JavaSE学习笔记（二十七）—— 字符流

一、字符流概述

【字符流是什么】

　　字符流：就是在字节流的基础上，加上编码，形成的数据流。即，字符流=字节流+编码表。

【为什么要使用字符流】

　　既然字节流提供了能够处理任何类型的输入/输出操作的功能，那为什么还要存在字符流呢？

　　因为使用字节流操作汉字或特殊符号语言的时候容易乱码，比如我要将a.txt的文本内容读取到控制台上打印：

　　 

public class FileInputStreamDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 创建字节输入流对象
        FileInputStream fis = new FileInputStream("a.txt");

        // 读取数据
        byte[] bys = new byte[1024];
        int len = 0;
        while ((len = fis.read(bys)) != -1) {
            System.out.println(new String(bys, 0, len));
        }

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

　　控制台打印的结果为：

　　可以看出出现了大量的中文乱码问题。乱码的原因如下：

　　因为字节流不能直接操作Unicode字符，字节流一次只能操作一个字节。GBK每个汉字两个字节，UTF-8每个汉字三个字节，假如在接收一个中文字符时，只接收了中文字符的一个字节就开始输出，那么那个中文字符就会失帧，所以就会乱码。如果是输出到指定文件，就不用担心此问题，因为文件都是全部接收完毕后才打开新生成的文件。因此就保证了数据的全部接收。

【什么时候使用字符流】

　　如果数据所在的文件通过windows自带的记事本打开并能读懂里面的内容，操作二进制文件（比如图片、音频、视频）必须使用字节流。

二、编码表

2.1 编码表的由来

　　计算机只能识别二进制数据，早期由来是电信号。为了方便应用计算机，让它可以识别各个国家的文字。就将各个国家的文字用数字来表示，并一一对应，形成一张表。这就是编码表。

2.2 常见的编码表

　　ASCII：美国标准信息交换码。用一个字节的7位可以表示。其中最高位为符号为，其余为数值位

　　　　　　'a'　　97

　　　　　　'A'　　65

　　　　　　'0'　　48

　　ISO8859-1：拉丁码表。欧洲码表。用一个字节的8位表示。

　　GB2312：中国的中文编码表。

　　GBK：中国的中文编码表升级，融合了更多的中文文字符号。

　　GB18030:GBK的取代版本。

　　Unicode：国际标准码，融合了多种文字。所有文字都用两个字节来表示,Java语言使用的就是unicode

　　UTF-8：最多用三个字节来表示一个字符。能用一个的就用一个(ASCII兼容)；一个表示不了的就用两个；实在不行就用三个。

2.3 字符串中的编码问题

• 编码：把看得懂的变成看不懂的

  byte[] getBytes(String charsetName):使用指定的字符集合把字符串编码为字节数组

• 解码:把看不懂的变成看得懂的

  String(byte[] bytes, String charsetName):通过指定的字符集解码字节数组 

　　编码问题简单，只要编码解码的格式是一致的。

public class StringDemo {
    public static void main(String[] args) throws UnsupportedEncodingException {
        String s = "你好";

        // String -- byte[]
        byte[] bys = s.getBytes(); // [-60, -29, -70, -61]
        // byte[] bys = s.getBytes("GBK");// [-60, -29, -70, -61]
        // byte[] bys = s.getBytes("UTF-8");// [-28, -67, -96, -27, -91, -67]
        System.out.println(Arrays.toString(bys));

        // byte[] -- String
        String ss = new String(bys); // 你好
        // String ss = new String(bys, "GBK"); // 你好
        // String ss = new String(bys, "UTF-8"); // ???
        System.out.println(ss);
    }
}

三、转换流

3.1 OutputStreamWriter

　　OutputStreamWriter：把字节输出流转换为字符输出流。是字符到字节的桥梁。编码。

【构造方法】

　　OutputStreamWriter(OutputStream out):根据默认编码把字节流的数据转换为字符流

　　OutputStreamWriter(OutputStream out,String charsetName):根据指定编码把字节流数据转换为字符流

public class OutputStreamWriterDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 创建对象
        // OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("osw.txt"));//默认GBK
        // OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("osw.txt"), "GBK");//指定GBK
        OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("osw.txt"), "UTF-8");//指定UTF-8

        // 写数据
        osw.write("中国");

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

【写数据的方法】

　　public void write(int c):写一个字符
　　public void write(char[] cbuf):写一个字符数组
　　public void write(char[] cbuf,int off,int len):写一个字符数组的一部分
　　public void write(String str):写一个字符串
　　public void write(String str,int off,int len):写一个字符串的一部分

public class OutputStreamWriterDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 创建对象
        OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("osw2.txt"));

        // 写数据
        // public void write(int c):写一个字符
        // osw.write('a');
        // osw.write(97);

        // public void write(char[] cbuf):写一个字符数组
        // char[] chs = {'a','b','c','d','e'};
        // osw.write(chs);

        // public void write(char[] cbuf,int off,int len):写一个字符数组的一部分
        // osw.write(chs, 1, 3);

        // public void write(String str):写一个字符串
        // osw.write("我爱林青霞");

        // public void write(String str,int off,int len):写一个字符串的一部分
        osw.write("我爱林青霞", 2, 3);

        // 刷新缓冲区
        osw.flush();
        
        // 释放资源
        osw.close();
    }
}

　　close()和flush()的区别?

　　A:close()关闭流对象，但是先刷新一次缓冲区。关闭之后，流对象不可以继续再使用了。

　　B:flush()仅仅刷新缓冲区,刷新之后，流对象还可以继续使用。

3.2 InputStreamReader

　　InputStreamReader:把字节输入流转换为字符输入流。是字节到字符的桥梁。解码。

【构造方法】

　　InputStreamReader(InputStream is):用默认的编码读取数据
　　InputStreamReader(InputStream is,String charsetName):用指定的编码读取数据

public class InputStreamReaderDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 创建对象
        // InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream("osw.txt"));
        // InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream("osw.txt"),"GBK");
        InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream("osw.txt"),"UTF-8");

        // 读取数据
        // 一次读取一个字符
        int ch = 0;
        while ((ch = isr.read()) != -1) {
            System.out.print((char)ch);
        }

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

【写数据的方法】

　　int read():一次读取一个字符
　　int read(char[] chs):一次读取一个字符数组

public class InputStreamReaderDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 创建对象
        InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream(
                "StringDemo.java"));

        // 一次读取一个字符
        // int ch = 0;
        // while ((ch = isr.read()) != -1) {
        // System.out.print((char) ch);
        // }

        // 一次读取一个字符数组
        char[] chs = new char[1024];
        int len = 0;
        while ((len = isr.read(chs)) != -1) {
            System.out.print(new String(chs, 0, len));
        }

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

【练习】　　

　　需求：把当前项目目录下的a.txt内容复制到当前项目目录下的b.txt中

/**
 * 数据源：
 *         a.txt -- 读取数据 -- 字符转换流 -- InputStreamReader
 * 目的地：
 *         b.txt -- 写出数据 -- 字符转换流 -- OutputStreamWriter
 */
public class CopyFileDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 封装数据源
        InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream("a.txt"));
        // 封装目的地
        OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("b.txt"));

        // 读写数据
        // 方式1:一次读取一个字节
        /*int ch = 0;
        while ((ch = isr.read()) != -1) {
            osw.write(ch);
        }*/

        // 方式2：一次读取一个字节数组
        char[] chs = new char[1024];
        int len = 0;
        while ((len = isr.read(chs)) != -1) {
            osw.write(chs, 0, len);
            // osw.flush();
        }

        // 释放资源
        osw.close();
        isr.close();
    }
}

3.3 FileWriter/FileReader

　　由于我们常见的操作都是使用本地默认编码，所以，不用指定编码。
　　而转换流的名称有点长，所以，Java就提供了其子类供我们使用。
　　OutputStreamWriter = FileOutputStream + 编码表(GBK)
　　FileWriter = FileOutputStream + 编码表(GBK)

　　InputStreamReader = FileInputStream + 编码表(GBK)
　　FileReader = FileInputStream + 编码表(GBK)

 /*
 * 需求：把当前项目目录下的a.txt内容复制到当前项目目录下的b.txt中
 * 
 * 数据源：
 *         a.txt -- 读取数据 -- 字符转换流 -- InputStreamReader -- FileReader
 * 目的地：
 *         b.txt -- 写出数据 -- 字符转换流 -- OutputStreamWriter -- FileWriter
 */
public class CopyFileDemo2 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 封装数据源
        FileReader fr = new FileReader("a.txt");
        // 封装目的地
        FileWriter fw = new FileWriter("b.txt");

        // 一次一个字符
        // int ch = 0;
        // while ((ch = fr.read()) != -1) {
        // fw.write(ch);
        // }

        // 一次一个字符数组
        char[] chs = new char[1024];
        int len = 0;
        while ((len = fr.read(chs)) != -1) {
            fw.write(chs, 0, len);
            fw.flush();
        }

        // 释放资源
        fw.close();
        fr.close();
    }
}

四、字符缓冲流

4.1 BufferedWriter

　　字符流为了高效读写，也提供了对应的字符缓冲流。

• BufferedWriter:字符缓冲输出流
• BufferedReader:字符缓冲输入流

　　其中BufferedWriter是将文本写入字符输出流，缓冲各个字符，从而提供单个字符、数组和字符串的高效写入。 可以指定缓冲区的大小，或者接受默认的大小。在大多数情况下，默认值就足够大了。

public class BufferedWriterDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // BufferedWriter(Writer out)
        // BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("bw.txt")));
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("bw.txt"));

        bw.write("hello");
        bw.write("world");
        bw.write("java");
        bw.flush();

        bw.close();
    }
}

4.2 BufferedReader

　　BufferedReader：从字符输入流中读取文本，缓冲各个字符，从而实现字符、数组和行的高效读取。 可以指定缓冲区的大小，或者可使用默认的大小。大多数情况下，默认值就足够大了。

　　构造方法：BufferedReader(Reader in)

public class BufferedReaderDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 创建字符缓冲输入流对象
        BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("bw.txt"));

        // 方式1
        /*int ch = 0;
        while ((ch = br.read()) != -1) {
            System.out.print((char) ch);
        }*/

        // 方式2
        char[] chs = new char[1024];
        int len = 0;
        while ((len = br.read(chs)) != -1) {
            System.out.print(new String(chs, 0, len));
        }

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

4.3 字符缓冲流的特殊方法

BufferedWriter:
　　public void newLine():根据系统来决定换行符
BufferedReader:
　　public String readLine()：一次读取一行数据。包含该行内容的字符串，不包含任何行终止符，如果已到达流末尾，则返回 null

public class BufferedDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // write();
        read();
    }

    private static void read() throws IOException {
        // 创建字符缓冲输入流对象
        BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("bw2.txt"));
        // public String readLine()：一次读取一行数据
        /*String line = br.readLine();
        System.out.println(line);
        line = br.readLine();
        System.out.println(line);*/

        // 最终版代码
        String line = null;
        while ((line = br.readLine()) != null) {
            System.out.println(line);
        }

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

    private static void write() throws IOException {
        // 创建字符缓冲输出流对象
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("bw2.txt"));
        for (int x = 0; x < 10; x++) {
            bw.write("hello" + x);
            bw.newLine();
            bw.flush();
        }

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

}

【练习】

　　需求：把当前项目目录下的a.txt内容复制到当前项目目录下的b.txt中

/**
 * 数据源：
 *         a.txt -- 读取数据 -- 字符转换流 -- InputStreamReader -- FileReader -- BufferedReader
 * 目的地：
 *         b.txt -- 写出数据 -- 字符转换流 -- OutputStreamWriter -- FileWriter -- BufferedWriter
 */
public class CopyFileDemo2 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 封装数据源
        BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("a.txt"));
        // 封装目的地
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("b.txt"));

        /*char[] chs = new char[1024];
        int len = 0;
        while ((len = br.read(chs)) != -1) {
            bw.write(chs, 0, len);
            bw.flush();
        }*/

        // 读写数据
        String line = null;
        while ((line = br.readLine()) != null) {
            bw.write(line);
            bw.newLine();
            bw.flush();
        }

        // 释放资源
        bw.close();
        br.close();
    }
}