字符流

3.1为什么会有字符流

由于字节流操作中文不是特别的方便，所以Java就提供字符流

• 字符流 = 字节流 + 编码表

用字节流复制文本时，文本文件也会有中文，但是没有问题，原因是最终底层操作会自动进行字节拼接成中文，如何识别是中文的呢？

• 汉字在存储的时候，无论哪种编码存储，第一个字节都是负数

3.2编码表

基础知识：

• 计算机中存储的信息都是二进制数表示的，我们在屏幕上看到的英文、汉字等字符都是二进制数转换之后的结果

• 按照某种规则，将字符存储到计算机找那个，称为编码，反之，将存储在计算机中的二进制数按照某种规则解析显示出，称为解码，这里强调一下：按照A编码存储，必须按照A编码解析，这样才能显示正确的文本符号，否则就会导致乱码现象

• 字符编码：就是一套自然语言的字符与二进制之间的对应规则（如：A，65）

• 字符集：

  • 是一个系统支持的所有字符的集合，包括各国家文字、标点符号、图形符号、数字等
  • 计算机要准确的存储和识别各种字符集符号，就要进行字符编码，一套字符集必然至少有一套字符编码，常见字符集有ASCII字符集、GBXXX字符集、Unicode字符集等
  • ASCII字符集：
    • ASCII(American Standard Code for Information Interchange, 美国信息交换标准代码)：是基于拉丁字母的一套电脑编码系统，用于显示现代英语，主要包括控制字符（回车键、退格、换行键等）和可显示字符（英文大小写字符，阿拉伯数字和西文符号）
    • 基本的ASCII字符集，使用7位表示一个字符，共128字符，ASCII的扩展字符集使用8位表示一个字符，共256字符，方便支持欧洲常用字符，是一个系统支持的所有字符的集合，包括各国文字、标点符号、图形符号、数字等
  • GBXXX字符集：
    • GB2312：简体中文码表，一个小于127的字符的意义与原来相同，但两个大于127的字符连在一起时，就表示一个汉字，这样大约可以组合了包含7000多个简体汉字，才外数学符号、罗马希腊的字母、日文的假名等都编进去了，连在ASCII里面本来就有的数字、标点、字母都统统重新编了两个字节长的编码，这就是常说的”全角“字符，而原来在127号以下的那些就叫”半角“字符了
    • GBK：最常用的中文码表。是在GB2312标准基础上的扩展规范，使用了双字节编码方案，共收录了21003个汉字，完全兼容GB2312标准，同时支持繁体汉字以及日韩汉字等
    • GB18030：最新的中文码表，收录汉字70244个，采用多字节编码，每个字可以由1个、2个或4个字节组成，支持中国国内少数民族的文字，同时支持繁体汉字以及日韩汉字等
  • Unicode字符集
    • 为表达任意语言的任意字符而设计，是业界的一种标准，也称为统一码、标准万国码。它最多使用4个字节的数字来表达每个字母、符号，或者文字。有三种编码方案，UTF-8、UTF-16和UTF32。最为常用的UTF-8编码
    • UTF-8编码：可以用来表示Unicode标准中任意字符，它是电子邮件、网页及其他存储或传送文字的应用中，优先采用的编码。互联网工程工作小组（IETF）要求所有互联网协议都必须支持UTF-8编码。它使用一至四个字节为每个字符编码
      • 编码规则：
        • 128个US-ASCII字符，只需一个字节编码
        • 拉丁文等字符，需要二个字节编码
        • 大部分常用字（含中文），使用三个字节编码
        • 其他极少使用的Unicode辅助字符，使用四个字节编码

  注意：采用何种规则编码，就要采用对应规则解码，否则就会出现乱码

3.3字符串中的编码解码问题

编码：

• byte[] getBytes():使用平台（IDE）的默认字符集将该String编码为一系列字节，将结果存储到新的字节数组中
• byte[] getBytes(String charsetName):使用指定的字符集将给String编码为一系列字节，将结果存储到新的字节数组中

解码：

• String(byte[] bytes):通过使用平台（IDE）的默认字符集解码指定的字节数组来构造新的String
• String(byte[] bytes, String charsetName):通过指定的字符集解码指定的字节数组来构造新的String

package com.demo;

import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.util.Arrays;

/**
 * @author jingLv
 * @date 2020/12/07
 */
public class StringDemo {

    public static void main(String[] args) throws UnsupportedEncodingException {
        // 定义一个字符串
        String str = "中国";
        // byte[] getBytes():使用平台（IDE）的默认字符集将该String编码为一系列字节，将结果存储到新的字节数组中
        byte[] bys1 = str.getBytes();
        System.out.println(Arrays.toString(bys1));
        // 输出结果： [-28, -72, -83, -27, -101, -67]

        // byte[] getBytes (String charsetName):使用指定的字符集将给String编码为一系列字节，将结果存储到新的字节数组中
        byte[] bys2 = str.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
        System.out.println(Arrays.toString(bys2));
        // 输出结果：[-28, -72, -83, -27, -101, -67]

        byte[] bys3 = str.getBytes("GBK");
        System.out.println(Arrays.toString(bys3));
        // 输出结果：[-42, -48, -71, -6]

        // String(byte[] bytes):通过使用平台（IDE）的默认字符集解码指定的字节数组来构造新的String
        String s1 = new String(bys1);
        System.out.println(s1);
        // 输出结果：中国

        //  String(byte[] bytes, String charsetName):通过指定的字符集解码指定的字节数组来构造新的String
        String s2 = new String(bys2, StandardCharsets.UTF_8);
        System.out.println(s2);
        // 输出结果：中国

        String s3 = new String(bys3, StandardCharsets.UTF_8);
        System.out.println(s3);
        // 输出结果：�й� (乱码)
    }
}

3.4字符流抽象基类

• Reader：字符输入流的抽象类
• Writer：字符输出流的抽象类

3.5字符流中和编码问题相关的两个类

• InputStreamReader：是从字节流到字符流的桥梁
  • 它读取字节，并使用指定的编码将其解码为字符
  • 它使用的字符集可以又名称指定，也可以被明确指定，或者可以接受平台的默认字符集
  • 构造方法
    • InputStreamReader(InputStream out) 创建一个使用默认字符编码InputStreamReader
    • InputStreamReader(InputStream out, String charsetName) 创建一个使用命名字符集的InputStreamReader
• OutputStreamWriter：是从字符流到字节流的桥梁
  • 使用指定的编码将写入的字符编码为字节
  • 它使用的字符集可以由名称指定，也可以被明确指定，或者可以接受平台的默认字符集
  • 构造方法
    • OutputStreamWriter(OutputStream out) 创建一个使用默认字符编码OutputStreamWriter
    • OutputStreamWriter(OutputStream out, String charsetName) 创建一个使用命名字符集的OutputStreamWriter

package com.demo.chars;

import java.io.*;
import java.nio.charset.StandardCharsets;

/**
 * 字符集中的编码解码问题
 *
 * @author jingLv
 * @date 2020/12/11
 */
public class ConversionStreamDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        OutputStreamWriter outputStreamWriter = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("java-file-class/a.txt"), StandardCharsets.UTF_8);
        outputStreamWriter.write("你好");
        outputStreamWriter.close();

        InputStreamReader inputStreamReader = new InputStreamReader(new FileInputStream("java-file-class/a.txt"));
        // 一次读取一个字符数据
        int ch;
        while ((ch = inputStreamReader.read()) != -1) {
            System.out.print((char) ch);
        }
        inputStreamReader.close();
    }
}

3.6字符流写数据的5种方式

方法名	说明
void write(int c)	写一个字符
void write(char[] cbuf)	写入一个字符数组
void write(char[] cbuf, int off, int len)	写入字符数组的一部分
void write(String str)	写入一个字符串
void write(String str, int off, int len)	写一个字符串的一部分

操作方法

方法名	说明
flush()	刷新流，还可以继续写数据
close()	关闭流，释放资源，但是在关闭之前会先舒心流，一旦关闭，就不能再写数据

package com.demo.chars;

import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStreamWriter;

/**
 * @author jingLv
 * @date 2020/12/11
 */
public class OutputStreamWriterDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        OutputStreamWriter outputStreamWriter = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("java-file-class/b.txt"));
        // void write(int c):写一个字符
        outputStreamWriter.write(97);

        // 刷新流，将内容写入到文件中
        outputStreamWriter.flush();

        // void write(char[] cbuf):写入一个字符数组
        char[] chs = {'a', 'b', 'c', 'e'};
        outputStreamWriter.write(chs);

        // void write(char[] cbuf, int off, int len) 写入字符数组的一部分
        outputStreamWriter.write(chs, 0, chs.length);
        outputStreamWriter.write(chs, 1, 3);

        // void write(String str):写入一个字符
        outputStreamWriter.write("abcde");

        // void write(String str, int off, int len):写一个字符串的一部分
        outputStreamWriter.write("abcde", 1, 3);

        // 释放资源，释放资源之前会刷新流
        outputStreamWriter.close();
    }
}

3.7字符流读数据的2中方式

方法名	说明
int read()	一次读一个字符数据
int read(int[] chs)	一次读一个字符数组数据

package com.demo.chars;

import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;

/**
 * @author jingLv
 * @date 2020/12/11
 */
public class InputStreamReaderDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        InputStreamReader inputStreamReader = new InputStreamReader(new FileInputStream("java-file-class/b.txt"));

        // int read() 一次读一个字符数据
        int ch;
        while ((ch = inputStreamReader.read()) != -1) {
            System.out.print((char) ch);
        }

        // int read(int[] chs)() 一次读一个字符数组数据
        char[] chs = new char[1024];
        int len;
        while ((len = inputStreamReader.read(chs)) != -1) {
            System.out.println(new String(chs, 0, len));
        }

        // 释放资源
        inputStreamReader.close();
    }
}

3.8字符缓冲流

字符缓冲流：

• BufferedWriter：将文本写入字符输出流，缓冲字符，以提供单个字符，数组和字符串的高效写入，可以指定缓冲区大小，或者可以接受默认大小，默认值足够大，可用于大多数用途
• BufferedReader：从字符输入流读取文本，缓冲字符，以提供字符，数组和行的高效读取，可以指定缓冲区大小，或者可以使用默认大小。默认值足够大，可用于大多数用途

构造方法：

• BufferedWriter(Writer out)
• BufferedReader(Reader in)

package com.demo.chars;

import java.io.*;

/**
 * @author jingLv
 * @date 2020/12/14
 */
public class BufferedStreamDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
//        // 字符缓冲流写数据
        BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(new FileWriter("java-file-class/bw.txt"));
        // 构造函数默认字符长度8192
        bufferedWriter.write("hello");
        bufferedWriter.write("world");
        bufferedWriter.close();

        // 字符流读数据
        BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new FileReader("java-file-class/bw.txt"));
        // 一次读取一个字符数据
        int ch;
        while ((ch = bufferedReader.read()) != -1) {
            System.out.println((char) ch);
        }

        // 一次读取一个字符数组数据
        char[] chars = new char[1024];
        int len;
        while ((len = bufferedReader.read(chars)) != -1) {
            System.out.println(new String(chars, 0, len));
        }
        bufferedReader.close();
    }
}

3.10字符缓冲流特有功能

BufferedWriter：

• void newLine()：写一行行分隔符，行分隔符字符串由系统属性定义

BufferedReader：

• public String readLine()：读一行文字，结果包含行的内容的字符串，不包括任何终止字符，如果流的结尾已经到达，则为null