Giáo trình Java cơ bản (Phần 2)

159 trang hapham 60

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Java cơ bản (Phần 2)", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

giao_trinh_java_co_ban_phan_2.pdf

Nội dung text: Giáo trình Java cơ bản (Phần 2)

System.out.print("\n"); } } Chương 3: HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG TRONG JAVA 3.1.Mở đầu Thông qua chuyên đề lập trình hướng đối tượng (OOP) chúng ta đã biết OOP là một trong những tiếp cận mạnh mẽ, và 47
rất hiệu quả để xây dựng nên những chương trình ứng dụng trên máy tính. Từ khi ra đời cho đến nay lập trình OOP đã chứng tỏ được sức mạnh, vai trò của nó trong các đề án tin học. Chương này sẽ giúp bạn đọc tìm hiểu về các kiểu dữ liệu dẫn xuất đó là lớp (class) và giao tiếp (interface), cũng như các vấn đề cơ bản về lập trình hướng đối tượng trong java thông qua việc tạo lập các lớp, các đối tượng và các tính chất của chúng. 3.2.Lớp (Class) 3.2.1.Khái niệm Chúng ta có thể xem lớp như một khuôn mẫu (template) của đối tượng (Object). Trong đó bao gồm dữ liệu của đối tượng (fields hay properties) và các phương thức(methods) tác động lên thành phần dữ liệu đó gọi là các phương thức của lớp. Các đối tượng được xây dựng bởi các lớp nên được gọi là các thể hiện của lớp (class instance). 3.2.2.Khai báo/định nghĩa lớp class { ; ; constructor method_1 method_2 } class: là từ khóa của java ClassName: là tên chúng ta đặt cho lớp field_1, field_2: các thuộc tính, các biến, hay các thành phần dữ liệu của lớp. constructor: là sự xây dựng, khởi tạo đối tượng lớp. method_1, method_2: là các phương thức/hàm thể hiện các thao tác xử lý, tác động lên các thành phần dữ liệu của lớp. 48
3.2.3.Tạo đối tượng của lớp ClassName objectName = new ClassName(); 3.2.4.Thuộc tính của lớp Vùng dữ liệu (fields) hay thuộc tính (properties) của lớp được khai báo bên trong lớp như sau: class { // khai báo những thuộc tính của lớp field1; // } Để xác định quyền truy xuất của các đối tượng khác đối với vùng dữ liệu của lớp người ta thường dùng 3 tiền tố sau: · public: có thể truy xuất từ tất cả các đối tượng khác · private: một lớp không thể truy xuất vùng private của 1 lớp khác. · protected: vùng protected của 1 lớp chỉ cho phép bản thân lớp đó và những lớp dẫn xuất từ lớp đó truy cập đến. Ví dụ: public class xemay { public String nhasx; public String model; private float chiphisx; protected int thoigiansx; // so luong so cua xe may: 3, 4 so protected int so; // sobanhxe là biến tĩnh có giá trị là 2 trong tất cả // các thể hiện tạo ra từ lớp xemay 49
public static int sobanhxe = 2; } Thuộc tính “nhasx”, “model”có thể được truy cập đến từ tất cả các đối tượng khác. Thuộc tính “chiphisx” chỉ có thể truy cập được từ các đối tượng có kiểu “xemay” Thuộc tính “thoigiansx”, so có thể truy cập được từ các đối tượng có kiểu “xemay” và các đối tượng của các lớp con dẫn xuất từ lớp “xemay” Lưu ý: Thông thường để an toàn cho vùng dữ liệu của các đối tượng người ta tránh dùng tiền tố public, mà thường chọn tiền tố private để ngăn cản quyền truy cập đến vùng dữ liệu của một lớp từ các phương thức bên ngoài lớp đó. 3.2.5.Hàm - Phương thức lớp (Method) Hàm hay phương thức (method) trong Java là khối lệnh thực hiện các chức năng, các hành vi xử lý của lớp lên vùng dữ liệu. Khai báo phương thức: ( ) { ; } Để xác định quyền truy xuất của các đối tượng khác đối với các phương thức của lớp người ta thường dùng các tiền tố sau: · public: phương thức có thể truy cập được từ bên ngoài lớp khai báo. · protected: có thể truy cập được từ lớp khai báo và những lớp dẫn xuất từ nó. · private: chỉ được truy cập bên trong bản thân lớp khai báo. 50
· static: phương thức lớp dùng chung cho tất cả các thể hiện của lớp, có nghĩa là phương thức đó có thể được thực hiện kể cả khi không có đối tượng của lớp chứa phương thức đó. · final: phương thức có tiền tố này không được khai báo chồng ớ các lớp dẫn xuất. · abstract: phương thức không cần cài đặt (không có phần source code), sẽ được hiện thực trong các lớp dẫn xuất từ lớp này. · synchoronized: dùng để ngăn các tác động của các đối tượng khác lên đối tượng đang xét trong khi đang đồng bộ hóa. Dùng trong lập trình miltithreads. : có thể là kiểu void, kiểu cơ sở hay một lớp. : đặt theo qui ước giống tên biến. : có thể rỗng Lưu ý: Thông thường trong một lớp các phương thức nên được khai báo dùng từ khóa public, khác với vùng dữ liệu thường là dùng tiền tố private vì mục đích an toàn. Những biến nằm trong một phương thức của lớp là các biến cục bộ (local) và nên được khởia tạo sau khi khai báo. Ví dụ: public class xemay { public String nhasx; public String model; private float chiphisx; protected int thoigiansx; // so luong so cua xe may: 3, 4 so protected int so; 51
// là biến tĩnh có giá trị là 2 trong tất cả // các thể hiện tạo ra từ lớp xemay public static int sobanhxe = 2; public float tinhgiaban() { return 1.5 * chiphisx; } } 3.2.6.Khởi tạo một đối tượng (Constructor) Contructor thật ra là một loại phương thức đặc biệt của lớp. Constructor dùng gọi tự động khi khởi tạo một thể hiện của lớp, có thể dùng để khởi gán những giá trị măc định. Các constructor không có giá trị trả về, và có thể có tham số hoặc không có tham số. Constructor phải có cùng tên với lớp và được gọi đến dùng từ khóa new. Nếu một lớp không có constructor thì java sẽ cung cấp cho lớp một constructor mặc định (default constructor). Những thuộc tính, biến của lớp sẽ được khởi tạo bởi các giá trị mặc định (số: thường là giá trị 0, kiểu luận lý là giá trị false, kiểu đối tượng giá trị null, ) Lưu ý: thông thường để an toàn, dễ kiểm soát và làm chủ mã nguồn chương trình chúng ta nên khai báo một constructor cho lớp. Ví dụ: public class xemay { // public xemay() 52
{} public xemay(String s_nhasx, String s_model, f_chiphisx, int i_thoigiansx, int i_so); { nhasx = s_nhasx; model = s_model; chiphisx = f_chiphisx; thoigiansx = i_thoigiansx; so = i_so; // hoặc // this.nhasx = s_nhasx; // this.model = s_model; // this.chiphisx = f_chiphisx; // this.thoigiansx = i_thoigiansx; // this.so = i_so; } } 3.2.7.Biến this Biến this là một biến ẩn tồn tại trong tất cả các lớp trong ngông ngữ java. Một class trong Java luôn tồn tại một biến this, biến this được sử dụng trong khi chạy và tham khảo đến bản thân lớp chứa nó. Ví dụ: class A { int ; String ; // Contructor của lớp A public A(int par_1, String par_2) { 53
this.field_1 = par_1; this.field_2 = par_2; } () { // } () { this.method_1() // } } 3.2.8.Khai báo chồng phương thức (overloading method) Việc khai báo trong một lớp nhiều phương thức có cùng tên nhưng khác tham số (khác kiểu dữ liệu, khác số lượng tham số) gọi là khai báo chồng phương thức (overloading method). Ví dụ: public class xemay { // khai báo fields public float tinhgiaban() { return 2 * chiphisx; } public float tinhgiaban(float huehong) { return (2 * chiphisx + huehong); } } 3.3.Đặc điểm hướng đối tượng trong java Hỗ trợ những nguyên tắc cơ bản của lập trình hướng đối tượng, tất cả các ngôn ngữ lập trình kể cả java đều có ba đặc 54
điểm chung: tính đóng gói (encapsulation), tính đa hình (polymorphism), và tính kế thừa (inheritance). 3.3.1.Đóng gói (encapsulation) Cơ chế đóng gói trong lập trình hướng đối tượng giúp cho các đối tượng dấu đi một phần các chi tiết cài đặt, cũng như phần dữ liệu cục bộ của nó, và chỉ công bố ra ngoài những gì cần công bố để trao đổi với các đối tượng khác. Hay chúng ta có thể nói đối tượng là một thành tố hỗ trợ tính đóng gói. Đơn vị đóng gói cơ bản của ngôn ngữ java là class. Một class định nghĩa hình thức của một đối tượng. Một class định rõ những thành phần dữ liệu và các đoạn mã cài đặt các thao tác xử lý trên các đối tượng dữ liệu đó. Java dùng class để xây dựng những đối tượng. Những đối tượng là những thể hiện (instances) của một class. Một lớp bao gồm thành phần dữ liệu và thành phần xử lý. Thành phần dữ liệu của một lớp thường bao gồm các biến thành viên và các biến thể hiện của lớp. Thành phần xử lý là các thao tác trên các thành phần dữ liệu, thường trong java người gọi là phương thức. Phương thức là một thuật ngữ hướng đối tượng trong java, trong C/C++ người ta thường dùng thuật ngữ là hàm. 3.3.2.Tính đa hình (polymorphism): Tính đa hình cho phép cài đặt các lớp dẫn xuất khác nhau từ một lớp nguồn. Một đối tượng có thể có nhiều kiểu khác nhau gọi là tính đa hình. Ví dụ: class A_Object { // void method_1() { // 55
} } class B_Object extends A_Object { // void method_1() { // } } class C { public static void main(String[] args) { // Tạo một mảng 2 phần tử kiểu A A_Object arr_Object = new A_Object[2]; B_Object var_1 = new B_Object(); // Phần tử đầu tiên của mảng arr_Object[0] tham // chiếu đến 1 đối tượng kiểu B_Object dẫn xuất // từ A_Object arr_Object[0] = var_1; A_Object var_2; for (int i=0; i<2; i++) { var_2 = arr_Object[i]; var_2.method_1(); } } } Vòng lặp for trong đoạn chương trình trên: 56
- Với i = 0 thì biến var_2 có kiểu là B_Object, và lệnh var_2.method_1() sẽ gọi thực hiện phương thức method_1 của lớp B_Object. - Với i = 1 thì biến var_2 có kiểu là A_Object, và lệnh var_2.method_1() sẽ gọi thực hiện phương thức method_1 của lớp A_Object. Trong ví dụ trên đối tượng var_2 có thể nhận kiểu A_Object hay B_Object. Hay nói các khác, một biến đối tượng kiểu A_Object như var_2 trong ví dụ trên có thể tham chiếu đến bất kỳ đối tượng nào của bất kỳ lớp con nào của lớp A_Object (ví dụ var_2 có thể tham chiếu đến đối tượng var_1, var_1 là đối tượng của lớp B_Object dẫn xuất từ lớp A_Object). Ngược lại một biến của lớp con không thể tham chiếu đến bất kỳ đối tượng nào của lớp cha. 3.3.3.Tính kế thừa (inheritance) Một lớp con (subclass) có thể kế thừa tất cả những vùng dữ liệu và phương thức của một lớp khác (siêu lớp - superclass). Như vậy việc tạo một lớp mới từ một lớp đã biết sao cho các thành phần (fields và methods) của lớp cũ cũng sẽ thành các thành phần (fields và methods) của lớp mới. Khi đó ta gọi lớp mới là lớp dẫn xuất (derived class) từ lớp cũ (superclass). Có thể lớp cũ cũng là lớp được dẫn xuất từ một lớp nào đấy, nhưng đối với lớp mới vừa tạo thì lớp cũ đó là một lớp siêu lớp trực tiếp (immediate supperclass). Dùng từ khóa extends để chỉ lớp dẫn xuất. class A extends B { // } 3.3.3.1 Khái báo phương thức chồng 57
Tính kế thừa giúp cho các lớp con nhận được các thuộc tính/phương thức public và protected của lớp cha. Đồng thời cũng có thể thay thế các phương thức của lớp cha bằng cách khai báo chồng. Chẳng hạn phương thức tinhgiaban() áp dụng trong lớp xega sẽ cho kết quả gấp 2.5 lần chi phí sản xuất thay vì gấp 2 chi phí sản xuất giống như trong lớp xemay. Ví dụ: public class xega extends xemay { public xega() { } public xega(String s_nhasx, String s_model, f_chiphisx, int i_thoigiansx); { this.nhasx = s_nhasx; this.model = s_model; this.chiphisx = f_chiphisx; this.thoigiansx = i_thoigiansx; this.so = 0; } public float tinhgiaban() { return 2.5 * chiphisx; } } Java cung cấp 3 tiền tố/từ khóa để hỗ trợ tính kế thừa của lớp: · public: lớp có thể truy cập từ các gói, chương trình khác. · final: Lớp hằng, lớp không thể tạo dẫn xuất (không thể có con), hay đôi khi người ta gọi là lớp “vô sinh”. 58
· abstract: Lớp trừu tượng (không có khai báo các thành phần và các phương thức trong lớp trừu tượng). Lớp dẫn xuất sẽ khai báo, cài đặt cụ thể các thuộc tính, phương thức của lớp trừu tượng. 3.3.3.2 Lớp nội Lớp nội là lớp được khai báo bên trong 1 lớp khác. Lớp nội thể hiện tính đóng gói cao và có thể truy xuất trực tiếp biến của lớp cha. Ví dụ: public class A { // int static class B { // int public B(int par_1) { field_2 = par_1 + field_1; } } } Trong ví dụ trên thì chương trình dịch sẽ tạo ra hai lớp với hai files khác nhau: A.class và B.class 3.3.3.3 Lớp vô sinh Lớp không thể có lớp dẫn xuất từ nó (không có lớp con) gọi là lớp “vô sinh”, hay nói cách khác không thể kế thừa được từ một lớp “vô sinh”. Lớp “vô sinh” dùng để hạn chế, ngăn ngừa các lớp khác dẫn xuất từ nó. 59
Để khai báo một lớp là lớp “vô sinh”, chúng ta dùng từ khóa final class. Tất cả các phương thức của lớp vô sinh đều vô sinh, nhưng các thuộc tính của lớp vô sinh thì có thể không vô sinh. Ví dụ: public final class A { public final int x; private int y; public final void method_1() { // } public final void method_2() { // } } 3.3.3.4 Lớp trừu tượng Lớp trừu tượng là lớp không có khai báo các thuộc tính thành phần và các phương thức. Các lớp dẫn xuất của nó sẽ khai báo thuộc tính, cài đặt cụ thể các phương thức của lớp trừu tượng. Ví dụ: abstract class A { abstract void method_1(); 60
} public class B extends A { public void method_1() { // cài đặt chi tiết cho phương thức method_1 // trong lớp con B. // } } public class C extends A { public void method_1() { // cài đặt chi tiết cho phương thức method_1 // trong lớp con C. // } } Lưu ý: Các phương thức được khai báo dùng các tiền tố private và static thì không được khai báo là trừu tượng abstract. Tiền tố private thì không thể truy xuất từ các lớp dẫn xuất, còn tiền tố static thì chỉ dùng riêng cho lớp khai báo mà thôi. 3.3.3.5 Phương thức finalize() Trong java không có kiểu dữ liệu con trỏ như trong C, người lập trình không cần phải quá bận tâm về việc cấp phát và giải phóng vùng nhớ, sẽ có một trình dọn dẹp hệ thống đảm trách việc này. Trình dọn dẹp hệ thống sẽ dọn dẹp vùng nhớ cấp phát cho các đối tượng trước khi hủy một đối tượng. Phương thức finalize() là một phương thức đặc biệt được cài đặt sẵn cho các lớp. Trình dọn dẹp hệ thống sẽ gọi phương thức này trước khi hủy một đối tượng. Vì vậy việc cài đặt một số 61
thao tác giải phóng, dọn dẹp vùng nhớ đã cấp phát cho các đối tượng dữ liệu trong phương thức finalize() sẽ giúp cho người lập trình chủ động kiểm soát tốt quá trình hủy đối tượng thay vị giao cho trình dọn dẹp hệ thống tự động. Đồng thời việc cài đặt trong phương thức finalize() sẽ giúp cho bộ nhớ được giải phóng tốt hơn, góp phần cải tiến tốc độ chương trình. Ví dụ: class A { // Khai báo các thuộc tính public void method_1() { // } protected void finalize() { // Có thể dùng để đóng tất cả các kết nối // vào cơ sở dữ liệu trước khi hủy đối tượng. // } } 3.4.Gói (packages) Việc đóng gói các lớp lại tạo thành một thư viện dùng chung gọi là package. Một package có thể chứa một hay nhiều lớp bên trong, đồng thời cũng có thể chứa một package khác bên trong. 62
Để khai báo một lớp thuộc một gói nào đấy ta phải dùng từ khóa package. Dòng khai báo gói phải là dòng đầu tiên trong tập tin khai báo lớp. Các tập tin khai báo lớp trong cùng một gói phải được lưu trong cùng một thư mục. Lưu ý: Việc khai báo import tất cả các lớp trong gói sẽ làm tốn bộ nhớ. Thông thường chúng ta chỉ nên import những lớp cần dùng trong chương trình. Ví dụ: package phuongtiengiaothong; class xemay { // . } class xega extends xemay { // } Khi đó muốn sử dụng lớp xemay vào chương trình ta sẽ khai báo như sau: import phuongtiengiaothong.xemay; 3.5.Giao diện (interface) 3.5.1.Khái niệm interface: Như chúng ta đã biết một lớp trong java chỉ có một siêu lớp trực tiếp hay một cha duy nhất (đơn thừa kế). Để tránh đi tính phức tạp của đa thừa kế (multi-inheritance) trong lập trình hướng đối tượng, Java thay thế bằng giao tiếp (interface). Một lớp có thể có nhiều giao tiếp (interface) với các lớp khác để 63
thừa hưởng thêm vùng dữ liệu và phương thức của các giao tiếp này. 3.5.2.Khai báo interface: Interface được khai báo như một lớp. Nhưng các thuộc tính của interface là các hằng (khai báo dùng từ khóa final) và các phương thức của giao tiếp là trừu tượng (mặc dù không có từ khóa abstract). Trong các lớp có cài đặt các interface ta phải tiến hành cài đặt cụ thể các phương thức này. Ví dụ: public interface sanpham { static final String nhasx = “Honda VN”; static final String dienthoai = “08-8123456”; public int gia(String s_model); } // khai báo 1 lớp có cài đặt interface public class xemay implements sanpham { // cài đặt lại phương thức của giao diện trong lớp public int gia(String s_model) { if (s_model.equals(“2005”)) return (2000); else return (1500); } public String chobietnhasx() { return (nhasx); } } 64
Có một vấn đề khác với lớp là một giao diện (interface) không chỉ có một giao diện cha trực tiếp mà có thể dẫn xuất cùng lúc nhiều giao diện khác (hay có nhiều giao diện cha). Khi đó nó sẽ kế thừa tất cả các giá trị hằng và các phương thức của các giao diện cha. Các giao diện cha được liệt kê thành chuỗi và cách nhau bởi dấu phẩy “,”. Khai báo như sau: public interface InterfaceName extends interface1, interface2, interface3 { // } 3.5.3.Ví dụ minh họa Ví dụ 1: Minh họa tính đa hình (polymorphism) trong phân cấp kế thừa thông qua việc mô tả và xử lý một số thao tác cơ bản trên các đối tượng hình học. // Định nghĩa lớp trừu tượng cơ sở tên Shape trong // tập tin Shape.java public abstract class Shape extends Object { // trả về diện tích của một đối tượng hình học shape public double area() { return 0.0; } // trả về thể tích của một đối tượng hình học shape public double volume() { return 0.0; } 65
// Phương thức trừu tượng cần phải được hiện thực // trong những lớp con để trả về tên đối tượng // hình học shape thích hợp public abstract String getName(); } // end class Shape // Định nghĩa lớp Point trong tập tin Point.java public class Point extends Shape { protected int x, y; // Tọa độ x, y của 1 điểm // constructor không tham số. public Point() { setPoint( 0, 0 ); } // constructor có tham số. public Point(int xCoordinate, int yCoordinate) { setPoint( xCoordinate, yCoordinate ); } // gán tọa độ x, y cho 1 điểm public void setPoint( int xCoordinate, int yCoordinate ) { x = xCoordinate; y = yCoordinate; } // lấy tọa độ x của 1 điểm public int getX() { return x; } 66
// lấy tọa độ y của 1 điểm public int getY() { return y; } // Thể hiện tọa độ của 1 điểm dưới dạng chuỗi public String toString() { return "[" + x + ", " + y + "]"; } // trả về tên của đối tượng shape public String getName() { return "Point"; } } // end class Point Định nghĩa một lớp cha Shape là một lớp trừu tượng dẫn xuất từ Object và có 3 phương thức khai báo dùng tiền tố public. Phương thức getName() khai báo trừu tượng vì vậy nó phải được hiện thực trong các lớp con. Phương thức area() (tính diện tích) và phương thức volume() (tính thể tích) được định nghĩa và trả về 0.0. Những phương thức này sẽ được khai báo chồng trong các lớp con để thực hiện chức năng tính diện tích cũng như thể tích phù hợp với những đối tượng hình học tương ứng (đường tròn, hình trụ, ) Lớp Point: dẫn xuất từ lớp Shape. Một điểm thì có diện tích và thể tích là 0.0, vì vậy những phương thức area() và volume() của lớp cha không cần khai báo chồng trong lớp Point, chúng được thừa kế như đã định nghĩa trong lớp trừu tượng Shape. Những phương thức khác như setPoint( ) để 67
gán tọa độ x, y cho một điểm, còn phương thức getX(), getY() trả về tọa độ x, y của một điểm. Phương thức getName() là hiện thực cho phương thức trừu tượng trong lớp cha, nếu như phương thức getName() mà không được định nghĩa thì lớp Point là một lớp trừu tượng. // Định nghĩa lớp Circle trong tập tin Circle.java public class Circle extends Point { // Dẫn xuất từ lớpPoint protected double radius; // constructor không tham số public Circle() { // ngầm gọi đến constructor của lớp cha setRadius( 0 ); } // constructor có tham số public Circle( double circleRadius, int xCoordinate, int yCoordinate ) { // gọi constructorcủa lớp cha super( xCoordinate, yCoordinate ); setRadius( circleRadius ); } // Gán bán kính của đường tròn public void setRadius( double circleRadius ) { radius = ( circleRadius >= 0 ? circleRadius:0 ); } // Lấy bán kính của đường tròn 68
public double getRadius() { return radius; } // Tính diện tích đường tròn Circle public double area() { return Math.PI * radius * radius; } // Biểu diễn đường tròn bằng một chuỗi public String toString() { return "Center = " + super.toString() + "; Radius = " + radius; } // trả về tên của shape public String getName() { return "Circle"; } } // end class Circle Lớp Circle dẫn xuất từ lớp Point, một đường tròn có thể tích là 0.0, vì vậy phương thức volume() của lớp cha không khai báo chồng, nó sẽ thừa kế từ lớp Point, mà lớp Point thì thừa kế từ lớp Shape. Diện tích đường tròn khác với một điểm, vì vậy phương thức tính diện tích area() được khai báo chồng. Phương thức getName() hiện thực phương thức trừu tượng đã khai báo trong lớp cha, nếu phương thức getName() không khai báo trong lớp Circle thì nó sẽ kế thừa từ lớp Point. Phương thức setRadius dùng để gán một bán kính (radius) mới cho một 69
đối tượng đường tròn, còn phương thức getRadius trả về bán kính của một đối tượng đường tròn. // Định nghĩa lớp hình trụ Cylinder // trong tập tin Cylinder.java. public class Cylinder extends Circle { // chiều cao của Cylinder protected double height; // constructor không có tham số public Cylinder() { // ngầm gọi đến constructor của lớp cha setHeight( 0 ); } // constructor có tham số public Cylinder( double cylinderHeight, double cylinderRadius, int xCoordinate, int yCoordinate ) { // Gọi constructor của lớp cha super( cylinderRadius, xCoordinate, yCoordinate ); setHeight( cylinderHeight ); } // Gán chiều cao cho Cylinder public void setHeight( double cylinderHeight ) { height = ( cylinderHeight >= 0 ? cylinderHeight :0 ); } 70
// Lấy chiều cao của Cylinder public double getHeight() { return height; } // Tính diện tích xung quanh của Cylinder public double area() { return 2 * super.area() + 2 * Math.PI * radius * height; } // Tính thể tích của Cylinder public double volume() { return super.area() * height; } // Biểu diễn Cylinder bằng một chuỗi public String toString() { return super.toString() + "; Height = " + height; } // trả về tên của shape public String getName() { return "Cylinder"; } } // end class Cylinder 71
Lớp Cylinder dẫn xuất từ lớp Circle. Một Cylinder (hình trụ) có diện tích và thể tích khác với một Circle (hình tròn), vì vậy cả hai phương thức area() và volume() cần phải khai báo chồng. Phương thức getName() là hiện thực phương thức trừu tượng trong lớp cha, nếu phương thức getName() không khai báo trong lớp Cylinder thì nó sẽ kế thừa từ lớp Circle. Phương thức setHeight dùng để gán chiều cao mới cho một đối tượng hình trụ, còn phương thức getHeight trả về chiều cao của một đối tượng hình trụ. // Test.java // Kiểm tra tính kế thừa của Point, Circle, Cylinder với // lớp trừu tượng Shape. // Khai báo thư viện import java.text.DecimalFormat; public class Test { // Kiểm tra tính kế thừa của các đối tượng hình học public static void main( String args[] ) { // Tạo ra các đối tượng hìnhhọc Point point = new Point( 7, 11 ); Circle circle = new Circle( 3.5, 22, 8 ); Cylinder cylinder = new Cylinder( 10, 3.3, 10, 10 ); // Tạo một mảng các đối tượng hình học Shape arrayOfShapes[] = new Shape[ 3 ]; // arrayOfShapes[ 0 ] là một đối tượng Point arrayOfShapes[ 0 ] = point; // arrayOfShapes[ 1 ] là một đối tượng Circle arrayOfShapes[ 1 ] = circle; // arrayOfShapes[ 2 ] là một đối tượng cylinder arrayOfShapes[ 2 ] = cylinder; // Lấy tên và biểu diễn của mỗi đối tượng hình học 72
String output = point.getName() + ": " + point.toString() + "\n" + circle.getName() + ": " + circle.toString() + "\n" + cylinder.getName() + ": " + cylinder.toString(); DecimalFormat precision2 = new DecimalFormat( "0.00" ); // duyệt mảng arrayOfShapes lấy tên, diện tích, thể tích // của mỗi đối tượng hình học trong mảng. for ( int i = 0; i < arrayOfShapes.length; i++ ) { output += "\n\n" + arrayOfShapes[ i ].getName() + ": " + arrayOfShapes[ i].toString() + "\n Area = " + precision2.format( arrayOfShapes[ i ].area() ) + "\nVolume = " + precision2.format( arrayOfShapes[ i ].volume() ); } System.out.println(output); System.exit( 0 ); } } // end class Test Kết quả thực thi chương trình: 73
Ví dụ 2: Tương tự ví dụ 1 nhưng trong ví dụ 2 chúng ta dùng interface để định nghĩa cho Shape thay vì một lớp trừu tượng. Vì vậy tất cả các phương thức trong interface Shape phải được hiện thực trong lớp Point là lớp cài đặt trực tiếp interface Shape. // Định nghĩa một interface Shape trong tập tin shape.java public interface Shape { // Tính diện tích public abstract double area(); // Tính thể tích public abstract double volume(); // trả về tên của shape public abstract String getName(); } Lớp Point cài đặt/hiện thực interface tên shape. // Định nghĩa lớp Point trong tập tin Point.java public class Point extends Object implements Shape { protected int x, y; // Tọa độ x, y của 1 điểm // constructor không tham số. public Point() { setPoint( 0, 0 ); } // constructor có tham số. public Point(int xCoordinate, int yCoordinate) { setPoint( xCoordinate, yCoordinate ); 74
} // gán tọa độ x, y cho 1 điểm public void setPoint( int xCoordinate, int yCoordinate ) { x = xCoordinate; y = yCoordinate; } // lấy tọa độ x của 1 điểm public int getX() { return x; } // lấy tọa độ y của 1 điểm public int getY() { return y; } // Thể hiện tọa độ của 1 điểm dưới dạng chuỗi public String toString() { return "[" + x + ", " + y + "]"; } // Tính diện tích public double area() { return 0.0; } // Tính thể tích public double volume() 75
{ return 0.0; } // trả về tên của đối tượng shape public String getName() { return "Point"; } } // end class Point Lớp Circle là lớp con của lớp Point, và cài đặt/hiện thực gián tiếp interface tên shape. // Định nghĩa lớp Circle trong tập tin Circle.java public class Circle extends Point { // Dẫn xuất từ lớpPoint protected double radius; // constructor không tham số public Circle() { // ngầm gọi đến constructor của lớp cha setRadius( 0 ); } // constructor có tham số public Circle( double circleRadius, int xCoordinate, int yCoordinate ) { // gọi constructorcủa lớp cha super( xCoordinate, yCoordinate ); setRadius( circleRadius ); } 76
// Gán bán kính của đường tròn public void setRadius( double circleRadius ) { radius = ( circleRadius >= 0 ? circleRadius:0 ); } // Lấy bán kính của đường tròn public double getRadius() { return radius; } // Tính diện tích đường tròn Circle public double area() { return Math.PI * radius * radius; } // Biểu diễn đường tròn bằng một chuỗi public String toString() { return "Center = " + super.toString() + "; Radius = " + radius; } // trả về tên của shape public String getName() { return "Circle"; } } // end class Circle // Định nghĩa lớp hình trụ Cylinder // trong tập tin Cylinder.java. 77
public class Cylinder extends Circle { // chiều cao của Cylinder protected double height; // constructor không có tham số public Cylinder() { // ngầm gọi đến constructor của lớp cha setHeight( 0 ); } // constructor có tham số public Cylinder( double cylinderHeight, double cylinderRadius, int xCoordinate, int yCoordinate ) { // Gọi constructor của lớp cha super( cylinderRadius, xCoordinate, yCoordinate ); setHeight( cylinderHeight ); } // Gán chiều cao cho Cylinder public void setHeight( double cylinderHeight ) { height = ( cylinderHeight >= 0 ? cylinderHeight :0 ); } // Lấy chiều cao của Cylinder public double getHeight() { return height; 78
} // Tính diện tích xung quanh của Cylinder public double area() { return 2 * super.area() + 2 * Math.PI * radius * height; } // Tính thể tích của Cylinder public double volume() { return super.area() * height; } // Biểu diễn Cylinder bằng một chuỗi public String toString() { return super.toString() + "; Height = " + height; } // trả về tên của shape public String getName() { return "Cylinder"; } } // end class Cylinder // Test.java // Kiểm tra tính kế thừa của Point, Circle, Cylinder với // interface Shape. // Khai báo thư viện import java.text.DecimalFormat; 79
public class Test { // Kiểm tra tính kế thừa của các đối tượng hình học public static void main( String args[] ) { // Tạo ra các đối tượng hìnhhọc Point point = new Point( 7, 11 ); Circle circle = new Circle( 3.5, 22, 8 ); Cylinder cylinder = new Cylinder( 10, 3.3, 10, 10 ); // Tạo một mảng các đối tượng hình học Shape arrayOfShapes[] = new Shape[ 3 ]; // arrayOfShapes[ 0 ] là một đối tượng Point arrayOfShapes[ 0 ] = point; // arrayOfShapes[ 1 ] là một đối tượng Circle arrayOfShapes[ 1 ] = circle; // arrayOfShapes[ 2 ] là một đối tượng cylinder arrayOfShapes[ 2 ] = cylinder; // Lấy tên và biểu diễn của mỗi đối tượng hình học String output = point.getName() + ": " + point.toString() + "\n" + circle.getName() + ": " + circle.toString() + "\n" + cylinder.getName() + ": " + cylinder.toString(); DecimalFormat precision2 = new DecimalFormat( "0.00" ); // duyệt mảng arrayOfShapes lấy tên, diện tích, thể tích // của mỗi đối tượng hình học trong mảng. for ( int i = 0; i < arrayOfShapes.length; i++ ) { output += "\n\n" + arrayOfShapes[ i ].getName() + ": " + arrayOfShapes[ i].toString() + 80
"\n Area = " + precision2.format( arrayOfShapes[ i ].area() ) + "\nVolume = " + precision2.format( arrayOfShapes[ i ].volume() ); } System.out.println(output); System.exit( 0 ); } } // end class Test Kết quả thực thi chương trình: 81
Chương 4: THIẾT KẾ GIAO DIỆN NGƯỜI DÙNG 4.1.Mở đầu Chương này cung cấp cho sinh viên những kiến thức cơ bản để xây dựng giao diện (Graphic User Interface - GUI) của chương trình ứng dụng bằng ngôn ngữ java: - Những nguyên tắc thiết kế giao diện. - Những thư viện, gói xây dựng giao diện: gồm những lớp (class), những giao tiếp (interface) quản lý sự kiện và những thành phần (components) xây dựng nên giao diện người dùng. - Bộ quản lý trình bày (layout managers) - Xử lý sự kiện Trong khuôn khổ giáo trình lập trình java căn bản này chúng tôi trình bày việc thiết kế GUI dùng thư viện awt (abstract windows toolkit). Việc thiết kết GUI sẽ trực quan, uyển chuyển hơn khi chúng ta sử dụng thư viện JFC (Java Foundation Class) sẽ giới được giới thiệu trong chuyên đề java nâng cao. 82
4.2.Giới thiệu thư viện awt Thư viện awt là bộ thư viện dùng để xây dựng giao diện người dùng cho một chương trình ứng dụng có đầy đủ các thành phần cơ bản như: Label, Button, Checkbox, Radiobutton, Choice, List, Text Field, Text Area, Scrollbar, Menu, Frame Giống như các API của Windows, java cung cấp cho người lập trình thư viện awt. Nhưng khác với các hàm API, thư viện awt không phụ thuộc hệ điều hành. Thư viện awt là nền tảng, cơ sở giúp cho chúng ta tiếp cận với thư viện mở rộng JFC hiệu quả hơn. Cấu trúc cây phân cấp của tất cả những lớp trong thư viện awt chúng ta có thể xem chi tiết trong tài liệu kèm theo bộ công cụ j2se (phần API Specification) 4.3.Các khái niệm cơ bản 4.3.1.Component Component là một đối tượng có biểu diễn đồ họa được hiển thị trên màn hình mà người dùng có thể tương tác được. Chẳng 83
hạn như những nút nhấn (button), những checkbox, những scrollbar, Lớp Component là một lớp trừu tượng. java.lang.Object java.awt.Component 4.3.2.Container Container là đối tượng vật chứa hay những đối tượng có khả năng quản lý và nhóm các đối tượng khác lại. Những đối tượng con thuộc thành phần awt như: button, checkbox, radio button, scrollbar, list, chỉ sử dụng được khi ta đưa nó vào khung chứa (container). Một số đối tượng container trong Java: · Panel: Đối tượng khung chứa đơn giản nhất, dùng để nhóm các đối tượng, thành phần con lại. Một Panel có thể chứa bên trong một Panel khác. java.lang.Object + java.awt.Component + java.awt.Container + java.awt.Panel · Frame: khung chứa Frame là một cửa số window hẳn hoi ở mức trên cùng bao gồm một tiêu đều và một đường biên (border) như các ứng dụng windows thông thường khác. Khung chứa Frame thường được sử dụng để tạo ra cửa sổ chính của các ứng dụng. java.lang.Object + java.awt.Component + java.awt.Container + java.awt.Window + java.awt.Frame · Dialogs: đây là một cửa sổ dạng hộp hội thoại (cửa sổ dạng này còn được gọi là pop-up window), cửa sổ dạng này thường được dùng để đưa ra thông báo, hay dùng để lấy dữ liệu nhập từ ngoài vào thông qua các đối tượng, thành phần trên dialog như TextField chẳng hạn. Dialog 84
cũng là một cửa sổ nhưng không đầy đủ chức năng như đối tượng khung chứa Frame. java.lang.Object + java.awt.Component + java.awt.Container + java.awt.Window + java.awt.Dialog · ScrollPanes: là một khung chứa tương tự khung chứa Panel, nhưng có thêm 2 thanh trượt giúp ta tổ chức và xem được các đối tượng lớn choán nhiều chỗ trên màn hình như những hình ảnh hay văn bản nhiều dòng. java.lang.Object + java.awt.Component + java.awt.Container + java.awt.ScrollPane 4.3.3.Layout Manager Khung chứa container nhận các đối tượng từ bên ngoài đưa vào và nó phải biết làm thế nào để tổ chức sắp xếp “chỗ ở” cho các đối tượng đó. Mỗi đối tượng khung chứa đều có một bộ quản lý chịu trách nhiệm thực hiện công việc đấy đó là bộ quản lý trình bày (Layout Manager). Các bộ quản lý trình bày mà thư viện AWT cung cấp cho ta bao gồm: · FlowLayout: Sắp xếp các đối tượng từ trái qua phải và từ trên xuống dưới. Các đối tượng đều giữ nguyên kích thước của mình. · BorderLayout: Các đối tượng được đặt theo các đường viền của khung chứa theo các cạnh West, East, South, North và Center tức Đông, Tây, Nam, Bắc và Trung tâm hay Trái, Phải, Trên, Dưới và Giữa tùy theo cách nhìn của chúng ta. · GridLayout: Tạo một khung lưới vô hình với các ô bằng nhau. Các đối tượng sẽ đặt vừa kích thước với 85
từng ô đó. Thứ tự sắp xếp cũng từ trái qua phải và từ trên xuống dưới. · GridBagLayout: Tương tự như GridLayout, các đối tượng khung chứa cũng được đưa vào một lưới vô hình. Tuy nhiên kích thước các đối tượng không nhất thiết phải vừa với 1 ô mà có thể là 2, 3 ô hay nhiều hơn tùy theo các ràng buộc mà ta chỉ định thông qua đối tượng GridBagConstraint. · Null Layout: Cách trình bày tự do. Đối với cách trình bày này người lập trình phải tự động làm tất cả từ việc định kích thước của các đối tượng, cũng như xác định vị trí của nó trên màn hình. Ta không phụ thuộc vào những ràng buộc đông, tây , nam, bắc gì cả. 4.4.Thiết kế GUI cho chương trình 4.4.1.Tạo khung chứa cửa sổ chương trình Thông thường để tạo cửa sổ chính cho chương trình ứng dụng ta tiến hành các bước: - Tạo đối tượng Frame - Xác định kích thước của Frame - Thể hiện Frame trên màn hình Ví dụ: import java.awt.*; class FrameDemo { public static void main(String args[]) { // Tạo đối tượng khung chứaFrame Frame fr = new Frame("My First Window") ; // Xác định kích thước, vị trí của Frame fr.setBounds(0, 0, 640, 480); // Hiển thị Frame 86
fr.setVisible(true); } } Kết quả thực thi chương trình: 4.4.2.Tạo hệ thống thực đơn Đối với thư viện awt, để xây dựng hệ thống thực đơn cho chương trình ứng dụng chúng ta có thể dùng các lớp MenuBar, Menu, MenuItem, MenuShortcut. MenuBar MenuItem Menu Ví dụ: Tạo hệ thống thực đơn cho chương trình Calculator import java.awt.*; import java.awt.event.*; class Calculator { public static void main(String[] args) { 87
createMenu(); } private static void createMenu() { // Tao Frame ung dung final Frame fr = new Frame(); fr.setLayout(new BorderLayout()); // Tao cac menu bar MenuBar menu = new MenuBar(); Menu menuFile = new Menu("Edit"); MenuItem copyItem = new MenuItem("Copy Ctrl+C"); MenuItem pasteItem = new MenuItem("Paste Ctrl+V"); menuFile.add(copyItem); menuFile.add(pasteItem); Menu menuHelp = new Menu("Help"); MenuItem hTopicItem = new MenuItem("Help Topics"); MenuItem hAboutItem = new MenuItem("About Calculator"); menuHelp.add(hTopicItem); menuHelp.addSeparator(); menuHelp.add(hAboutItem); menu.add(menuFile); menu.add(menuHelp); fr.setMenuBar(menu); fr.setBounds(100, 100, 300, 200); fr.setTitle("Calculator"); //fr.setResizable(false); fr.setVisible(true); // xử lý biến sự kiện đóng cửa số ứng dụng. fr.addWindowListener( 88
new WindowAdapter() { public void windowClosing(WindowEvent e) { System.exit(0); } }); } } Kết quả thực thi chương trình: 4.4.3.Gắn Component vào khung chứa Để gắn một thành phần, một đối tượng component vào một cửa số (khung chứa) chúng ta dùng phương thức add của đối tượng khung chứa container. Ví dụ: import java.awt.*; class AddDemo { public static void main(String args[]) { // Tạo đối tượng khung chứaFrame Frame fr = new Frame("AddDemo App"); // Tạo đối tượng Component 89
Button buttOk = new Button(“OK”); // Gắn đối tượng nút nhấn vào khung chứa fr.add(buttOk); // Xác định kích thước, vị trí của Frame fr.setSize(100, 100); // Hiển thị Frame fr.setVisible(true); } } Kết quả thực thi chương trình: 4.4.4.Trình bày các Component trong khung chứa Như chúng ta đã biết khung chứa container nhận các đối tượng từ bên ngoài đưa vào và nó phải biết làm thế nào để tổ chức sắp xếp “chỗ ở” cho các đối tượng đó. Mỗi đối tượng khung chứa đều có một bộ quản lý chịu trách nhiệm thực hiện công việc đấy đó là bộ quản lý trình bày (Layout Manager). Chúng ta sẽ tìm hiểu chi tiết về các kiểu trình bày của thư viện AWT. Interface LayoutManager định nghĩa giao tiếp cho những lớp biết được làm thế nào để trình bày những trong những containers 4.4.4.1 FlowLayout public class FlowLayout extends Object 90
implements LayoutManager, Serializable Đối với một container trình bày theo kiểu FlowLayout thì: · Các component gắn vào được sắp xếp theo thứ tự từ trái sang phải và từ trên xuống dưới. · Các component có kích thước như mong muốn. · Nếu chiều rộng của Container không đủ chỗ cho các component thì chúng tự động tạo ra một dòng mới. · FlowLayout thường được dùng để để sắp xếp các button trong 1 panel. · Chúng ta có thể điều chỉnh khoảng cách giữa các component. Ví dụ: import java.awt.*; import java.lang.Integer; class FlowLayoutDemo { public static void main(String args[]) { Frame fr = new Frame("FlowLayout Demo"); fr.setLayout(new FlowLayout()); fr.add(new Button("Red")); fr.add(new Button("Green")); fr.add(new Button("Blue")); List li = new List(); for (int i=0; i<5; i++) { li.add(Integer.toString(i)); } fr.add(li); fr.add(new Checkbox("Pick me", true)); fr.add(new Label("Enter your name:")); 91
fr.add(new TextField(20)); // phương thức pack() được gọi sẽ làm cho cửa sổ // hiện hành sẽ có kích thước vừa với kích thước // trình bày bố trí những thành phần con của nó. fr.pack(); fr.setVisible(true); } } Kết quả thực thi chương trình: 4.4.4.2 BorderLayout public class BorderLayout extends Object implements LayoutManager2, Serializable Đối với một container trình bày theo kiểu BorderLayout thì: · Bộ trình bày khung chứa được chia làm 4 vùng: NORTH, SOUTH, WEST, EAST và CENTER. (Đông, Tây, Nam, Bắc và trung tâm). Bộ trình bày loại này cho phép sắp xếp và thay đổi kích thước của những components chứa trong nó sao cho vứa với 5 vùng ĐÔNG, TÂY, NAM, BẮC, TRUNG TÂM. · Không cần phải gắn component vào cho tất cả các vùng. · Các component ở vùng NORTH và SOUTH có chiều cao tùy ý nhưng có chiều rộng đúng bằng chiều rộng vùng chứa. · Các component ở vùng EAST và WEST có chiều rộng tùy ý nhưng có chiều cao đúng bằng chiều cao vùng chứa. · Các component ở vùng CENTER có chiều cao và chiều rộng phụ thuộc vào các vùng xung quanh. 92
Ví dụ: import java.awt.*; class BorderLayoutDemo extends Frame { private Button north, south, east, west, center; public BorderLayoutDemo(String sTitle) { super(sTitle); north = new Button("North"); south = new Button("South"); east = new Button("East"); west = new Button("West"); center = new Button("Center"); this.add(north, BorderLayout.NORTH); this.add(south, BorderLayout.SOUTH); this.add(east, BorderLayout.EAST); this.add(west, BorderLayout.WEST); this.add(center, BorderLayout.CENTER); } public static void main(String args[]) { Frame fr = new BorderLayoutDemo ("BorderLayout Demo"); fr.pack(); fr.setVisible(true); } } Kết quả thực thi chương trình: 93
4.4.4.3 GridLayout public class GridLayout extends Object implements LayoutManager Đối với một container trình bày theo kiểu GridLayout thì: · Bộ trình bày tạo một khung lưới vô hình với các ô bằng nhau. · Các đối tượng sẽ đặt vừa kích thước với từng ô đó. Thứ tự sắp xếp từ trái qua phải và từ trên xuống dưới. Ví dụ: import java.awt.*; public class GridLayoutDemo { public static void main(String arg[]) { Frame f = new Frame("GridLayout Demo"); f.setLayout(new GridLayout(3,2)); f.add(new Button("Red")); f.add(new Button("Green")); f.add(new Button("Blue")); f.add(new Checkbox("Pick me", true)); f.add(new Label("Enter name here:")); 94
f.add(new TextField()); f.pack(); f.setVisible(true); } } Kết quả thực thi chương trình: 4.4.4.4 GridBagLayout public class GridBagLayout extends Object implements LayoutManager2 (public interface LayoutManager2 extends LayoutManager) Đối với một container trình bày theo kiểu GridBagLayout thì: · Các componets khi được đưa vào khung chứa sẽ được trình bày trên 1 khung lưới vô hình tương tự như GridLayout. Tuy nhiên khác với GridLayout kích thước các đối tượng không nhất thiết phải vừa với 1 ô trên khung lưới mà có thể là 2, 3 ô hay nhiều hơn tùy theo các ràng buộc mà ta chỉ định thông qua đối tượng GridBagConstraints. · Lớp GridBagConstraints dẫn xuất từ lớp Object. Lớp GridBagConstraints dùng để chỉ định ràng buộc cho những components trình bày trong khung chứa container theo kiểu GridBagLayout. o gridx, gridy: vị trí ô của khung lưới vô hình mà ta sẽ đưa đối tượng con vào 95
o gridwidth, gridheight: kích thước hay vùng trình bày cho đối tượng con. o Insets: là một biến đối tượng thuộc lớp Inset dùng để qui định khoảng cách biên phân cách theo 4 chiều (trên, dưới, trái, phải). o weightx, weighty: chỉ định khoảng cách lớn ra tương đối của các đối tượng con với nhau Ví dụ: import java.awt.*; public class GridBagLayoutDemo { public static void main(String arg[]) { Frame f = new Frame("GridBagLayout Demo"); // Thiet lap layout manager // Tao doi tuong rang buoc cho cach trinh bay // GridBagLayout. GridBagLayout layout = new GridBagLayout(); GridBagConstraints constraints = new GridBagConstraints(); f.setLayout(layout); // Tao ra 9 nut nhan String[] buttName = {"Mot", "Hai", "Ba", "Bon", "Nam", "Sau", "Bay", "Tam", "Chin"}; Button[] buttons = new Button[9]; for(int i=0;i<9;i++) { buttons[i] = new Button (buttName[i]); } // Rang buoc cac nut nhan cach nhau 2 pixel 96
constraints.insets = new Insets(2,2,2,2); // Qui dinh cac nut nhan se thay doi kich thuoc // theo ca 2 chieu constraints.fill = GridBagConstraints.BOTH; // Rang buoc cho nut nhan thu 1 constraints.gridx = 1; constraints.gridy = 1; constraints.gridheight = 2; constraints.gridwidth = 1; layout.setConstraints(buttons[0], constraints); // Rang buoc cho nut nhan thu 2 constraints.gridx = 2; constraints.gridy = 1; constraints.gridheight = 1; constraints.gridwidth = 2; layout.setConstraints(buttons[1], constraints); // Rang buoc cho nut nhan thu 3 constraints.gridx = 2; constraints.gridy = 2; constraints.gridheight = 1; constraints.gridwidth = 1; layout.setConstraints(buttons[2], constraints); // Rang buoc cho nut nhan thu 4 constraints.gridx = 1; constraints.gridy = 3; constraints.gridheight = 1; constraints.gridwidth = 2; layout.setConstraints(buttons[3], constraints); // Rang buoc cho nut nhan thu 5 97
constraints.gridx = 3; constraints.gridy = 2; constraints.gridheight = 2; constraints.gridwidth = 1; layout.setConstraints(buttons[4], constraints); // Rang buoc cho nut nhan thu 6 constraints.gridx = 4; constraints.gridy = 1; constraints.gridheight = 3; constraints.gridwidth = 1; layout.setConstraints(buttons[5], constraints); // Tu nut thu 7 tro di khong can rang buoc // thay vi doi kich thuoc constraints.fill = GridBagConstraints.NONE; // Rang buoc cho nut nhan thu 7 constraints.gridx = 1; constraints.gridy = 4; constraints.gridheight = 1; constraints.gridwidth = 1; constraints.weightx = 1.0; layout.setConstraints(buttons[6], constraints); // Rang buoc cho nut nhan thu 8 constraints.gridx = 2; constraints.gridy = 5; constraints.gridheight = 1; constraints.gridwidth = 1; constraints.weightx = 2.0; layout.setConstraints(buttons[7], constraints); // Rang buoc cho nut nhan thu 9 constraints.gridx = 3; 98
constraints.gridy = 6; constraints.gridheight = 1; constraints.gridwidth = 1; constraints.weightx = 3.0; layout.setConstraints(buttons[8], constraints); // Dua cac nut nhan khung chua chuong trinh for (int i=0;i<9;i++) f.add(buttons[i]); f.pack(); f.setVisible(true); } } Kết quả thực thi chương trình: 4.4.4.5 Null Layout Một khung chứa được trình bày theo kiểu Null Layout có nghĩa là người lập trình phải tự làm tất cả từ việc qui định kích thước của khung chứa, cũng như kích thước và vị trí của từng đối tượng component trong khung chứa. Để thiết lập cách trình bày là Null Layout cho một container ta chỉ việc gọi phương thức setLayout(null) với tham số là null. 99
Một số phương thức của lớp trừu tượng Component dùng để định vị và qui định kích thước của component khi đưa chúng vào khung chứa trình bày theo kiểu kiểu tự do: o Public void setLocation(Point p) o Public void setSize(Dimension p) o Public void setBounds(Rectangle r) Ví dụ: o MyButton.setSize(new Dimension(20, 10)); o MyButton.setLocation(new Point(10, 10)); o MyButton.setBounds(10, 10, 20, 10); import java.awt.*; class NullLayoutDemo { public static void main(String args[]) { Frame fr = new Frame("NullLayout Demo"); fr.setLayout(null); Button buttOk = new Button("OK"); buttOk.setBounds(100, 150, 50, 30); Button buttCancel = new Button("Cancel"); buttCancel.setBounds(200, 150, 50, 30); Checkbox checkBut = new Checkbox("Check box", true); checkBut.setBounds(100, 50, 100, 20); List li = new List(); for (int i=0; i<5; i++) { li.add(Integer.toString(i)); } li.setBounds(200, 50, 50, 50); fr.add(buttOk); fr.add(buttCancel); 100
fr.add(checkBut); fr.add(li); fr.setBounds(10, 10, 400, 200); fr.setVisible(true); } } Kết quả thực thi chương trình: 4.4.5.Các đối tượng khung chứa Container Như chúng ta đã biết container là đối tượng khung chứa có khả năng quản lý và chứa các đối tượng (components) khác trong nó. Các components chỉ có thể sử dụng được khi đưa nó vào 1 đối tượng khung chứa là container. Mỗi container thường gắn với một LayoutManager (FlowLayout, BorderLayout, GridLayout, GridBagLayout, Null Layout) qui định cách trình bày và bố trí các components trong một container. Các lọai container trong java: Frame, Panel, Dialog, ScrollPanes. 101
4.4.5.1 Khung chứa Frame java.lang.Object + java.awt.Component + java.awt.Container + java.awt.Window + java.awt.Frame Khung chứa Frame là một cửa số window hẳn hoi ở mức trên cùng bao gồm một tiêu đều và một đường biên (border) như các ứng dụng windows thông thường khác. Khung chứa Frame thường được sử dụng để tạo ra cửa sổ chính của các ứng dụng. Khung chứa Panel có bộ quản lý trình bày (LayoutManager) mặc định là FlowLayout. 4.4.5.2 Khung chứa Panel java.lang.Object + java.awt.Component + java.awt.Container + java.awt.Panel Khung chứa Panel có bộ quản lý trình bày (LayoutManager) mặc định là FlowLayout. Đối với khung chứa Panel thì các Panel có thể lồng vào nhau, vì vậy khung chứa Panel thường được dùng để bố trí các nhóm components bên trong một khung chứa khác. Ví dụ: import java.awt.*; public class PanelDemo extends Frame { private Button next, prev, first; private List li; public PanelDemo(String sTitle) { super(sTitle); next = new Button("Next >>"); prev = new Button("<< Prev"); 102
first = new Button("First"); Panel southPanel = new Panel(); southPanel.add(next); southPanel.add(prev); southPanel.add(first); // BorderLayout.SOUTH: vùng dưới this.add(southPanel, BorderLayout.SOUTH); Panel northPanel = new Panel(); northPanel.add(new Label("Make a Selection")); // BorderLayout.NORTH: vùng trên this.add(northPanel, BorderLayout.NORTH); li = new List(); for(int i=0;i<10;i++) { li.add("Selection" + i); } this.add(li, BorderLayout.CENTER); } public static void main(String arg[]) { Container f = new PanelDemo("Panel Demo"); f.setSize(300, 200); f.setVisible(true); } } Kết quả thực thi chương trình: 103
4.4.5.2 Khung chứa Dialog java.lang.Object + java.awt.Component + java.awt.Container + java.awt.Window + java.awt.Dialog Dialog là một lớp khung chứa tựa Frame và còn được gọi là popup window. Có hai loại dialog phổ biến: Modal Dialog: sẽ khóa tất cả các cửa số khác của ứng dụng khi dialog dạng này còn hiển thị. Non-Modal Dialog: vẫn có thể đến các cửa số khác của ứng dụng khi dialog dạng này hiển thị. Một cửa sổ dạng Dialog luôn luôn phải gắn với một cửa sổ ứng dụng (Frame). Để tạo một đối tượng khung chứa Dialog ta có thể dùng một trong các constructor của nó: public Dialog (Frame parentWindow, boolean isModal) public Dialog (Frame parentWindow, String title, boolean isModal) parentWindow: cửa sổ cha title: tiêu đề của Dialog isModal: true -> là Dialog dạng modal isModal: false -> là Dialog không phải dạng modal (hay non-modal) 104
4.5.Xử lý biến cố/sự kiện 4.5.1.Mô hình xử lý sự kiện (Event-Handling Model) Ở trên chúng ta chỉ đề cập đến vấn đề thiết kế giao diện chương trình ứng dụng mà chưa đề cập đến vấn đề xử lý sự kiện. Những sự kiện được phát sinh khi người dùng tương tác với giao diện chương trình (GUI). Những tương tác thường gặp như: di chuyển, nhấn chuột, nhấn một nút nhấn, chọn một MenuItem trong hệ thống thực đơn, nhập dữ liệu trong một ô văn bản, đóng cửa sổ ứng dụng, Khi có một tương tác xảy ra thì một sự kiện được gởi đến chương trình. Thông tin về sự kiện thường được lưu trữ trong một đối tượng dẫn xuất từ lớp AWTEvent. Những kiểu sự kiện trong gói java.awt.event có thể dùng cho cả những component AWT và JFC. Đối với thư viện JFC thì có thêm những kiểu sự kiện mới trong gói java.swing.event. 105
Những lớp sự kiện của gói java.awt.event Có 3 yếu tố quan trọng trong mô hình xử lý sự kiện: - Nguồn phát sinh sự kiện (event source) - Sự kiện (event object) - Bộ lắng nghe sự kiện (event listener) Nguồn phát sinh sự kiện: là thành phần của giao diện mà người dùng tác động. Sự kiện: Tóm tắt thông tin về xử kiện xảy ra, bao gồm tham chiếu đến nguồn gốc phát sinh sự kiện và thông tin sự kiện sẽ gởi đến cho bộ lắng nghe xử lý. Bộ lắng nghe: Một bộ lắng nghe là một đối tượng của một lớp hiện thực một hay nhiều interface của gói java.awt.event hay java.swing.event (đối với những component trong thư viện JFC). Khi được thông báo, bộ lắng nghe nhận sự kiện và xử lý. Nguồn phát sinh sự kiện phải cung cấp những phương thức để đăng ký hoặc hủy bỏ một bộ lắng nghe. Nguồn phát sinh sự kiện luôn phải gắn với một bộ lắng nghe, và nó sẽ thông báo với bộ lắng nghe đó khi có sự kiện phát sinh đó. Như vậy người lập trình cần làm hai việc: 106
· Tạo và đăng ký một bộ lắng nghe cho một component trên GUI. · Cài đặt các phương thức quản lý và xử lý sự kiện Những interfaces lắng nghe của gói java.awt.event Một đối tượng Event-Listener lắng nghe những sự kiện khác nhau phát sinh từ các components của giao diện chương trình. Với mỗi sự kiện khác nhau phát sinh thì phương thức tương ứng trong những Event-Listener sẽ được gọi thực hiện. Mỗi interface Event-Listener gồm một hay nhiều các phương thức mà chúng cần cài đặt trong các lớp hiện thực (implements) interface đó. Những phương thức trong các interface là trừu tượng vì vậy lớp (bộ lắng nghe) nào hiện thực các interface thì 107
phải cài đặt tất cả những phương thức đó. Nếu không thì các bộ lắng nghe sẽ trở thành các lớp trừu tượng. 4.5.2.Xử lý sự kiện chuột Java cung cấp hai intefaces lắng nghe (bộ lắng nghe sự kiện chuột) là MouseListener và MouseMotionListener để quản lý và xử lý các sự kiện liên quan đến thiết bị chuột. Những sự kiện chuột có thể “bẫy” cho bất kỳ component nào trên GUI mà dẫn xuất từ java.awt.component. Các phương thức của interface MouseListener: · public void mousePressed(MouseEvent event): được gọi khi một nút chuột được nhấnvà con trỏ chuột ở trên component. · public void mouseClicked(MouseEvent event): được gọi khi một nút chuột được nhấn và nhả trên component mà không di chuyển chuột. · public void mouseReleased(MouseEvent event): được gọi khi một nút chuột nhả sa khi kéo rê. · public void mouseEntered(MouseEvent event): được gọi khi con trỏ chuột vào trong đường biên của một component. · public void mouseExited(MouseEvent event): được gọi khi con trỏ chuột ra khỏi đường biên của một component. Các phương thức của interface MouseMotionListener: · public void mouseDragged(MouseEvent even ): phương thức này được gọi khi người dùng nhấn một nút chuột và kéo trên một component. · public void mouseMoved(MouseEvent event): phương thức này được gọi khi di chuyển chuột trên component. Mỗi phương thức xử lý sự kiện chuột có một tham số MouseEvent chứa thông tin về sự kiện chuột phát sinh chẳng hạn như: tọa độ x, y nơi sự kiện chuột xảy ra. Những phương 108
thức tương ứng trong các interfaces sẽ tự động được gọi khi chuột tương tác với một component. Để biết được người dùng đã nhấn nút chuột nào, chúng ta dùng những phuơng thức, những hằng số của lớp InputEvent (là lớp cha của lớp MouseEvent). Ví dụ: Chương trình tên MouseTracker bên dưới minh họa việc dùng những phương thức của các interfaces MouseListener và MouseMotionListener để “bẫy” và xử lý các sự kiện chuột tương ứng. import java.awt.*; import java.awt.event.*; public class MouseTracker extends Frame implements MouseListener, MouseMotionListener { private Label statusBar; // set up GUI and register mouse event handlers public MouseTracker() { super( "Demonstrating Mouse Events" ); statusBar = new Label(); this.add( statusBar, BorderLayout.SOUTH ); // application listens to its own mouse events addMouseListener( this ); addMouseMotionListener( this ); setSize( 275, 100 ); setVisible( true ); } // MouseListener event handlers // handle event when mouse released immediately // after press public void mouseClicked( MouseEvent event ) { statusBar.setText( "Clicked at [" + event.getX() + 109
", " + event.getY() + "]" ); } // handle event when mouse pressed public void mousePressed( MouseEvent event ) { statusBar.setText( "Pressed at [" + event.getX() + ", " + event.getY() + "]" ); } // handle event when mouse released after dragging public void mouseReleased( MouseEvent event ) { statusBar.setText( "Released at [" + event.getX() + ", " + event.getY() + "]" ); } // handle event when mouse enters area public void mouseEntered( MouseEvent event ) { statusBar.setText( "Mouse in window" ); } // handle event when mouse exits area public void mouseExited( MouseEvent event ) { statusBar.setText( "Mouse outside window" ); } // MouseMotionListener event handlers // handle event when user drags mouse with button pressed public void mouseDragged( MouseEvent event ) { statusBar.setText( "Dragged at [" + event.getX() + ", " + event.getY() + "]" ); } 110
// handle event when user moves mouse public void mouseMoved( MouseEvent event ) { statusBar.setText( "Moved at [" + event.getX() + ", " + event.getY() + "]" ); } // execute application public static void main( String args[] ) { MouseTracker application = new MouseTracker(); } } // end class MouseTracker Kết quả thực thi chương trình: 4.5.3.Xử lý sự kiện bàn phím Để xử lý sự kiện bàn phím java hỗ trợ một bộ lắng nghe sự kiện đó là interface KeyListener. Một sự kiện bàn phím được 111
phát sinh khi người dùng nhấn và nhả một phím trên bàn phím. Một lớp hiện thực KeyListener phải cài đặt các phương thức keyPressed, keyReleased và keyTyped. Mỗi phương thức này có một tham số là một đối tượng kiểu KeyEvent. KeyEvent là lớp con của lớp InputEvent. Các phương thức của interface KeyListener · Phương thức keyPressed được gọi khi một phím bất kỳ được nhấn. · Phương thức keyTyped được gọi thực hiện khi người dùng nhấn một phím không phải “phím hành động” (như phím mũi tên, phím Home, End, Page Up, Page Down, các phím chức năng như: Num Lock, Print Screen, Scroll Lock, Caps Lock, Pause). · Phương thức keyReleased được gọi thực hiện khi nhả phím nhấn sau khi sự kiện keyPressed hoặc keyTyped. Ví dụ: minh họa việc xử lý sự kiện chuột thông qua các phương thức của interface KeyListener. Lớp KeyDemo bên dưới hiện thực interface KeyListener, vì vậy tất cả 3 phương thức trong KeyListener phải được cài đặt trong chương trình. // KeyDemo.java // Demonstrating keystroke events. // Java core packages import java.awt.*; import java.awt.event.*; public class KeyDemo extends Frame implements KeyListener { private String line1 = "", line2 = ""; private String line3 = ""; private TextArea textArea; // set up GUI public KeyDemo() 112
{ super( "Demonstrating Keystroke Events" ); // set up TextArea textArea = new TextArea( 10, 15 ); textArea.setText( "Press any key on the keyboard " ); textArea.setEnabled( false ); this.add( textArea ); // allow frame to process Key events addKeyListener( this ); setSize( 350, 100 ); setVisible( true ); } // handle press of any key public void keyPressed( KeyEvent event ) { line1 = "Key pressed: " + event.getKeyText( event.getKeyCode() ); setLines2and3( event ); } // handle release of any key public void keyReleased( KeyEvent event ) { line1 = "Key released: " + event.getKeyText( event.getKeyCode() ); setLines2and3( event ); } // handle press of an action key public void keyTyped( KeyEvent event ) { 113
line1 = "Key typed: " + event.getKeyChar(); setLines2and3( event ); } // set second and third lines of output private void setLines2and3( KeyEvent event ) { line2 = "This key is " + ( event.isActionKey() ? "" : "not " ) + "an action key"; String temp = event.getKeyModifiersText( event.getModifiers() ); line3 = "Modifier keys pressed: " + ( temp.equals( "" ) ? "none" : temp ); textArea.setText(line1+"\n"+line2+"\n"+ line3+"\n" ); } // execute application public static void main( String args[] ) { KeyDemo application = new KeyDemo(); } } // end class KeyDemo Kết quả thực thi chương trình: 114
4.6.Một số ví dụ minh họa Ví dụ 1: Tạo bộ lắng nghe biến cố cho đối tượng khung chứa Frame, và xử lý biến cố đóng cửa sổ. import java.awt.*; import java.awt.event.*; public class WindowClosingDemo { public static void main(String args[]) 115
{ Frame f = new Frame ("WindowClosing Demo"); WindowCloser closer = new WindowCloser(); f.addWindowListener(closer); f.setBounds(10, 10, 300, 200); f.setVisible(true); } } import java.awt.event.*; class WindowCloser implements WindowListener { public void windowClosing(WindowEvent e) { System.out.println("windowClosing "); System.exit(0); } public void windowActivated(WindowEvent e) { System.out.println("windowActivated "); } public void windowClosed(WindowEvent e) { System.out.println("windowClosed "); } public void windowDeactivated(WindowEvent e) { System.out.println("windowDeactivated "); } public void windowDeiconified(WindowEvent e) { System.out.println("windowDeiconified "); } public void windowIconified(WindowEvent e) { 116
System.out.println("windowIconified "); } public void windowOpened(WindowEvent e) { System.out.println("windowOpened "); } } Có thể dùng lớp trừu tượng WindowAdapter để tạo ra bộ lắng nghe. public abstract class WindowAdapter extends Object implements WindowListener (WindowAdapter hiện thực interface WindowListener nên lớp ảo này cũng có 7 phương thức giống như giao diện WindowListener) import java.awt.event.*; class WindowCloser extends WindowAdapter { public void windowClosing(WindowEvent e) { System.out.println("windowClosing "); System.exit(0); } } Ví dụ 2: CheckboxGroup Demo import java.awt.*; public class CheckboxGroupDemo extends Frame { private Checkbox red, green, blue; private CheckboxGroup checkGroup; public CheckboxGroupDemo(String title) { super(title); checkGroup = new CheckboxGroup(); red = new Checkbox("Red", checkGroup, false); green = new Checkbox("Green", checkGroup, false); blue = new Checkbox("Blue", checkGroup, false); 117
//add the checkboxes to the frame Panel north = new Panel(); north.add(red); north.add(green); north.add(blue); this.add(north, BorderLayout.NORTH); //register the event listener SetColor listener = new SetColor(this); red.addItemListener(listener); green.addItemListener(listener); blue.addItemListener(listener); } public static void main(String [] args) { Frame f = new CheckboxGroupDemo("CheckboxGroupDemo"); f.setSize(300,300); f.setVisible(true); } } // end of class import java.awt.*; import java.awt.event.*; public class SetColor implements ItemListener { private Frame pallette; private Color c; public SetColor(Frame c) { pallette = c; } 118
public void itemStateChanged(ItemEvent e) { String item = (String) e.getItem(); int state = e.getStateChange(); if (item.equalsIgnoreCase("red")) c = new Color(255, 0, 0); if (item.equalsIgnoreCase("green")) c = new Color(0, 255, 0); if (item.equalsIgnoreCase("blue")) c = new Color(0, 0, 255); pallette.setBackground(c); } } // end of class Kết quả thực thi chương trình: Ví dụ 3: TextComponent import java.awt.*; class TextComponentDemo extends Frame { private TextField textField; private TextArea textArea; private Button enter, clear; public TextComponentDemo (String title) { super(title); 119
textArea = new TextArea("", 0, 0, TextArea.SCROLLBARS_VERTICAL_ONLY); textArea.setEditable(false); textField = new TextField(); enter = new Button("Enter"); clear = new Button("Clear"); //layout the GUI this.add(textArea, BorderLayout.CENTER); Panel southEast = new Panel(new BorderLayout()); southEast.add(enter, BorderLayout.EAST); southEast.add(clear, BorderLayout.WEST); Panel south = new Panel(new BorderLayout()); south.add(textField, BorderLayout.CENTER); south.add(southEast, BorderLayout.EAST); this.add(south, BorderLayout.SOUTH); //setup the event handling CreateList listener = new CreateList(textField, textArea); enter.addActionListener(listener); clear.addActionListener(listener); textField.addActionListener(listener); } public TextField getTextField() { return textField; } public static void main(String [] args) 120
{ TextComponentDemo f = new TextComponentDemo ("TextComponentDemo "); f.setSize(300,200); f.setVisible(true); f.getTextField().requestFocus(); } } import java.awt.*; import java.awt.event.*; public class CreateList implements ActionListener { private int counter = 0; private TextField source; private TextArea destination; public CreateList(TextField s, TextArea d) { source = s; destination = d; } public void actionPerformed(ActionEvent e) { String action = e.getActionCommand(); if (action.equalsIgnoreCase("Enter")) { String text = source.getText(); counter++; destination.append(counter + "." + text + "\n"); source.setText(""); } else if (action.equalsIgnoreCase("Clear")) { 121
destination.setText(""); counter = 0; } } } Kết quả thực thi chương trình: Ví dụ 4: ListDemo import java.awt.*; public class ListDemo extends Frame { private List li; private Label selected; public ListDemo(String title) { super(title); li = new List(); li.add("Monday"); li.add("Tuesday"); li.add("Wednesday"); li.add("Thursday"); li.add("Friday"); li.add("Saturday"); li.add("Sunday"); 122
selected = new Label("Double click a day:", Label.CENTER); this.setLayout(new BorderLayout()); this.add(selected , BorderLayout.NORTH); this.add(li, BorderLayout.CENTER); // Tao listener cho List ShowSelectionListener listener = new ShowSelectionListener(selected); li.addActionListener(listener); } public static void main(String args[]) { ListDemo f = new ListDemo("List Demo"); f.setBounds(10, 10, 300, 200); f.setVisible(true); } } import java.awt.*; import java.awt.event.*; class ShowSelectionListener implements ActionListener { private Label lab; public ShowSelectionListener(Label label_sel) { lab = label_sel; } public void actionPerformed(ActionEvent e) { // Tra ve Object ma Event da xuat hien // getSource la phuong thuc ke thua tu // java.util.EventObject Object source = e.getSource(); 123
// Nguon goc phat sinh bien co khong phai la List if (!(source instanceof List)) { return; } else { List li = (List) source; String selected = li.getSelectedItem(); lab.setText(selected); } } } Kết quả thực thi chương trình: Ví dụ 5: Xây dựng 1 lớp khung chứa Dialog dùng để hiển thị message giống như hàm MessageBox trên Windows. import java.awt.*; import java.awt.event.*; class DialogDemo { public static void main(String[] args) { createMenu(); } 124
private static void createMenu() { // Tao Frame ung dung final Frame fr = new Frame(); fr.setLayout(new BorderLayout()); // Tao cac menu bar MenuBar menubar = new MenuBar(); Menu mTest = new Menu("Test"); MenuItem testDlg = new MenuItem("Test Dialog"); testDlg.addActionListener( new ActionListener() { public void actionPerformed(ActionEvent e) { MessageBox msgBox = new MessageBox(fr, "Here it is", "T/bao Dialog"); msgBox.show(); } } ); mTest.add(testDlg); menubar.add(mTest); fr.setMenuBar(menubar); fr.setBounds(100, 100, 300, 200); fr.setVisible(true); fr.addWindowListener( new WindowAdapter() { public void windowClosing(WindowEvent e) { System.exit(0); 125
} } ); }// end of createmenu() } // end of class import java.awt.*; import java.awt.event.*; public class MessageBox { Dialog msgBox; /* // Contructor cua lop MessageBox // parentWindow: cua so cha // title: Tieu de cua Dialog // msg: chuoi thong bao */ public MessageBox(Frame parentWindow, String msg, String title) { if (parentWindow == null) { Frame emptyWin = new Frame(); // Tao Modal Dialog (tham so thu 3:true) msgBox = new Dialog(emptyWin, title, true); } else { msgBox = new Dialog(parentWindow, title, true); } // Doi tuong nhan dung de trinh bay cau thong bao Label Message = new Label(msg); // Thiet lap che do trinh bay layout cho cac doi tuong. 126
msgBox.setLayout(new FlowLayout()); // Dua nhan thong bao Label vao khung chua Dialog msgBox.add(Message); // Dua nut nhan OK vao trong khung chua Dialog Button okButton = new Button("OK"); msgBox.add(okButton); // Khai bao kich thuoc cua cua so thong bao msgBox.setSize(200, 100); // Xu ly tinh huong khi nguoi dung nhan nut OK okButton.addActionListener( new ActionListener() { public void actionPerformed(ActionEvent evt) { msgBox.setVisible(false); } } ); } public void show() { msgBox.show(); } } // end of class MessageBox Kết quả thực thi chương trình: 127
Chương 5: LUỒNG VÀ TẬP TIN (STREAMS & FILES) 5.1.Mở đầu Việc lưu trữ dữ liệu trong các biến chương trình, các mảng có tính chất tạm thời và dữ liệu sẽ mất đi khi biến ra khỏi tầm ảnh hưởng của nó hoặc khi chương trình kết thúc. Files giúp cho các chương trình có thể lưu trữ một lượng lớn dữ liệu, cũng như có thể lưu trữ dữ liệu trong một thời gian dài ngay cả khi chương trình kết thúc. Trong chương này chúng ta sẽ tìm hiểu làm thế nào các chương trình java có thể tạo, đọc, ghi và xử lý các files tuần tự và các file truy cập ngẫu nhiên thông qua một số ví dụ minh họa. Xử lý files là một vấn đề hết sức cơ bản, quan trọng mà bất kỳ một ngôn ngữ lập trình nào cũng phải hỗ trợ những thư viện, hàm để xử lý một số thao tác cơ bản nhất đối với kiểu dữ liệu file. Xử lý files là một phần của công việc xử lý các luồng, giúp cho một chương trình có thể đọc, ghi dữ liệu trong bộ nhớ, trên files và trao đổ dữ liệu thông qua các kết nối trên mạng. Chương này sẽ cung cấp cho chúng ta những kiến thức cơ bản về luồng (streams) và files: - Thư viện các lớp về luồng trong java: luồng byte, luồng ký tự. - Xuất nhập Console dùng luồng byte, luồng ký tự. - Xuất nhập files dùng luồng ký tự và luồng byte. - Vấn đề xử lý files truy cập ngẫu nhiên dùng lớp RandomAccessFile. - Xử lý file và thư mục dùng lớp File. 128
5.2.Luồng (Streams) 5.2.1.Khái niệm luồng Tất cả những hoạt động nhập/xuất dữ liệu (nhập dữ liệu từ bàn phím, lấy dữ liệu từ mạng về, ghi dữ liệu ra đĩa, xuất dữ liệu ra màn hình, máy in, ) đều được quy về một khái niệm gọi là luồng (stream). Luồng là nơi có thể “sản xuất” và “tiêu thụ” thông tin. Luồng thường được hệ thống xuất nhập trong java gắn kết với một thiết bị vật lý. Tất cả các luồng đều có chung một nguyên tắc hoạt động ngay cả khi chúng được gắn kết với các thiết bị vật lý khác nhau. Vì vậy cùng một lớp, phương thức xuất nhập có thể dùng chung cho các thiết bị vật lý khác nhau. Chẳng hạn cùng một phương thức có thể dùng để ghi dữ liệu ra console, đồng thời cũng có thể dùng để ghi dữ liệu xuống một file trên đĩa. Java hiện thực luồng bằng tập hợp các lớp phân cấp trong gói java.io. Java định nghĩa hai kiểu luồng: byte và ký tự (phiên bản gốc chỉ định nghĩa kiểu luồng byte, và sau đó luồng ký tự được thêm vào trong các phiên bản về sau). Luồng byte (hay luồng dựa trên byte) hỗ trợ việc xuất nhập dữ liệu trên byte, thường được dùng khi đọc ghi dữ liệu nhị phân. Luồng ký tự được thiết kế hỗ trợ việc xuất nhập dữ liệu kiểu ký tự (Unicode). Trong một vài trường hợp luồng ký tự sử dụng hiệu quả hơn luồng byte, nhưng ở mức hệ thống thì tất cả những xuất nhập đều phải qui về byte. Luồng ký tự hỗ trợ hiệu quả chỉ đối với việc quản lý, xử lý các ký tự. 5.2.2.Luồng byte (Byte Streams) Các luồng byte được định nghĩa dùng hai lớp phân cấp. Mức trên cùng là hai lớp trừu tượng InputStream và OutputStream. InputStream định nghĩa những đặc điểm chung cho những luồng nhập byte. OutputStream mô tả cách xử lý của các luồng xuất byte. 129
Các lớp con dẫn xuất từ hai lớp InputStream và OutputStream sẽ hỗ trợ chi tiết tương ứng với việc đọc ghi dữ liệu trên những thiết bị khác nhau. Đừng choáng ngợp với hàng loạt rất nhiều các lớp khác nhau. Đừng quá lo lắng, mỗi khi bạn nắm vững, sử dụng thành thạo một luồng byte nào đó thì bạn dễ dàng làm việc với những luồng còn lại. Lớp luồng byte Ý nghĩa BufferedInputStream Buffered input stream BufferedOutputStream Buffered output stream ByteArrayInputStream Input stream đọc dữ liệu từ một mảng byte ByteArrayOutputStream Output stream ghi dữ liệu đến một mảng byte DataInputStream Luồng nhập có những phương thức đọc những kiểu dữ liệu chuẩn trong java DataOutputStream Luồng xuất có những phương thức ghi những kiểu dữ liệu chuẩn trong java FileInputStream Luồng nhập cho phép đọc dữ liệu từ file FileOutputStream Luồng xuất cho phép ghi dữ liệu xuống file FilterInputStream Hiện thực lớp trừu tượng InputStream FilterOutputStream Hiện thực lớp trừu tượng OutputStream InputStream Lớp trừu tượng, là lớp cha của tất cả các lớp luồng nhập kiểu Byte OutputStream Lớp trừu tượng, là lớp cha của tất cả các lớp xuất nhập kiểu Byte PipedInputStream Luồng nhập byte kiểu ống (piped) thường phải được gắn với một luồng xuất kiểu ống. 130
PipedOutputStream Luồng nhập byte kiểu ống (piped) thường phải được gắn với một luồng nhập kiểu ống để tạo nên một kết nối trao đổi dữ liệu kiểu ống. PrintStream Luồng xuất có chứa phương thức print() và println() PushbackInputStream Là một luồng nhập kiểu Byte mà hỗ trợ thao tác trả lại (push back) và phục hồi thao tác đọc một byte (unread) RandomAccessFile Hỗ trợ các thao tác đọc, ghi đối với file truy cập ngẫu nhiên. SequenceInputStream Là một luồng nhập được tạo nên bằng cách nối kết logic các luồng nhập khác. 5.2.3.Luồng ký tự (Character Streams) Các luồng ký tự được định nghĩa dùng hai lớp phân cấp. Mức trên cùng là hai lớp trừu tượng Reader và Writer. Lớp Reader dùng cho việc nhập dữ liệu của luồng, lớp Writer dùng cho việc xuất dữ liệu cua luồng. Những lớp dẫn xuất từ Reader và Writer thao tác trên các luồng ký tự Unicode. Lớp luồng ký tự Ý nghĩa BufferedReader Luồng nhập ký tự đọc dữ liệu vào một vùng đệm. BufferedWriter Luồng xuất ký tự ghi dữ liệu tới một vùng đệm. CharArrayReader Luồng nhập đọc dữ liệu từ một mảng ký tự CharArrayWriter Luồng xuất ghi dữ liệu tời một mảng ký tự 131
FileReader Luồng nhập ký tự đọc dữ liệu từ file FileWriter Luồng xuất ký tự ghi dữ liệu đến file FilterReader Lớp đọc dữ liệu trung gian (lớp trừu tượng) FilterWriter Lớp xuất trung gian trừu tượng InputStreamReader Luồng nhập chuyển bytes thành các ký tự LineNumberReader Luồng nhập đếm dòng OutputStreamWriter Luồng xuất chuyển những ký tự thành các bytes PipedReader Luồng đọc dữ liệu bằng cơ chế đường ống PipedWriter Luồng ghi dữ liệu bằng cơ chế đường ống PrintWriter Luồng ghi văn bản ra thiết bị xuất (chứa phương thức print() và println() ) PushbackReader Luồng nhập cho phép đọc và khôi phục lại dữ liệu Reader Lớp nhập dữ liệu trừu tượng StringReader Luồng nhập đọc dữ liệu từ chuỗi StringWriter Luồng xuất ghi dữ liệu ra chuỗi Writer Lớp ghi dữ liệu trừu tượng 5.2.4.Những luồng được định nghĩa trước (The Predefined Streams) Tất cả các chương trình viết bằng java luôn tự động import gói java.lang. Gói này có định nghĩa lớp System, bao gồm một số đặc điểm của môi trường run-time, nó có ba biến luồng được định nghĩa trước là in, out và err, các biến này là các fields được khai báo static trong lớp System. 132
· System.out: luồng xuất chuẩn, mặc định là console. System.out là một đối tượng kiểu PrintStream. · System.in: luồng nhập chuẩn, mặc định là bàn phím. System.in là một đối tượng kiểu InputStream. · System.err: luồng lỗi chuẩn, mặc định cũng là console. System.out cũng là một đối tượng kiểu PrintStream giống System.out. 5.3.Sử dụng luồng Byte Như chúng ta đã biết hai lớp InputStream và OutputStream là hai siêu lớp (cha) đối với tất cả những lớp luồng xuất nhập kiểu byte. Những phương thức trong hai siêu lớp này ném ra các lỗi kiểu IOException. Những phương thức định nghĩa trong hai siêu lớp này là có thể dùng trong các lớp con của chúng. Vì vậy tập các phương thức đó là tập tối tiểu các chức năng nhập xuất mà những luồng nhập xuất kiểu byte có thể sử dụng. Những phương thức định nghĩa trong lớp InputStream và OutputStream Phương thức Ý nghĩa InputStream int available( ) Trả về số luợng bytes có thể đọc được từ luồng nhập void close( ) Đóng luồng nhập và giải phóng tài nguyên hệ thống gắn với luồng. Không thành công sẽ ném ra một lỗi IOException void mark(int numBytes) Đánh dấu ở vị trí hiện tại trong luồng nhập boolean markSupported( ) Kiểm tra xem luồng nhập có hỗ trợ phương thức mark() và reset() không. 133
int read( ) Đọc byte tiếp theo từ luồng nhập int read(byte buffer[ ]) Đọc buffer.length bytes và lưu vào trong vùng nhớ buffer. Kết quả trả về số bytes thật sự đọc được int read(byte buffer[ ], int offset, Đọc numBytes bytes bắt đầu từ địa chỉ int numBytes) offset và lưu vào trong vùng nhớ buffer. Kết quả trả về số bytes thật sự đọc được void reset( ) Nhảy con trỏ đến vị trí được xác định bởi việc gọi hàm mark() lần sau cùng. long skip(long numBytes) Nhảy qua numBytes dữ liệu từ luồng nhập OutputStream void close( ) Đóng luồng xuất và giải phóng tài nguyên hệ thống gắn với luồng. Không thành công sẽ ném ra một lỗi IOException void flush( ) Ép dữ liệu từ bộ đệm phải ghi ngay xuống luồng (nếu có) void write(int b) Ghi byte dữ liệu chỉ định xuống luồng void write(byte buffer[ ]) Ghi buffer.length bytes dữ liệu từ mảng chỉ định xuống luồng void write(byte buffer[ ], int offset, Ghi numBytes bytes dữ liệu từ vị trí int numBytes) offset của mảng chỉ định buffer xuống luồng 5.3.1.Đọc dữ liệu từ Console Trước đây, khi Java mới ra đời để thực hiện việc nhập dữ liệu từ Console người ta chỉ dùng luồng nhập byte. Về sau thì 134
chúng ta có thể dùng cả luồng byte và luồng ký tự, nhưng trong một số trường hợp thực tế để đọc dữ liệu từ Console người ta thích dùng luồng kiểu ký tự hơn, vì lý do đơn giản và dễ bảo trì chương trình. Ở đây với mục đích minh họa chúng ta dùng luồng byte thực hiện việc nhập xuất Console. Ví dụ: chương trình minh họa việc đọc một mảng bytes từ System.in Import java.io.*; class ReadBytes { public static void main(String args[]) throws IOException { byte data[] = new byte[100]; System.out.print("Enter some characters."); System.in.read(data); System.out.print("You entered: "); for(int i=0; i < data.length; i++) System.out.print((char) data[i]); } } Kết quả thực thi chương trình: 5.3.2.Xuất dữ liệu ra Console Tương tự như nhập dữ liệu từ Console, với phiên bản đầu tiên của java để xuất dữ liệu ra Console tả chỉ có thể sử dụng 135
luồng byte. Kể từ phiên bản 1.1 (có thêm luồng ký tự), để xuất dữ liệu ra Console có thể sử dụng cả luồng ký tự và luồng byte. Tuy nhiên, cho đến nay để xuất dữ liệu ra Console thường người ta vẫn dùng luồng byte. Chúng ta đã khá quen thuộc với phương thức print() và println(), dùng để xuất dữ liệu ra Console. Bên cạnh đ1o chúng ta cũng có thể dùng phương thức write(). Ví dụ: minh họa sử dụng phương thức System.out.write() để xuất ký tự ‘X’ ra Console import java.io.*; class WriteDemo { public static void main(String args[]) { int b; b = 'X'; System.out.write(b); System.out.write('\n'); } } Kết quả thực thi chương trình: 5.3.3.Đọc và ghi file dùng luồng Byte Tạo một luồng Byte gắn với file chỉ định dùng FileInputStream và FileOutputStream. Để mở một file, đơn giản chỉ cần tạo một đối tượng của những lớp này, tên file cần mở là thông số trong constructor. Khi file mở, việc đọc và ghi dữ liệu 136
trên file được thực hiện một cách bình thường thông qua các phương thức cung cấp trong luồng. 5.3.3.1 Đọc dữ liệu từ file · Mở một file để đọc dữ liệu FileInputStream(String fileName) throws FileNotFoundException Nếu file không tồn tại: thì ném ra FileNotFoundException · Đọc dữ liệu: dùng phương thức read() int read( ) throws IOException: đọc từng byte từ file và trả về giá trị của byte đọc được. Trả về -1 khi hết file, và ném ra IOException khi có lỗi đọc. · Đóng file: dùng phương thức close() void close( ) throws IOException: sau khi làm việc xong cần đóng file để giải phóng tài nguyên hệ thống đã cấp phát cho file. Ví dụ: /* Hiển thị nội dung của một file tên test.txt lưu tạiD:\test.txt */ import java.io.*; class ShowFile { public static void main(String args[]) throws IOException { int i; FileInputStream fin; try { fin = new FileInputStream(“D:\\test.txt”); } catch(FileNotFoundException exc) { System.out.println("File Not Found"); 137
return; } catch(ArrayIndexOutOfBoundsException exc) { System.out.println("Usage: ShowFile File"); return; } // read bytes until EOF is encountered do { i = fin.read(); if(i != -1) System.out.print((char) i); } while(i != -1); fin.close(); } } Kết quả thực thi chương trình: 5.3.3.2 Ghi dữ liệu xuống file · Mở một file để ghi dữ liệu FileOutputStream(String fileName) throws FileNotFoundException Nếu file không tạo được: thì ném ra FileNotFoundException · Ghi dữ liệu xuống: dùng phương thức write() void write(int byteval) throws IOException: ghi một byte xác định bởi tham số byteval xuống file, và ném ra IOException khi có lỗi ghi. · Đóng file: dùng phương thức close() 138
void close( ) throws IOException: sau khi làm việc xong cần đóng file để giải phóng tài nguyên hệ thống đã cấp phát cho file. Ví dụ: copy nội dung một file text đến một file text khác. /* Copy nội dung của một file text*/ import java.io.*; class CopyFile { public static void main(String args[])throws IOException { int i; FileInputStream fin; FileOutputStream fout; try { // open input file try { fin = new FileInputStream(“D:\\source.txt”); } catch(FileNotFoundException exc) { System.out.println("Input File Not Found"); return; } // open output file try { fout = new FileOutputStream(“D:\\dest.txt”); } catch(FileNotFoundException exc) { 139
System.out.println("Error Opening Output File"); return; } } catch(ArrayIndexOutOfBoundsException exc) { System.out.println("Usage: CopyFile From To"); return; } // Copy File try { do { i = fin.read(); if(i != -1) fout.write(i); } while(i != -1); } catch(IOException exc) { System.out.println("File Error"); } fin.close(); fout.close(); } } Kết quả thực thi chương trình: chương trình sẽ copy nội dung của file D:\source.txt và ghi vào một file mới D:\dest.txt. 140
5.3.4.Đọc và ghi dữ liệu nhị phân Phần trên chúng ta đã đọc và ghi các bytes dữ liệu là các ký tự mã ASCII. Để đọc và ghi những giá trị nhị phân của các kiểu dữ liệu trong java, chúng ta sử dụng DataInputStream và DataOutputStream. DataOutputStream: hiện thực interface DataOuput. Interface DataOutput có các phương thức cho phép ghi tất cả những kiểu dữ liệu cơ sở của java đến luồng (theo định dạng nhị phân). Phương thức Ý nghĩa void writeBoolean Ghi xuống luồng một giá trị (boolean val) boolean được xác định bởi val. void writeByte (int val) Ghi xuống luồng một byte được xác định bởi val. void writeChar (int val) Ghi xuống luồng một Char được xác định bởi val. void writeDouble Ghi xuống luồng một giá trị (double val) Double được xác định bởi val. void writeFloat (float Ghi xuống luồng một giá trị float val) được xác định bởi val. void writeInt (int val) Ghi xuống luồng một giá trị int được xác định bởi val. void writeLong (long Ghi xuống luồng một giá trị long val) được xác định bởi val. void writeShort (int val) Ghi xuống luồng một giá trị short được xác định bởi val. Contructor: DataOutputStream(OutputStream outputStream) OutputStream: là luồng xuất dữ liệu. Để ghi dữ liệu ra file thì đối tượng outputStream có thể là FileOutputStream. 141
DataInputStream: hiện thực interface DataInput. Interface DataInput có các phương thức cho phép đọc tất cả những kiểu dữ liệu cơ sở của java (theo định dạng nhị phân). Phương thức Ý nghĩa boolean readBoolean( ) Đọc một giá trị boolean Byte readByte( ) Đọc một byte char readChar( ) Đọc một Char double readDouble( ) Đọc một giá trị Double float readFloat( ) Đọc một giá trị float int readInt( ) Đọc một giá trị int Long readLong( ) Đọc một giá trị long short readShort( ) Đọc một giá trị short Contructor: DataInputStream(InputStream inputStream) InputStream: là luồng nhập dữ liệu. Để đọ dữ liệu từ file thì đối tượng InputStream có thể là FileInputStream. Ví dụ: dùng DataOutputStream và DataInputStream để ghi và đọc những kiểu dữ liệu khác nhau trên file. import java.io.*; class RWData { public static void main(String args[]) throws IOException { DataOutputStream dataOut; DataInputStream dataIn; int i = 10; double d = 1023.56; boolean b = true; try { dataOut = new DataOutputStream( new FileOutputStream("D:\\testdata")); } catch(IOException exc) 142
{ System.out.println("Cannot open file."); return; } try { System.out.println("Writing " + i); dataOut.writeInt(i); System.out.println("Writing " + d); dataOut.writeDouble(d); System.out.println("Writing " + b); dataOut.writeBoolean(b); System.out.println("Writing " + 12.2 * 7.4); dataOut.writeDouble(12.2 * 7.4); } catch(IOException exc) { System.out.println("Write error."); } dataOut.close(); System.out.println(); // Now, read them back. try { dataIn = new DataInputStream( new FileInputStream("D:\\testdata")); } catch(IOException exc) { System.out.println("Cannot open file."); return; } 143
try { i = dataIn.readInt(); System.out.println("Reading " + i); d = dataIn.readDouble(); System.out.println("Reading " + d); b = dataIn.readBoolean(); System.out.println("Reading " + b); d = dataIn.readDouble(); System.out.println("Reading " + d); } catch(IOException exc) { System.out.println("Read error."); } dataIn.close(); } } Kết quả thực thi chương trình: Dữ liệu ghi xuống file D:\\testdata Kết quả đọc và xuất ra Console: 144
5.4.File truy cập ngẫu nhiên (Random Access Files) Bên cạnh việc xử lý xuất nhập trên file theo kiểu tuần tự thông qua các luồng, java cũng hỗ trợ truy cập ngẫu nhiên nội dung của một file nào đó dùng RandomAccessFile. RandomAccessFile không dẫn xuất từ InputStream hay OutputStream mà nó hiện thực các interface DataInput, DataOutput (có định nghĩa các phương thức I/O cơ bản). RandomAccessFile hỗ trợ vấn đề định vị con trỏ file bên trong một file dùng phương thức seek(long newPos). Ví dụ: minh họa việc truy cập ngẫu nhiên trên file. Chương trình ghi 6 số kiểu double xuống file, rồi đọc lên theo thứ tự ngẫu nhiên. import java.io.*; class RandomAccessDemo { public static void main(String args[]) throws IOException { double data[] = {19.4, 10.1, 123.54, 33.0, 87.9, 74.25}; double d; RandomAccessFile raf; try { raf = new RandomAccessFile("D:\\random.dat", "rw"); } catch(FileNotFoundException exc) { System.out.println("Cannot open file."); return ; } 145
// Write values to the file. for(int i=0; i < data.length; i++) { try { raf.writeDouble(data[i]); } catch(IOException exc) { System.out.println("Error writing to file."); return ; } } try { // Now, read back specific values raf.seek(0); // seek to first double d = raf.readDouble(); System.out.println("First value is " + d); raf.seek(8); // seek to second double d = raf.readDouble(); System.out.println("Second value is " + d); raf.seek(8 * 3); // seek to fourth double d = raf.readDouble(); System.out.println("Fourth value is " + d); System.out.println(); // Now, read every other value. System.out.println("Here is every other value: "); for(int i=0; i < data.length; i+=2) { raf.seek(8 * i); // seek to ith double d = raf.readDouble(); System.out.print(d + " "); } 146
System.out.println("\n"); } catch(IOException exc) { System.out.println("Error seeking or reading."); } raf.close(); } } Kết quả thực thi chương trình: 5.5.Sử dụng luồng ký tự Chúng ta đã tìm hiểu và sử dụng luồng byte để xuất/nhập dữ liệu. Tuy có thể nhưng trong một số trường hợp luồng byte không phải là cách “lý tưởng” để quản lý xuất nhập dữ liệu kiểu character, vì vậy java đã đưa ra kiểu luồng character phục vụ cho việc xuất nhập dữ liệu kiểu character trên luồng. Mức trên cùng là hai lớp trừu tượng Reader và Writer. Lớp Reader dùng cho việc nhập dữ liệu của luồng, lớp Writer dùng cho việc xuất dữ liệu của luồng. Những lớp dẫn xuất từ Reader và Writer thao tác trên các luồng ký tự Unicode. Những phương thức định nghĩa trong lớp trừu tượng Reader và Writer Phương thức Ý nghĩa 147
Reader abstract void close( ) Đóng luồng void mark(int numChars) Đánh dấu vị trí hiện tại trên luồng boolean markSupported( ) Kiểm tra xem luồng có hỗ trợ thao tác đánh dấu mark() không? int read( ) Đọc một ký tự int read(char buffer[ ]) Đọc buffer.length ký tự cho vào buffer abstract int read(char Đọc numChars ký tự cho vào buffer[ ], vùng đệm buffer tại vị trí int offset, buffer[offset] int numChars) boolean ready( ) Kiểm tra xem luồng có đọc được không? void reset( ) Dời con trỏ nhập đến vị trí đánh dấu trước đó long skip(long numChars) Bỏ qua numChars của luồng nhập Writer abstract void close( ) Đóng luồng xuất. Có lỗi ném ra IOException abstract void flush( ) Dọn dẹp luồng (buffer xuất) void write(int ch) Ghi một ký tự void write(byte buffer[ ]) Ghi một mảng các ký tự abstract void write(char Ghi một phần của mảng ký tự buffer[ ], int offset, int numChars) void write(String str) Ghi một chuỗi void write(String str, int Ghi một phần của một chuỗi ký tự offset, int numChars) 148
5.5.1.Nhập Console dùng luồng ký tự Thường thì việc nhập dữ liệu từ Console dùng luồng ký tự thì thuận lợi hơn dùng luồng byte. Lớp tốt nhất để đọc dữ liệu nhập từ Console là lớp BufferedReader. Tuy nhiên chúng ta không thể xây dựng một lớp BufferedReader trực tiếp từ System.in. Thay vào đó chúng ta phải chuyển nó thành một luồng ký tự. Để làm điều này chúng ta dùng InputStreamReader chuyển bytes thành ký tự. Để có được một đối tượng InputStreamReader gắn với System.in ta dùng constructor của InputStreamReader. InputStreamReader(InputStream inputStream) Tiếp theo dùng đối tượng InputStreamReader đã tạo ra để tạo ra một BufferedReader dùng constructor BufferedReader. BufferedReader(Reader inputReader) Ví dụ: Tạo một BufferedReader gắn với Keyboard BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)); Sau khi thực hiện câu lệnh trên, br là một luồng ký tự gắn với Console thông qua System.in. Ví dụ: Dùng BufferedReader đọc từng ký tự từ Console. Việc đọc kết thúc khi gặp dấu chấm (dấu chấm để kết thúc chương trình). import java.io.*; class ReadChars { public static void main(String args[]) throws IOException { char c; BufferedReader br = newBufferedReader( 149
new InputStreamReader(System.in)); System.out.println("Nhap chuoi ky tu, gioi han dau cham."); // read characters do { c = (char) br.read(); System.out.println(c); } while(c != '.'); } } Kết quả thực thi chương trình: Ví dụ: Dùng BufferedReader đọc chuỗi ký tự từ Console. Chương trình kết thúc khi gặp chuỗi đọc là chuỗi “stop” import java.io.*; class ReadLines { public static void main(String args[]) throws IOException { // create a BufferedReader using System.in BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)); String str; System.out.println("Nhap chuoi."); System.out.println("Nhap 'stop' ket thuc chuong trinh."); 150
do { str = br.readLine(); System.out.println(str); } while(!str.equals("stop")); } } Kết quả thực thi chương trình: 5.5.2.Xuất Console dùng luồng ký tự Trong ngôn ngữ java, bên cạnh việc dùng System.out để xuất dữ liệu ra Console (thường dùng để debug chương trình), chúng ta có thể dùng luồng PrintWriter đối với các chương trình “chuyên nghiệp”. PrintWriter là một trong những lớp luồng ký tự. Việc dùng các lớp luồng ký tự để xuất dữ liệu ra Console thường được “ưa chuộng” hơn. Để xuất dữ liệu ra Console dùng PrintWriter cần thiết phải chỉ định System.out cho luồng xuất. Ví dụ: Tạo đối tượng PrintWriter để xuất dữ liệu ra Console PrintWriter pw = new PrintWriter(System.out, true); Ví dụ: minh họa dùng PrintWriter để xuất dữ liệu ra Console import java.io.*; public class PrintWriterDemo { public static void main(String args[]) { PrintWriter pw = new PrintWriter(System.out, true); int i = 10; 151
double d = 123.67; double r = i+d pw.println("Using a PrintWriter."); pw.println(i); pw.println(d); pw.println(i + " + " + d + " = " + r); } } Kết quả thực thi chương trình: 5.5.3.Đọc/ghi File dùng luồng ký tự Thông thường để đọc/ghi file người ta thường dùng luồng byte, nhưng đối với luồng ký tự chúng ta cũng có thể thực hiện được. Ưu điểm của việc dùng luồng ký tự là chúng thao tác trực tiếp trên các ký tự Unicode. Vì vậy luồng ký tự là chọn lựa tốt nhất khi cần lưu những văn bản Unicode. Hai lớp luồng thường dùng cho việc đọc/ghi dữ liệu ký tự xuống file là FileReader và FileWriter. Ví dụ: Đọc những dòng văn bản nhập từ bàn phím và ghi chúng xuống file tên là “test.txt”. Việc đọc và ghi kết thúc khi người dùng nhập vào chuỗi “stop”. import java.io.*; class KtoD { public static void main(String args[]) throws IOException { String str; FileWriter fw; 152
BufferedReader br = new BufferedReader( new InputStreamReader(System.in)); try { fw = new FileWriter("D:\\test.txt"); } catch(IOException exc) { System.out.println("Khong the mo file."); return ; } System.out.println("Nhap ('stop' de ket thuc chuong trinh)."); do { System.out.print(": "); str = br.readLine(); if(str.compareTo("stop") == 0) break; str = str + "\r\n"; fw.write(str); } while(str.compareTo("stop") != 0); fw.close(); } } Kết quả thực thi chương trình Dữ liệu nhập từ Console: 153
Dữ liệu ghi xuống file: Ví dụ: đọc và hiển thị nội dung của file “test.txt” lên màn hình. import java.io.*; class DtoS { public static void main(String args[]) throws Exception { FileReader fr = new FileReader("D:\\test.txt"); BufferedReader br = new BufferedReader(fr); String s; while((s = br.readLine()) != null) { System.out.println(s); } fr.close(); } } Kết quả thực thi chương trình Nội dung của file test.txt: 154
Kết quả đọc file và hiển thị ra Console: 5.6.Lớp File Lớp File không phục vụ cho việc nhập/xuất dữ liệu trên luồng. Lớp File thường được dùng để biết được các thông tin chi tiết về tập tin cũng như thư mục (tên, ngày giờ tạo, kích thước, ) java.lang.Object + java.io.File Các Constructor: Tạo đối tượng File từ đường dẫn tuyệt đối public File(String pathname) ví dụ: File f = new File(“C:\\Java\\vd1.java”); Tạo đối tượng File từ tên đường dẫn và tên tập tin tách biệt public File(String parent, String child) ví dụ: File f = new File(“C:\\Java”, “vd1.java”); Tạo đối tượng File từ một đối tượng File khác public File(File parent, String child) ví dụ: File dir = new File (“C:\\Java”); File f = new File(dir, “vd1.java”); 155
Một số phương thức thường gặp của lớp File (chi tiết về các phương thức đọc thêm trong tài liệu J2SE API Specification) public String getName() Lấy tên của đối tượng File public String getPath() Lấy đường dẫn của tập tin public boolean isDirectory() Kiểm tra xem tập tin có phải là thư mục không? public boolean isFile() Kiểm tra xem tập tn có phải là một file không? public String[] list() Lấy danh sách tên các tập tin và thư mục con của đối tượng File đang xét và trả về trong một mảng. Ví dụ: import java.awt.*; import java.io.*; public class FileDemo { public static void main(String args[]) { Frame fr = new Frame ("File Demo"); fr.setBounds(10, 10, 300, 200); fr.setLayout(new BorderLayout()); Panel p = new Panel(new GridLayout(1,2)); List list_C = new List(); list_C.add("C:\\"); File driver_C = new File ("C:\\"); String[] dirs_C = driver_C.list(); 156
for (int i=0;i " + dirs_C[i]); else list_C.add(" " + dirs_C[i]); } List list_D = new List(); list_D.add("D:\\"); File driver_D = new File ("D:\\"); String[] dirs_D = driver_D.list(); for (int i=0;i " + dirs_D[i]); else list_D.add(" " + dirs_D[i]); } p.add(list_C); p.add(list_D); fr.add(p, BorderLayout.CENTER); fr.setVisible(true); } } Kết quả thực thi chương trình: 157
Chương 6: LẬP TRÌNH CƠ SỞ DỮ LIỆU 6.1.GIỚI THIỆU Hầu hết các chương trình máy tính hiện này đếu ít nhiều liên quan đến việc truy xuất thông tin trong các cơ sở dữ liệu. Chính vì thế nên các thao tác hỗ trợ lập trình cơ sở dữ liệu là chức năng không thể thiếu của các ngôn ngữ lập trình hiện đại, trong đó có Java. JDBC API là thư viện chứa các lớp và giao diện hỗ trợ lập trình viên Java kết nối và truy cập đến các hệ cơ sở dữ liệu. Phiên bản JDBC API mới nhất hiện nay là 3.0, là một thành phần trong J2SE, nằm trong 2 gói thư viện: § java.sql: chứa các lớp và giao diên cơ sở của JDBC API. § javax.sql: chứa các lớp và giao diện mở rộng. JDBC API cung cấp cơ chế cho phép một chương trình viết bằng Java có khả năng độc lập với các hệ cơ sở dữ liệu, có khả năng truy cập đến các hệ cơ sở dữ liệu khác nhau mà không cần viết lại chương trình. JDBC đơn giản hóa việc tạo và thi hành các câu truy vấn SQL trong chương trình. 6.2.KIẾN TRÚC JDBC Kiến trúc của của JDBC tương tự như kiến trúc ODBC do Microsoft xây dựng. Theo kiến trúc này các thao tác liên quan đến cơ sở dữ liệu trong chương trình được thực hiện thông qua các JDBC API. Sau đó các JDBC API sẽ truyền các yêu cầu của chương trình đến bộ quản lý trình điều khiển JDBC, là bộ phận có nhiệm vụ lựa chọn trình điều khiển thích hợp để có thể làm việc với cơ sở dữ liệu cụ thể mà chương trình muốn kết nối. 158
Như vậy kiến trúc của JDBC gồm 2 tầng: tầng đầu tiên là các JDBC API, có nhiệm vụ chuyển các câu lệnh SQL cho bộ quản lý trình điều khiển JDBC; tầng thứ 2 là các JDBC Driver API, thực hiện nhiệm vụ liện hệ vớ trình điều khiển của hệ quản trỉ cơ sở dữ liệu cụ thể. 159
Hình bên dưới minh họa các lớp và giao diện cơ bản trong JDBC API. 6.3.Các khái niệm cơ bản 6.3.1.JDBC Driver Để có thể tiến hành truy cập đến các hệ quản trị cơ sở dữ liệu sử dụng kỹ thuật JDBC, chúng ta cần phải cò trình điều khiển JDBC của hệ quản trị CSDL mà chúng ta đang sử dụng. Trình điều khiển JDBC là đoạn chương trình, do chính nhà xây dựng hệ quản trị CSDL hoặc do nhà cung ứng thứ ba cung cấp, có khả năng yêu cầu hệ quản trị CSDL cụ thể thực hiện các câu lệnh SQL. Danh sách các trình điều khiển JDBC cho các hệ quản trị CSDL khác nhau được Sun cung cấp và cập nhật liên tục tại địa chỉ: Các trình điều khiển JDBC được phân làm 04 loại khác nhau. § Loại 1: có tên gọi là Bridge Driver. Trình điều khiển loại này kết nối với các hệ CSDL thông qua cầu nối ODBC. Đây chính là chình điều khiển 160
được sử dụng phổ biến nhất trong những ngày đầu Java xuất hiện. Tuy nhiên, ngày nay trình điều khiển loại này không còn phổ biến do có nhiều hạn chế. Trình điều khiển loại này luôn được cung cấp kèm trong bộ J2SE với tên: sun.jdbc.odbc.JdbcOdbcDriver. § Loại 2: có tên gọi là Native API Driver. Trình điều khiển loại này sẽ chuyển các lời gọi của JDBC API sang thư viện hàm (API) tương ứng với từng hệ CSDL cụ thể. Trình điều khiện loại này thường chỉ do nhà xây dựng hệ CSDL cung cấp. Để có thề thi hành chương trình mã lệnh để làm việc với hệ CSDL cụ thể cần phải được cung cấp đi kèm với chương trình. § Loại 3: có tên gọi là JDBC-Net Driver. Trình điều khiển loại này sẽ chuyển các lời gọi JDBC API sang một dạng chuẩn độc lập với các hệ CSDL, và sau được chuyển sang lời gọi của hệ CSDL cụ thể bỡi 1 chương trình trung gian. Trình điều khiển của các nhà cung ứng thứ 3 thường thuộc loại này. Lợi thế của trình điều khiển loại 161
này là không cần cung cấp mã lệnh kèm theo và có thể sử dụng cùng một trình điều khiển để truy cập đến nhiều hệ CSDL khác nhau. § Loại 4: có tên gọi là Native Protocol Driver. Trình điều khiển loại này chuyển các lời gọi JDBC API sang mã lệnh của hệ CSDL cụ thể. Đây là các trình điều khiển thần Java, có nghĩa là không cần phải có mã lệnh của hệ CSDL cụ thể khi thi hành chương trình. 6.3.2.JDBC URL Để có thể kết nối với CSDL, chúng ta cần xác định nguồn dữ liệu cùng với các thông số liên quan dưới dạng 1 URL như sau: jdbc: : : Trong đó: § : được dùng để xác định trình điều khiển để kết nối với CSDL. § : địa chỉ CSDL. Cú pháp của phụ thuộc vào từng trình điều khiển cụ thể. § : các tham số khác Ví dụ: 162
§ jdbc:odbc:dbname là URL để kết nối với CSDL tên dbname sử dụng cầu nối ODBC. § jdbc:microsoft:sqlserver://hostname:1433 là URL để kết nối với CSDL Microsoft SQL Server. Trong đó hostname là tên máy cài SQL Server. 6.4.KẾT NỐI CSDL VỚI JDBC Việc kết nối với CSDL bằng JDBC được thực hiện qua hai bước: đăng ký trình điều khiển JDBC; tiếp theo thực thi phương thức getConnection() của lớp DriverManager. 6.4.1.Đăng ký trình điều khiển Trình điều khiển JDBC được nạp khi mã bytecode của nó được nạp vào JVM. Một cách đơn giản để thực hiện công việc này là thực thi phương thức Class.forName(“ ”). Ví dụ: để nạp trình điều khiển sử dụng cầu nối ODBC do Sun cung cấp, chúng ta sử dụng câu lệnh sau Class.forName(“sun.jdbc.odbc.JdbcOdbcDriver”). 6.4.2.Thực hiện kết nối Sau khi đã nạp trình điều khiển JDBC, việc kết nối với CSDL được thực hiện với một trong các phương thức sau trong lớp DriverManager: § public static Connection getConnection(String url) throws SQLException: thực hiện kết nối với CSDL được yêu cầu. Bộ quản lý trình điều khiển sẽ tự động lựa chọn trình điều khiển phù hợp trong số các trình điều khiển đã được nạp. § public static Connection getConnection(String url, String user, String pass) throws SQLException: tiến hành kết nối tới CSDL với tài khoản user và mật mã pass. § public static Connection getConnection(String url, Properties info) throws SQLException: tương tự hai phương thức trên ngoài ra cung cấp thêm các 163