Galileo Computing < openbook > Galileo Computing - Professionelle Bücher. Auch für Einsteiger.
Professionelle Bücher. Auch für Einsteiger.

Inhaltsverzeichnis
Vorwort
1 Java ist auch eine Sprache
2 Sprachbeschreibung
3 Klassen und Objekte
4 Der Umgang mit Zeichenketten
5 Mathematisches
6 Eigene Klassen schreiben
7 Angewandte Objektorientierung
8 Exceptions
9 Generics, innere Klassen
10 Die Klassenbibliothek
11 Threads und nebenläufige Programmierung
12 Datenstrukturen und Algorithmen
13 Raum und Zeit
14 Dateien und Datenströme
15 Die eXtensible Markup Language (XML)
16 Grafische Oberflächen mit Swing
17 Grafikprogrammierung
18 Netzwerkprogrammierung
19 Verteilte Programmierung mit RMI und Web–Services
20 JavaServer Pages und Servlets
21 Applets
22 Midlets und die Java ME
23 Datenbankmanagement mit JDBC
24 Reflection und Annotationen
25 Logging und Monitoring
26 Sicherheitskonzepte
27 Java Native Interface (JNI)
28 Dienstprogramme für die Java-Umgebung
Stichwort

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Java ist auch eine Insel (8. Auflage) von Christian Ullenboom
Programmieren mit der Java Standard Edition Version 6
Buch: Java ist auch eine Insel (8. Auflage)

Java ist auch eine Insel (8. Aufl.)
8., aktual. Auflage, geb., mit DVD
1.475 S., 49,90 Euro
Galileo Computing
ISBN 978-3-8362-1371-4
Pfeil 14 Dateien und Datenströme
Pfeil 14.1 Datei und Verzeichnis
Pfeil 14.1.1 Dateien und Verzeichnisse mit der Klasse File
Pfeil 14.1.2 Verzeichnis oder Datei? Existiert es?
Pfeil 14.1.3 Verzeichnis- und Dateieigenschaften/-attribute
Pfeil 14.1.4 Wurzelverzeichnis, Laufwerksnamen, Plattenspeicher
Pfeil 14.1.5 Umbenennen und Verzeichnisse anlegen
Pfeil 14.1.6 Verzeichnisse listen und Dateien filtern
Pfeil 14.1.7 Dateien berühren, neue Dateien anlegen, temporäre Dateien
Pfeil 14.1.8 Dateien und Verzeichnisse löschen
Pfeil 14.1.9 Verzeichnisse nach Dateien iterativ durchsuchen
Pfeil 14.1.10 URL- und URI-Objekte aus einem File-Objekt ableiten
Pfeil 14.1.11 Mit Locking Dateien sperren
Pfeil 14.1.12 Sicherheitsprüfung
Pfeil 14.2 Dateien mit wahlfreiem Zugriff
Pfeil 14.2.1 Ein RandomAccessFile zum Lesen und Schreiben öffnen
Pfeil 14.2.2 Aus dem RandomAccessFile lesen
Pfeil 14.2.3 Schreiben mit RandomAccessFile
Pfeil 14.2.4 Die Länge des RandomAccessFile
Pfeil 14.2.5 Hin und her in der Datei
Pfeil 14.3 Stream-Klassen und Reader/Writer am Beispiel von Dateien
Pfeil 14.3.1 Mit dem FileWriter Texte in Dateien schreiben
Pfeil 14.3.2 Zeichen mit der Klasse FileReader lesen
Pfeil 14.3.3 Kopieren mit FileOutputStream und FileInputStream
Pfeil 14.3.4 Das FileDescriptor-Objekt
Pfeil 14.4 Basisklassen für die Ein-/Ausgabe
Pfeil 14.4.1 Die abstrakten Basisklassen
Pfeil 14.4.2 Übersicht über Ein-/Ausgabeklassen
Pfeil 14.4.3 Die abstrakte Basisklasse OutputStream
Pfeil 14.4.4 Die Schnittstellen Closeable und Flushable
Pfeil 14.4.5 Ein Datenschlucker
Pfeil 14.4.6 Die abstrakte Basisklasse InputStream
Pfeil 14.4.7 Ressourcen aus dem Klassenpfad und aus Jar–Archiven laden
Pfeil 14.4.8 Ströme mit SequenceInputStream zusammensetzen
Pfeil 14.4.9 Die abstrakte Basisklasse Writer
Pfeil 14.4.10 Die Schnittstelle Appendable
Pfeil 14.4.11 Die abstrakte Basisklasse Reader
Pfeil 14.5 Formatierte Textausgaben
Pfeil 14.5.1 Die Klassen PrintWriter und PrintStream
Pfeil 14.5.2 System.out, System.err und System.in
Pfeil 14.5.3 Geschützte Passwort-Eingaben mit der Klasse Console
Pfeil 14.6 Schreiben und Lesen aus Strings und Byte-Feldern
Pfeil 14.6.1 Mit dem StringWriter ein String-Objekt füllen
Pfeil 14.6.2 CharArrayWriter
Pfeil 14.6.3 StringReader und CharArrayReader
Pfeil 14.6.4 Mit ByteArrayOutputStream in ein Byte-Feld schreiben
Pfeil 14.6.5 Mit ByteArrayInputStream aus einem Byte-Feld lesen
Pfeil 14.7 Datenströme filtern und verketten
Pfeil 14.7.1 Streams als Filter verketten
Pfeil 14.7.2 Gepufferte Ausgaben mit BufferedWriter/BufferedOutputStream
Pfeil 14.7.3 Gepufferte Eingaben mit BufferedReader/BufferedInputStream
Pfeil 14.7.4 LineNumberReader zählt automatisch Zeilen mit
Pfeil 14.7.5 Daten mit der Klasse PushbackReader zurücklegen
Pfeil 14.7.6 DataOutputStream/DataInputStream
Pfeil 14.7.7 Basisklassen für Filter
Pfeil 14.7.8 Die Basisklasse FilterWriter
Pfeil 14.7.9 Ein LowerCaseWriter
Pfeil 14.7.10 Eingaben mit der Klasse FilterReader filtern
Pfeil 14.8 Vermittler zwischen Byte-Streams und Unicode-Strömen
Pfeil 14.8.1 Datenkonvertierung durch den OutputStreamWriter
Pfeil 14.8.2 Automatische Konvertierungen mit dem InputStreamReader
Pfeil 14.9 Kommunikation zwischen Threads mit Pipes
Pfeil 14.9.1 PipedOutputStream und PipedInputStream
Pfeil 14.9.2 PipedWriter und PipedReader
Pfeil 14.10 Datenkompression
Pfeil 14.10.1 Java-Unterstützung beim Komprimieren
Pfeil 14.10.2 Datenströme komprimieren
Pfeil 14.10.3 Zip-Archive
Pfeil 14.10.4 Jar-Archive
Pfeil 14.11 Prüfsummen
Pfeil 14.11.1 Die Schnittstelle Checksum
Pfeil 14.11.2 Die Klasse CRC32
Pfeil 14.11.3 Die Adler32-Klasse
Pfeil 14.12 Persistente Objekte und Serialisierung
Pfeil 14.12.1 Objekte mit der Standard-Serialisierung speichern und lesen
Pfeil 14.12.2 Zwei einfache Anwendungen der Serialisierung
Pfeil 14.12.3 Die Schnittstelle Serializable
Pfeil 14.12.4 Nicht serialisierbare Attribute aussparen
Pfeil 14.12.5 Das Abspeichern selbst in die Hand nehmen
Pfeil 14.12.6 Tiefe Objektkopien
Pfeil 14.12.7 Versionenverwaltung und die SUID
Pfeil 14.12.8 Wie die ArrayList serialisiert
Pfeil 14.12.9 Probleme mit der Serialisierung
Pfeil 14.12.10 Serialisieren in XML-Dateien
Pfeil 14.12.11 JavaBeans Persistence
Pfeil 14.12.12 XStream
Pfeil 14.13 Tokenizer
Pfeil 14.13.1 StreamTokenizer
Pfeil 14.13.2 CSV-Dateien verarbeiten
Pfeil 14.14 Zum Weiterlesen


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14.11 Prüfsummen Zur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Damit Fehler bei Dateien oder bei Übertragungen von Daten auffallen, werden vor der Übertragung Prüfsummen (engl. checksum) gebildet und mit dem Paket versendet. Der Empfänger berechnet diese Prüfsumme neu und vergleicht sie mit dem übertragenen Wert. Stimmt der berechnete Wert mit dem übertragenen überein, so war die Übertragung höchstwahrscheinlich in Ordnung. Es sollte ziemlich unwahrscheinlich sein, dass eine Änderung einzelner Bits nicht auffällt. Prüfsummen erkennen auch beschädigte Archive. Pro Datei wird eine Prüfsumme berechnet. Soll die Datei entpackt werden, so errechnen wir wieder die Summe. Ist diese fehlerhaft, muss auch die Datei fehlerhaft sein. (Wir wollen hier ausschließen, dass zufälligerweise die Prüfsumme fehlerhaft ist, was natürlich ebenfalls der Fall sein kann.)


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14.11.1 Die Schnittstelle Checksum Zur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Wir finden Zugang zur Prüfsummenberechnung über die Schnittstelle java.util. zip.Checksum, die für ganz allgemeine Prüfsummen steht. Eine Prüfsumme wird entweder für ein Feld oder ein Byte berechnet. Checksum liefert die Schnittstelle zum Initialisieren und Auslesen von Prüfsummen, die die konkreten Prüfsummen-Klassen implementieren müssen.


interface java.util.zip.Checksum

  • long getValue()
    Liefert die aktuelle Prüfsumme.
  • void reset()
    Setzt die aktuelle Prüfsumme auf einen Anfangswert.
  • void update( int b )
    Aktualisiert die aktuelle Prüfsumme mit b.
  • void update( byte[] b, int off, int len )
    Aktualisiert die aktuelle Prüfsumme mit dem Feld.

Die Standardbibliothek bietet bisher zwei Klassen für die Prüfsummenberechnung als Implementierungen von Checksum:

  • java.util.zip.CRC32. CRC-32 basiert auf einer zyklischen Redundanzprüfung und testet etwa Zip-Archive oder PNG-Grafiken.
  • java.util.zip.Adler32. Die Berechnung von CRC-32-Prüfsummen kostet – obwohl in C programmiert – viel Zeit. Eine Adler32-Prüfsumme kann wesentlich schneller berechnet werden und bietet ebenso eine geringe Wahrscheinlichkeit, dass Fehler unentdeckt bleiben.

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14.11.2 Die Klasse CRC32 Zur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Oft sind Polynome die Basis der Prüfsummenberechnung. Eine häufig für Dateien verwendete Prüfsumme ist CRC-32, und das bildende Polynom lautet:

x32 + x26 + x23 + x22 + x16 + x12 + x11 + x10 + x8 + x7 + x5 + x4 + x2 + x + 1

Nun lässt sich zu einer 32-Bit-Zahl eine Prüfsumme berechnen, die genau für diese vier Bytes steht. Damit bekommen wir aber noch keinen ganzen Block kodiert. Um das zu erreichen, berechnen wir den Wert eines Zeichens und Xor-verknüpfen den alten CRC-Wert mit dem neuen. Jetzt lassen sich beliebig Blöcke sichern. Die Berechnung ist insgesamt sehr zeitaufwändig, und Adler-32 stellt eine schnellere Alternative dar.


Beispiel Die Klasse CRC32 berechnet eine Prüfsumme entweder für ein Byte oder für ein Feld. In aller Kürze sieht ein Programm zur Berechnung von Prüfsummen für Dateien dann folgendermaßen aus (in ist ein InputStream-Objekt):

CRC32 crc = new CRC32(); 
byte[] ba = new byte[ (int)in.available() ]; 
in.read( ba ); 
crc.update( ba ); 
in.close();

CRC32 implementiert nicht nur alle Methoden, sondern fügt noch zwei Methoden und natürlich einen Konstruktor hinzu.


class java.util.zip.CRC32 
implements Checksum

  • CRC32()
    Erzeugt ein neues CRC32-Objekt mit der Start-Prüfsumme 0.
  • long getValue()
    Liefert den CRC32-Wert.
  • void reset()
    Setzt die interne Prüfsumme auf 0.
  • void update( byte[] b )
    Aktualisiert die Prüfsumme mit dem Feld durch Aufruf von update(b, 0, b.length).
  • void update( int b )
    Implementiert update() aus Checksum für ein Byte. Nativ implementiert.
  • void update( byte[] b, int off, int len )
    Implementiert update() aus Checksum für ein Feld. Nativ implementiert.

CRC eines Datenstroms berechnen

Eine Möglichkeit, die CRC32 eines Datenstroms zu berechnen, bestünde darin, einen Datenstrom entgegenzunehmen und anschließend so lange Byte-Folgen auszulesen, bis avail-able() null liefert. An diesem Punkt lässt sich mit update() jeweils die Prüfsumme korrigieren. Bei großen Dateien ist es sicherlich angebracht, Blöcke einzulesen, die crc.update (byte[]) verarbeitet. Für diese Aufgabe verfügt die Java-Bibliothek über zwei Filter-Klassen: CheckedInputStream und CheckedOutputStream. Beide sind Filter, die existierende andere Streams ummanteln und gleichzeitig die Berechnung erledigen.

Listing 14.36 com/tutego/insel/io/CRC32Demo.java, main()

InputStream in = CRC32Demo.class.getResourceAsStream( "/lyrics.txt" ); 
try 
{ 
  CRC32 crc = new CRC32(); 
  InputStream cis = new CheckedInputStream( in, crc ); 
 
  while ( cis.read() != –1 ) { /* To the end. */ } 
 
  System.out.printf( "%X", crc.getValue() );          // F9A39CFC 
} 
catch ( IOException e ) { 
  e.printStackTrace(); 
} 
finally { 
  try { in.close(); } catch ( Exception e ) { } 
}

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14.11.3 Die Adler32-Klasse topZur vorigen Überschrift

Der Algorithmus Adler-32 ist nach seinem Programmierer Mark Adler benannt und im RFC 1950 beschrieben. Die Adler-32-Prüfsumme gilt für 32-Bit-Zahlen und setzt sich aus zwei Summen für ein Byte zusammen. s1 ist die Summe aller Bytes und s2 die Summe aller s1. Beide Werte werden Modulo 65521 genommen. Am Anfang ist s1 = 1 und s2 = 0. Die Prüfsumme speichert den Wert als s2 * 65536 + s1 in der MSB-Reihenfolge (Most significant Byte first, Netzwerkreihenfolge).


class java.util.zip.Adler32 
implements Checksum

  • Adler32()
    Erzeugt ein neues Adler32-Objekt mit der Start-Prüfsumme 1.
  • long getValue()
    Liefert den Adler32-Wert.
  • void reset()
    Setzt die interne Prüfsumme auf 1.

Aus der Schnittstelle Checksum implementiert Adler32 natürlich auch die update()-Methoden.



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