres separados por un espacio, '\t', '\r', o por '\n'). Cuando sea preciso se pueden convertir las

"palabras" en números.

La Tabla 4.5 muestra los métodos más prácticos de la clase StringTokenizer.

La clase StreamTokenizer de java.io aporta posibilidades más avanzadas que

StringTokenizer, pero también es más compleja. Directamente separa en tokens lo que entra por un InputStream o Reader.

Se recuerda que la manera de convertir un String del tipo "3.141592654" en el valor double correspondiente es crear un objeto Double a partir de él y luego extraer su valor double:

double pi = (Double.valueOf("3.141592654")).doubleValue();

El uso de estas clases facilita el acceso desde teclado, resultando un código más fácil de escribir y de leer. Además tiene la ventaja de que se puede generalizar a la lectura de archivos.

Aunque el manejo de archivos tiene características especiales, se puede utilizar lo dicho hasta ahora para las entradas y salidas estándar con pequeñas variaciones. Java ofrece las siguientes posibilidades:

Existen las clases FileInputStream y FileOutputStream (extendiendo InputStream y

OutputStream) que permiten leer y escribir bytes en archivos. Para archivos de texto son preferibles FileReader (desciende de Reader) y FileWriter (desciende de Writer), que realizan las mismas funciones. Se puede construir un objeto de cualquiera de estas cuatro clases a partir de un String que contenga el nombre o la dirección en disco del archivo o con un objeto de la clase File que representa dicho archivo. Por ejemplo el código

FileReader fr1 = new FileReader("archivo.txt"); es equivalente a:

File f = new File("archivo.txt");

FileReader fr2 = new FileReader(f);

Si no encuentran el archivo indicado, los constructores de FileReader y FileInputStream pueden lanzar la excepción java.io.FileNotFoundException.

Los constructores de FileWriter y FileOutputStream pueden lanzar java.io.IOException. Si no encuentran el archivo indicado, lo crean nuevo. Por defecto, estas dos clases comienzan a escribir al comienzo del archivo. Para escribir detrás de lo que ya existe en el archivo ("append"), se utiliza un segundo argumento de tipo boolean con valor true:

FileWriter fw = new FileWriter("archivo.txt", true);

Las clases que se explican a continuación permiten un manejo más fácil y eficiente que las vistas hasta ahora.

Un objeto de la clase File puede representar un archivo o un directorio. Tiene los siguientes constructores:

File(String name)

File(String dir, String name)

File(File dir, String name).

Se puede dar el nombre de un archivo, el nombre y el directorio, o sólo el directorio, como path absoluto y como path relativo al directorio actual. Para saber si el archivo existe se puede llamar al método boolean exists().

File f1 = new File("c:\\windows\\notepad.exe"); // La barra ’\’ se escribe ’\\’

File f2 = new File("c:\\windows"); // Un directorio

File f3 = new File(f2, "notepad.exe"); // Es igual a f1

Si File representa un archivo que existe los métodos de la Tabla 4.6 dan información de él.

Tabla 4.6. Métodos de File para archivos.

Si representa un directorio se pueden utilizar los de la Tabla 4.7:

Tabla 4.7. Métodos de File para directorios.

Por último, otros métodos incluidos en la Tabla 4.8 devuelven el path del archivo de distintas maneras.

Tabla 4.8. Métodos de File que devuelven el path.

Una forma típica de preguntar por un archivo es presentar un caja de diálogo. La clase java.awt.FileDialog presenta el diálogo típico de cada sistema operativo para guardar o abrir ficheros. Sus constructores son:

FileDialog(Frame fr)

FileDialog(Frame fr, String title)

FileDialog(Frame fr, String title, int type) donde type puede ser FileDialog.LOAD o FileDialog.SAVE según la operación que se desee realizar.

Es muy fácil conectar este diálogo con un File, utilizando los métodos String getFile() y

String getDirectory(). Por ejemplo:

FileDialog fd = new FileDialog(f, "Elija un archivo");

fd.show();

File f = new File(fd.getDirectory(), fd.getFile());

Se puede crear un objeto BufferedReader para leer de un archivo de texto de la siguiente manera:

BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("archivo.txt"));

Utilizando el objeto de tipo BufferedReader se puede conseguir exactamente lo mismo que en las secciones anteriores utilizando el método readLine() y la clase StringTokenizer. En el caso de archivos es muy importante utilizar el buffer puesto que la tarea de escribir en disco es muy lenta respecto a los procesos del programa y realizar las operaciones de lectura de golpe y no de una en una hace mucho más eficiente el acceso. Por ejemplo:

// Lee un archivo entero de la misma manera que de teclado

String texto = new String();

try {

FileReader fr = new FileReader("archivo.txt");

entrada = new BufferedReader(fr);

String s;

while((s = entrada.readLine()) != null)

texto += s;

entrada.close();

}

catch(java.io.FileNotFoundException fnfex) {

System.out.println("Archivo no encontrado: " + fnfex);}

catch(java.io.IOException ioex) {}

La clase PrintWriter es la más práctica para escribir un archivo de texto porque posee los métodos print(cualquier tipo) y println(cualquier tipo), idénticos a los de System.out (de clase PrintStream).

Un objeto PrintWriter se puede crear a partir de un BufferedWriter (para disponer de buffer), que se crea a partir del FileWriter al que se la pasa el nombre del archivo. Después, escribir en el archivo es tan fácil como en pantalla. El siguiente ejemplo ilustra lo anterior:

try {

FileWriter fw = new FileWriter("escribeme.txt");

BufferedWriter bw = new BufferedWriter(fw);

PrintWriter salida = new PrintWriter(bw);

salida.println("Hola, soy la primera línea");

salida.close();

// Modo append

bw = new BufferedWriter(new FileWriter("escribeme.txt", true));

salida = new PrintWriter(bw);

salida.print("Y yo soy la segunda. ");

double b = 123.45;

salida.println(b);

salida.close();

}

cacth(java.io.IOException ioex) { }

DataInputStream y DataOutputStream son clases de Java 1.0 que no han sido alteradas hasta ahora. Para leer y escribir datos primitivos directamente (sin convertir a/de String) siguen siendo más útiles estas dos clases.

Son clases diseñadas para trabajar de manera conjunta. Una puede leer lo que la otra escribe, que en sí no es algo legible, sino el dato como una secuencia de bytes. Por ello se utilizan para almacenar datos de manera independiente de la plataforma (o para mandarlos por una red entre ordenadores muy distintos).

El problema es que obligan a utilizar clases que descienden de InputStream y OutputStream y por lo tanto algo más complicadas de utilizar. El siguiente código primero escribe en el fichero prueba.dat para después leer los datos escritos:

// Escritura de una variable double

DataOutputStream dos = new DataOutputStream(

new BufferedOutputStream(

new FileOutputStream("prueba.dat")));

double d1 = 17/7;

dos.writeDouble(d);

dos.close();

// Lectura de la variable double

DataInputStream dis = new DataInputStream(

new BufferedInputStream(

new FileInputStream("prueba.dat")));

double d2 = dis.readDouble();

La serialización es un proceso por el que un objeto cualquiera se puede convertir en una secuencia de bytes con la que más tarde se podrá reconstruir dicho objeto manteniendo el valor de sus variables. Esto permite guardar un objeto en un archivo o mandarlo por la red.

Para que una clase pueda utilizar la serialización, debe implementar la interface Serializable, que no define ningún método. Casi todas las clases estándar de Java son serializables. La clase MiClase se podría serializar declarándola como:

public class MiClase implements Serializable { } Para escribir y leer objetos se utilizan las clases ObjectInputStream y ObjectOutputStream, que cuentan con los métodos writeObject() y readObject(). Por ejemplo:

ObjectOutputStream objout = new ObjectOutputStream(

new FileOutputStream("archivo.x"));

String s = new String("Me van a serializar");

objout.writeObject(s);

ObjectInputStream objin = new ObjectInputStream(new FileInputStream("archivo.x"));

String s2 = (String)objin.readObject();

Es importante tener en cuenta que readObject() devuelve un Object sobre el que se deberá

hacer un casting para que el objeto sea útil. La reconstrucción necesita que el archivo *.class esté al alcance del programa (como mínimo para hacer este casting).

Al serializar un objeto, automáticamente se serializan todas sus variables y objetos miembro.

A su vez se serializan los que estos objetos miembro puedan tener (todos deben ser serializables). También se reconstruyen de igual manera. Si se serializa un Vector que contiene varios Strings, todo ello se convierte en una serie de bytes. Al recuperarlo la reconstrucción deja todo en el lugar en que se guardó.

Si dos objetos contienen una referencia a otro, éste no se duplica si se escriben o leen ambos del mismo stream. Es decir, si el mismo String estuviera contenido dos veces en el Vector, sólo se guardaría una vez y al recuperarlo sólo se crearía un objeto con dos referencias contenidas en el vector.

Aunque lo mejor de la serialización es que su comportamiento automático es bueno y sencillo, existe la posibilidad de especificar cómo se deben hacer las cosas.

La palabra clave transient permite indicar que un objeto o varible miembro no sea serializado con el resto del objeto. Al recuperarlo, lo que esté marcado como transient será 0, null o false (en esta operación no se llama a ningún constructor) hasta que se le dé un nuevo valor. Podría ser el caso de un password que no se quiere guardar por seguridad.

Las variables y objetos static no son serializados. Si se quieren incluir hay que escribir el código que lo haga. Por ejemplo, habrá que programar un método que serialice los objetos estáticos al que se llamará después de serializar el resto de los elementos. También habría que recuperarlos explícitamente después de recuperar el resto de los objetos.

Las clases que implementan Serializable pueden definir dos métodos con los que controlar la serialización. No están obligadas a hacerlo porque una clase sin estos métodos obtiene directamente el comportamiento por defecto. Si los define serán los que se utilicen al serializar:

private void writeObject(ObjectOutputStream stream) throws IOException

private void readObject(ObjectInputStream stream) throws IOException

El primero permite indicar qué se escribe o añadir otras instrucciones al comportamiento por defecto. El segundo debe poder leer lo que escribe writeObject(). Puede usarse por ejemplo para poner al día las variables que lo necesiten al ser recuperado un objeto. Hay que leer en el mismo orden en que se escribieron los objetos.

Se puede obtener el comportamiento por defecto dentro de estos métodos llamando a

stream.defaultWriteObject() y stream.defaultReadObject().

Para guardar explícitamente los tipos primitivos se puede utilizar los métodos que proporcionan ObjectInputStream y ObjectOutputStream, idénticos a los de DataInputStream y

DataOutputStream (writeInt(), readDouble(), ...) o guardar objetos de sus clases equivalentes

(Integer, Double...).

Por ejemplo, si en una clase llamada Tierra se necesita que al serializar un objeto siempre le acompañe la constante g (9,8) definida como static el código podría ser:

static double g = 9.8;

private void writeObject(ObjectOutputStream stream) throws IOException {

stream.defaultWriteObject();

stream.writeDouble(g);

}

private void readObject(ObjectInputStream stream) throws IOException {

stream.defaultReadObject();

g = stream.readDouble(g);

}

La interface Externalizable extiende Serializable. Tiene el mismo objetivo que ésta, pero no tiene ningún comportamiento automático, todo se deja en manos del programador.

Externalizable tiene dos métodos que deben implementarse.

interface Externalizable {

public void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException;

public void readExternal(ObjectInput in) throws IOException,

ClassNotFoundException;

}

Al transformar un objeto, el método writeExternal() es responsable de todo lo que se hace.

Sólo se guardará lo que dentro de éste método se indique.

El método readExternal() debe ser capaz de recuperar lo guardado por writeExternal(). La lectura debe ser en el mismo orden que la escritura. Es importante saber que antes de llamar a este método se llama al constructor por defecto de la clase.

Como se ve el comportamiento de Externalizable es muy similar al de Serializable.

Teniendo la dirección de Internet de un archivo, la librería de Java permite leer este archivo utilizando un stream. Es una aplicación muy sencilla que muestra la polivalencia del concepto de

stream.

En el package java.net existe la clase URL, que representa una dirección de Internet. Esta clase tiene el método InputStream openStream(URL dir) que abre un stream con origen en la dirección de Internet.

A partir de ahí, se trata como cualquier elemento InputStream. Por ejemplo:

//Lectura del archivo (texto HTML)

URL direccion = new URL("http://www1.ceit.es/subdir/MiPagina.htm");

String s = new String();

String html = new String();

try {

BufferedReader br = new BufferedReader(

new InputStreamReader(

direccion.openStream()));

while((s = br.readLine()) != null)

html += s + ’\n’;

br.close();

}

catch(Exception e) {

System.err.println(e);

}

El estándar debe ser un documento que tenga presente en todo momento el equipo de desarrollo, y siempre debe aplicarse salvo contadas excepciones.

A continuación daremos ciertas normas, que aunque no pretenden ser un estándar, si que son de recomendado uso:

Los nombres de objetos deben ir en singular ya que el nombre representa a

la entidad que almacena, y no las entidades que almacena.

Una razón práctica es que con los nombres en minúscula se ahorra

1 ó 2 letras, lo cual no es despreciable.

Es recomendable utilizar abreviaturas, sobre todo si el nombre más descriptivo es demasiado largo. Para nombres cortos no es necesario utilizar abreviaturas.

los de índices por IND_, y los de clave foránea por FK_ (Foreing key).

El nombre restante será el de la propia tabla para las claves primarias, el de la tabla referenciada para las claves foráneas y para los índices una o dos palabras descriptivas que indiquen la razón por la que se crea ese índice (si es posible).