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java IO流之转换流的具体使用

作者：恒二哥

转换流可以将一个字节流包装成字符流,或者将一个字符流包装成字节流,本文主要介绍了java IO流之转换流的具体使用,具有一定的参考价值,感兴趣的可以了解一下

简介

转换流可以将一个字节流包装成字符流，或者将一个字符流包装成字节流。这种转换通常用于处理文本数据，如读取文本文件或将数据从网络传输到应用程序。

转换流主要有两种类型：InputStreamReader 和 OutputStreamWriter。

InputStreamReader 将一个字节输入流转换为一个字符输入流，而 OutputStreamWriter 将一个字节输出流转换为一个字符输出流。它们使用指定的字符集将字节流和字符流之间进行转换。常用的字符集包括 UTF-8、GBK、ISO-8859-1 等。

在这里插入图片描述

一、编码和解码

在计算机中，数据通常以二进制形式存储和传输。

常见的编码和解码方式有很多，举几个例子：

简单一点说就是：

String str = "追风少年";
String charsetName = "UTF-8";

// 编码
byte[] bytes = str.getBytes(Charset.forName(charsetName));
System.out.println("编码: " + bytes);

// 解码
String decodedStr = new String(bytes, Charset.forName(charsetName));
System.out.println("解码: " + decodedStr);

在这个示例中，首先定义了一个字符串变量 str 和一个字符集名称 charsetName。然后，使用 Charset.forName() 方法获取指定字符集的 Charset 对象。接着，使用字符串的 getBytes() 方法将字符串编码为指定字符集的字节数组。最后，使用 new String() 方法将字节数组解码为字符串。

需要注意的是，在编码和解码过程中，要保证使用相同的字符集，以便正确地转换数据。

二、字符集

Charset：字符集，是一组字符的集合，每个字符都有一个唯一的编码值，也称为码点。

常见的字符集包括 ASCII、Unicode 和 GBK，而 Unicode 字符集包含了多种编码方式，比如说 UTF-8、UTF-16。

在这里插入图片描述

2.1ASCII 字符集

ASCII（American Standard Code for Information Interchange，美国信息交换标准代码）字符集是一种最早的字符集，包含 128 个字符，其中包括控制字符、数字、英文字母以及一些标点符号。ASCII 字符集中的每个字符都有一个唯一的 7 位二进制编码（由 0 和 1 组成），可以表示为十进制数或十六进制数。

ASCII 编码方式是一种固定长度的编码方式，每个字符都使用 7 位二进制编码来表示。ASCII 编码只能表示英文字母、数字和少量的符号，不能表示其他语言的文字和符号，因此在全球范围内的应用受到了很大的限制。

2.2Unicode 字符集

Unicode 包含了世界上几乎所有的字符，用于表示人类语言、符号和表情等各种信息。Unicode 字符集中的每个字符都有一个唯一的码点（code point），用于表示该字符在字符集中的位置，可以用十六进制数表示。

为了在计算机中存储和传输 Unicode 字符集中的字符，需要使用一种编码方式。UTF-8、UTF-16 和 UTF-32 都是 Unicode 字符集的编码方式，用于将 Unicode 字符集中的字符转换成字节序列，以便于存储和传输。它们的差别在于使用的字节长度不同。

UTF-8 是一种可变长度的编码方式，对于 ASCII 字符（码点范围为 0x00~0x7F），使用一个字节表示，对于其他 Unicode 字符，使用两个、三个或四个字节表示。UTF-8 编码方式被广泛应用于互联网和计算机领域，因为它可以有效地压缩数据，适用于网络传输和存储。
UTF-16 是一种固定长度的编码方式，对于基本多语言平面（Basic Multilingual Plane，Unicode 字符集中的一个码位范围，包含了世界上大部分常用的字符，总共包含了超过 65,000 个码位）中的字符（码点范围为 0x0000~0xFFFF），使用两个字节表示，对于其他 Unicode 字符，使用四个字节表示。
UTF-32 是一种固定长度的编码方式，对于所有 Unicode 字符，使用四个字节表示。

2.3GBK 字符集

GBK 包含了 GB2312 字符集中的字符，同时还扩展了许多其他汉字字符和符号，共收录了 21,913 个字符。GBK 采用双字节编码方式，每个汉字占用 2 个字节，其中高字节和低字节都使用了 8 位，因此 GBK 编码共有 2^16=65536 种可能的编码，其中大部分被用于表示汉字字符。

GBK 编码是一种变长的编码方式，对于 ASCII 字符（码位范围为 0x00 到 0x7F），使用一个字节表示，对于其他字符，使用两个字节表示。GBK 编码中的每个字节都可以采用 0x81 到 0xFE 之间的任意一个值，因此可以表示 2^15=32768 个字符。为了避免与 ASCII 码冲突，GBK 编码的第一个字节采用了 0x81 到 0xFE 之间除了 0x7F 的所有值，第二个字节采用了 0x40 到 0x7E 和 0x80 到 0xFE 之间的所有值，共 94 个值。

GB2312 的全名是《信息交换用汉字编码字符集基本集》，也被称为“国标码”。采用了双字节编码方式，每个汉字占用 2 个字节，其中高字节和低字节都使用了 8 位，因此 GB2312 编码共有 2^16=65536 种可能的编码，其中大部分被用于表示汉字字符。GB2312 编码中的每个字节都可以采用 0xA1 到 0xF7 之间的任意一个值，因此可以表示 126 个字符。

GB2312 是一个较为简单的字符集，只包含了常用的汉字和符号，因此对于一些较为罕见的汉字和生僻字，GB2312 不能满足需求，现在已经逐渐被 GBK、GB18030 等字符集所取代。

GB18030 是最新的中文码表。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。

三、乱码

当使用不同的编码方式读取或者写入文件时，就会出现乱码问题，来看示例。

String s = "追风少年！";

try {
    // 将字符串按GBK编码方式保存到文件中
    OutputStreamWriter out = new OutputStreamWriter(
            new FileOutputStream("logs/test_utf8.txt"), "GBK");
    out.write(s);
    out.close();

    FileReader fileReader = new FileReader("logs/test_utf8.txt");
    int read;
    while ((read = fileReader.read()) != -1) {
        System.out.print((char)read);
    }
    fileReader.close();
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

在上面的示例代码中，首先定义了一个包含中文字符的字符串，然后将该字符串按 GBK 编码方式保存到文件中，接着将文件按默认编码方式（UTF-8）读取，并显示内容。此时就会出现乱码问题，显示为“��Ĭ������”。

这是因为文件中的 GBK 编码的字符在使用 UTF-8 编码方式解析时无法正确解析，从而导致出现乱码问题。

那如何才能解决乱码问题呢？

这就引出我们今天的主角了——转换流。

四、InputStreamReader

java.io.InputStreamReader 是 Reader 类的子类。它的作用是将字节流（InputStream）转换为字符流（Reader），同时支持指定的字符集编码方式，从而实现字符流与字节流之间的转换。

4.1构造方法

InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream("in.txt"));
InputStreamReader isr2 = new InputStreamReader(new FileInputStream("in.txt") , "GBK");

4.2解决编码问题

下面是一个使用 InputStreamReader 解决乱码问题的示例代码：

String s = "沉默王二！";

try {
    // 将字符串按GBK编码方式保存到文件中
    OutputStreamWriter outUtf8 = new OutputStreamWriter(
            new FileOutputStream("logs/test_utf8.txt"), "GBK");
    outUtf8.write(s);
    outUtf8.close();

    // 将字节流转换为字符流，使用GBK编码方式
    InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream("logs/test_utf8.txt"), "GBK");
    // 读取字符流
    int c;
    while ((c = isr.read()) != -1) {
        System.out.print((char) c);
    }
    isr.close();
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

由于使用了 InputStreamReader 对字节流进行了编码方式的转换，因此在读取字符流时就可以正确地解析出中文字符，避免了乱码问题。

五、OutputStreamWriter

java.io.OutputStreamWriter 是 Writer 的子类，字面看容易误以为是转为字符流，其实是将字符流转换为字节流，是字符流到字节流的桥梁。

OutputStreamWriter isr = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("a.txt"));
OutputStreamWriter isr2 = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("b.txt") , "GBK");

通常为了提高读写效率，我们会在转换流上再加一层缓冲流，来看代码示例：

try {
    // 从文件读取字节流，使用UTF-8编码方式
    FileInputStream fis = new FileInputStream("test.txt");
    // 将字节流转换为字符流，使用UTF-8编码方式
    InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis, "UTF-8");
    // 使用缓冲流包装字符流，提高读取效率
    BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
    // 创建输出流，使用UTF-8编码方式
    FileOutputStream fos = new FileOutputStream("output.txt");
    // 将输出流包装为转换流，使用UTF-8编码方式
    OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(fos, "UTF-8");
    // 使用缓冲流包装转换流，提高写入效率
    BufferedWriter bw = new BufferedWriter(osw);

    // 读取输入文件的每一行，写入到输出文件中
    String line;
    while ((line = br.readLine()) != null) {
        bw.write(line);
        bw.newLine(); // 每行结束后写入一个换行符
    }

    // 关闭流
    br.close();
    bw.close();
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

在上面的示例代码中，首先使用 FileInputStream 从文件中读取字节流，使用 UTF-8 编码方式进行读取。然后，使用 InputStreamReader 将字节流转换为字符流，使用 UTF-8 编码方式进行转换。接着，使用 BufferedReader 包装字符流，提高读取效率。然后，创建 FileOutputStream 用于输出文件，使用 UTF-8 编码方式进行创建。接着，使用 OutputStreamWriter 将输出流转换为字符流，使用 UTF-8 编码方式进行转换。最后，使用 BufferedWriter 包装转换流，提高写入效率。

六、小结

InputStreamReader 和 OutputStreamWriter 是将字节流转换为字符流或者将字符流转换为字节流。通常用于解决字节流和字符流之间的转换问题，可以将字节流以指定的字符集编码方式转换为字符流，或者将字符流以指定的字符集编码方式转换为字节流。

InputStreamReader 类的常用方法包括：

OutputStreamWriter 类的常用方法包括：

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javaIO之各种流的分类与实际应用

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到此这篇关于java IO流之转换流的具体使用的文章就介绍到这了,更多相关java 转换流内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！

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