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java转换桥梁教程



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。

二哥的 Java 进阶之路:字节流字符流
二哥的 Java 进阶之路:字节流字符流

在计算机中,数据通常以二进制形式存储和传输。

  • 编码就是将原始数据(比如说文本、图像、视频、音频等)转换为二进制形式。
  • 解码就是将二进制数据转换为原始数据,是一个反向的过程。

常见的编码和解码方式有很多,举几个例子:

  • ASCII 编码和解码:在计算机中,常常使用 ASCII 码来表示字符,如键盘上的字母、数字和符号等。例如,字母 A 对应的 ASCII 码是 65,字符 + 对应的 ASCII 码是 43。
  • Unicode 编码和解码:Unicode 是一种字符集,支持多种语言和字符集。在计算机中,Unicode 可以使用 UTF-8、UTF-16 等编码方式将字符转换为二进制数据进行存储和传输。
  • Base64 编码和解码:Base64 是一种将二进制数据转换为 ASCII 码的编码方式。它将 3 个字节的二进制数据转换为 4 个 ASCII 字符,以便在网络传输中使用。例如,将字符串 "Hello, world!" 进行 Base64 编码后,得到的结果是 "SGVsbG8sIHdvcmxkIQ=="。
  • 图像编码和解码:在图像处理中,常常使用 JPEG、PNG、GIF 等编码方式将图像转换为二进制数据进行存储和传输。在解码时,可以将二进制数据转换为图像,以便显示或处理。
  • 视频编码和解码:在视频处理中,常常使用 H.264、AVC、MPEG-4 等编码方式将视频转换为二进制数据进行存储和传输。在解码时,可以将二进制数据转换为视频,以便播放或处理。

简单一点说就是:

  • 编码:字符(能看懂的)-->字节(看不懂的)
  • 解码:字节(看不懂的)-->字符(能看懂的)

我用代码来表示一下:

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 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 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。

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。

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。

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 ),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 ),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。

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 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 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 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。

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。

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。

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。

  • : 创建一个使用默认字符集的字符流。
  • : 创建一个指定字符集的字符流。

代码示例如下:

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

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。

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。

  • : 创建一个使用默认字符集的字符流。
  • :创建一个指定字符集的字符流。

代码示例如下:

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:

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。

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:

  • :从输入流中读取一个字符的数据。
  • :从输入流中读取 len 个字符的数据到指定的字符数组 cbuf 中,从 off 位置开始存放。
  • :返回此流是否已准备好读取。
  • :关闭输入流。

OutputStreamWriter 类的常用方法包括:

  • :向输出流中写入一个字符的数据。
  • :向输出流中写入指定字符数组 cbuf 中的 len 个字符,从 off 位置开始。
  • :将缓冲区的数据写入输出流中。
  • :关闭输出流。

在使用转换流时,需要指定正确的字符集编码方式,否则可能会导致数据读取或写入出现乱码。


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