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  • 关于java字节流的read()方法返回值为int的思考

      我们都知道javaio操作分为字节流和字符流,对于字节流,顾名思义是按字节的方式读取数据,所以我们常用字节流来读取二进制流(如图片,音乐 等文件)。问题是为什么字节流中定义的read()方法返回值为int类型呢?既然它一次读出一个字节数据为什么不返回byte类型呢?(不知道有没有人 和我有同样的困惑,不过既然有了问题咱就得解决。)

            于是我翻阅了java的源码,下面先把源码贴出来(以BufferedInputStream/BufferedOutputStream为例):

     

    //BufferedInputStream中的read()方法的实现  

    public synchronized int read() throws IOException {
      if (pos >= count) {
        fill();
      if (pos >= count)
        return -1;
      }
        return getBufIfOpen()[pos++] & 0xff;//这边getBufIfOpen()返回的是byte[],而& 0xff是为了保证由char类型向上拓展成int的时候,不进行符号拓展,而是0拓展。  
    }

           从源码中我们得到的信息是直到getBufIfOpen()方法返回,我们得到的都是byte类型,可是为什么方法的最终返回值是int

            首先我先简单解释下符号扩展,这是指由byte向上转化成更宽的类型时,是扩展的符号位。这对于正数补0,负数补1,例如,定义byte b = -1;在计算机内部它是用八位1111 1111表示的,当扩展成32位整型的时候,一般情况下是1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111,即符号扩展,而对于无符号扩展,也称为0扩展,其结果是0000 0000 0000 0000 0000 0000 1111 1111(实际上这样一来值已经变成255了)。过于向上转型和强制向下转型的进一步讨论,我在以后再说。这里要说的是我们能从java源码中得到的第二 个信息,即上面的注释部分,read()方法的最后一行把读到的字节0扩展成了int,也就是说如果我们直接读出来这个值可能就是不对了。这里我又疑惑 了,为什么BufferedOutputStream中的writer()方法能正确读出字节呢?所以我再去查下对应的源码:

     

    public synchronized void write(int b) throws IOException {  

            if (count >= buf.length) {  

                flushBuffer();  

            }  

            buf[count++] = (byte)b;  

        }  

    这里它果断的又将int强制转成了byte(截取后八位)。于是总结下现在得到的信息是,java字节流把byte转成int读出来再转回byte存起来。何必呢?

    经过一番思考,我初步有了答案:在用输入流读取一个byte数据时,有时会出现连续8个1的情况,这个值在计算机内部表示-1,正 好符合了流结束标记。所以为了避免流操作数据提前结束,将读到的字节进行int类型的扩展。保留该字节数据的同时,前面都补0,避免出现-1的情况。而真 正读到文件最后结束是通过这句实现的:

    [java] view plaincopy

    if (pos >= count)  return -1;  

    [java] view plaincopy

    if (pos >= count)  return -1;  

    所以我们使用的-1这个结束标志是通过这句返回的,而不是输入流读到了一个-1

    这样一来就解决了我们前面的疑惑,也证实了确实有这样实现的必要。对于字符流的读写也可以用类似的方法分析,这里不再赘述。

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