新星计划day8【Java语言IO流】转换流的详解

 

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系列专栏：《JavaSE系列详解》

首发时间：2022年5月2日

❤：热爱Java学习，期待一起交流！

作者水平有限，如果发现错误，求告知，多谢！

有问题可以私信交流！！！

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目录

☆引言☆

一、字符编码和字符集

字符编码

字符集

二、编码引出的问题

三、转换流的概述和原理

概述

原理

四、转换流的分类和作用

分类

作用

五、转换流的使用

字符输出转换流【OutputStreamWriter】

字符输入转换流【InputStreamReader】

小练习

总结：

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☆引言☆

        大家好，上一章我们学习了Java语言IO流中的缓冲流，本章我们一起来学习Java语言IO流中的转换流。这篇文章主要带大家从字符编码、字符集、编码的问题和转换流的概述、原理，分类，作用以及使用步骤等几个方面深入学习Java语言IO流中的转换流。文章来自我的专栏《JavaSE系列详解》中，想要学习更多JavaSE的其他内容，订阅专栏《JavaSE系列详解》。对文章中描述错误的希望大家积极指出。

一、字符编码和字符集

字符编码

        计算机中储存的信息都是用二进制数表示的，而我们在屏幕上看到的数字，英文:标点符号、汉字等字符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中，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来，称为解码，比如说，按照A规则存储，同样按明规则解析，那么就能显示正确的文术符号。反之，按照A规则存储，再按照B规则解析，就会导致乱码现象。

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)

字符编码character Encoding:就是一真自然语言的字符与二进制数之间的对应规则。

编码表:生活中文字和计算机中二进制的对应规则

字符集

        字符集Charset:也叫编码表。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，需要进行字符编码，一套字符集必然至少有一套字符编吗。常见字符集有ASCII字符集，GBK字符集，Unicode字符集等。

         可见，当指定了编码，它所对应的字符集自然就指定了，所以编码才是我们最终要关心的。

ASCII字符集:

        ASCII(American Standard Code for InformationInterchanee美国信息交换标准代码)是其于拉丁字母的一真电脑编码系统，用干显示现代英语，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，阿拉伯敦字和西文符号)。

基本的ASCIL字符集，使用7位(bits)表示一个字符，共128字符。ASCIL的扩展字符集使用8位(bits)表示一个字符，共256字符，方便支持欧洲常用字符。

ISO-8859-1字符集:

拉丁码表，别名Latin-1用于显示欧洲使用的语言包括荷兰、丹麦、德语、意大利语、西班牙语等。

ISO-5559-1使用单字节编码，兼客ASI编码

GBxxx字符集:

GB就是国标的意思，是为了显示中文而设计的一套字符集。

        GB2312:简体中文码表。一个小干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，此外数学符号，罗马希腊的字母，日文的假名们都编进去了，连在ASCII里本来就有的数字，称点，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，完全将容GB2312标准，同时支持整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:

        Unicode编码系统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UTE-32。最为常用的UTF-8编码。

        UTF-8编码：可以用来表示Unicode标准中任何字符，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。所以我们开发Web应用，也要使用UTF-8编码。它使用一至四个字节为每个字符编码，编码规则:

        1.128个US-ASCII字符，只需一个字节编码。

        2.拉丁文等字符，需要二个字节编码。

        3.大部分常用字(含中文) 使用三个字节编码。

        4.其他极少使用的Unicode辅助字符，使用四字节编码。

二、编码引出的问题

        在Eclipse中，使用FileReade读取项目中的文本文件。由于Eclipse的设置，都是默认的GBK编码，所以没有任何问题。但是，当读取Windows系统中创建的文本文件时，如果在Windows系统中创建的文件格式是UTF-8编码,就会出现乱码。

public class Demo01FileReader {
public static void main(String[] args) throws IOException {
FileReader fr=new FileReader("F:\\workspace\\新建文件夹\\UTF-8.txt");
int line=0;
while((line=fr.read())!=-1){
System.out.print((char)line);
}
fr.close();
}
}

杩欎釜鏄疓BK鏍煎紡鐨勬枃鏈枃浠讹紝涓?浼氬効浼氳浆鎹㈡垚UTF-8鏍煎紡鐨勬枃浠?
鐜板湪鏄疷TF-8鏍煎紡鏂囦欢

 那么如何读取UTF-8编码的文件呢?

三、转换流的概述和原理

概述

        按照某种规则，将字符存储到计算机中，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来，称为解码，比如说，按照A规则存储，同样按明规则解析，那么就能显示正确的文术符号。反之，按照A规则存储，再按照B规则解析，就会导致乱码现象。而这种转换的方式就是转换流。

原理

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)

图解：

四、转换流的分类和作用

分类

转换流分为：

OutputStreamWriter字符输出转换流

InputStreamReader字符输入转换流

作用

按照指定的编码表格式对读取文件过程中的数据进行格式转换作用。

五、转换流的使用

字符输出转换流【OutputStreamWriter】

        OutputStreamWriter：是字符流通向字节流的桥梁：可使用指定的 charset 将要写入流中的字符编码成字节。（将能看懂的变成看不懂的）

继承关系：

java.io.OutputStreamWriter extends Writer

继承自父类的共性方法：

void write(int c) 写入单个字符。

void write(char[] cbuf) 写入字符数组。

abstract void write(char[] cbuf, int off, int len) 写入字符数组的某一部分。

void write(String str) 写入字符串。

void write(String str, int off, int len) 写入字符串的某一部分。

void flush() 刷新该流的缓冲。

void close() 刷新该流的缓冲。

构造方法：

OutputStreamWriter(OutputStream out) 创建使用默认字符编码的 OutputStreamWriter。

OutputStreamWriter(OutputStream out, String charsetName) 创建使用指定字符集OutputStreamWriter。

参数：

OutputStream out：字节输出流，可以用来写转换之后的字节到文件里

String charsetName：指定编码表名称，不区分大小写，可以是utf-8，UTF-8

使用步骤：

1.创建OutputStreamWriter对象，构造方法中传递字节输出流和指定的编码表名称；

2.使用OutputStreamWriter对象中的方法write，把字符转换为字节存储到缓冲区中（编码）

3.使用OutputStreamWriter对象中的方法flush，把内存缓冲区中的字节刷新到文件中（使用字节流写字节的过程）

4.释放资源

代码演示：

public static void main(String[] args) throws IOException {
write_gbk();
//write_utf_8();
}
//使用转换流OutputStreamWriter写GBK格式文件
private static void write_gbk() throws IOException, FileNotFoundException {
//1.创建OutputStreamWriter对象，构造方法中传递字节输出流和指定的编码表名称；
OutputStreamWriter osw=new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("F:\\workspace\\新建文件夹\\gbk.txt"),"gbk");
//2.使用OutputStreamWriter对象中的方法write，把字符转换为字节存储到缓冲区中（编码）
osw.write("你好，Java，很高兴今天学会转换流。");
//3.使用OutputStreamWriter对象中的方法flush，把内存缓冲区中的字节刷新到文件中（使用字节流写字节的过程）
osw.flush();
//4.释放资源
osw.close();
}

运行结果：使用转换流OutputStreamWriter写GBK格式文件

代码演示:

public static void main(String[] args) throws IOException {

write_utf_8();

}

//使用转换流OutputStreamWriter写UTF-8格式文件
private static void write_utf_8() throws UnsupportedEncodingException, FileNotFoundException, IOException {
//1.创建OutputStreamWriter对象，构造方法中传递字节输出流和指定的编码表名称；
OutputStreamWriter osw=new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("F:\\workspace\\新建文件夹\\e.txt"),"utf-8");
//2.使用OutputStreamWriter对象中的方法write，把字符转换为字节存储到缓冲区中（编码）
osw.write("你好，Java，很高兴今天学会转换流。");
//3.使用OutputStreamWriter对象中的方法flush，把内存缓冲区中的字节刷新到文件中（使用字节流写字节的过程）
osw.flush();
//4.释放资源
osw.close();
}

运行结果：使用转换流OutputStreamWriter写UTF-8格式文件

字符输入转换流【InputStreamReader】

        InputStreamReader：是字节流通向字符流的桥梁：它使用指定的 charset 读取字节并将其解码为字符。（解码：看不懂的变成能看懂的）

继承关系：

java.io.InputStreamReader extends Reader

继承自父类的共性方法：

int read() 读取单个字符。

int read(char[] cbuf) 将字符读入数组。

void close() 关闭该流并释放与之关联的所有资源

构造方法：

InputStreamReader(InputStream in) 创建一个使用默认字符集的 InputStreamReader。

InputStreamReader(InputStream in, String charsetName) 创建使用指定字符集的 InputStreamReader。

参数：

InputStream in：字节输入流，可以用来读取文件中保存的字节

String charsetName：指定编码表名称，不区分大小写，可以是utf-8，UTF-8

使用步骤：

1.创建InputStreamReader对象，构造方法中传递字节输入流和指定的编码表名称；

2.使用InputStreamReader对象中的方法read读取文件

3.释放资源

注意事项：

构造方法中指定的编码表名称和文件的编码相同，否则会发生乱码

代码演示：

public static void main(String[] args) throws IOException {
write_gbk();
}
//使用转换流InputStreamReader读取GBK格式文件
private static void write_gbk() throws IOException {
//1.创建InputStreamReader对象，构造方法中传递字节输入流和指定的编码表名称；
InputStreamReader isr=new InputStreamReader(new FileInputStream("F:\\workspace\\新建文件夹\\gbk.txt"),"gbk");
//2.使用InputStreamReader对象中的方法read读取文件
int len=0;
while((len=isr.read())!=-1){
System.out.print((char)len);
}
//3.释放资源
isr.close();
}

运行结果：使用转换流InputStreamReader读取GBK格式文件

代码演示

public static void main(String[] args) throws IOException {
read_utf_8();
}
//使用转换流InputStreamReader读取UTF-8格式文件
private static void read_utf_8() throws IOException{
//1.创建InputStreamReader对象，构造方法中传递字节输入流和指定的编码表名称；
InputStreamReader isr=new InputStreamReader(new FileInputStream("F:\\workspace\\新建文件夹\\e.txt"),"utf-8");
//2.使用InputStreamReader对象中的方法read读取文件
int len=0;
while((len=isr.read())!=-1){
System.out.print((char)len);
}
//3.释放资源
isr.close();
}

运行结果：使用转换流InputStreamReader读取UTF-8格式文件

小练习

练习：转换文件编码

将GBK编码的文件，转换为UTF-8编码的文本文件

F:\\workspace\\新建文件夹\\gbk.txt

分析:

1.创建InputStreamReader对象，构造方法中传递字节输入流和指定GBK编码表

2.创建OutputSteramWriter对象，构造方法中传递字节输出流和指定UTF-8编码表

3.使用InputStreamReader对象中的read方法读取文件

4.使用OutputSteramWriter对象中的write方法将字节流转换成字符流

5.释放资源

代码演示

public class Demo04Test {
public static void main(String[] args) throws IOException{
//1.创建InputStreamReader对象，构造方法中传递字节输入流和指定GBK编码表
InputStreamReader isr=new InputStreamReader(new FileInputStream("F:\\workspace\\新建文件夹\\gbk.txt"),"gbk");
//2.创建OutputSteramWriter对象，构造方法中传递字节输出流和指定UTF-8编码表
OutputStreamWriter osw=new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("F:\\workspace\\新建文件夹\\UTF-8.txt"),"utf-8");
//3.使用InputStreamReader对象中的read方法读取文件
int len=0;
while((len=isr.read())!=-1){
//4.使用OutputSteramWriter对象中的write方法将字节流转换成字符流
osw.write(len);
}
//5.释放资源
isr.close();
osw.close();
}
}

运行结果：

运行前

运行后

总结：

        好了以上就是转换流的一些学习，你是否学会了呢？今日的分享到此结束，由于笔者还在学习的路上辗转徘徊，水平有限，文章中可能有一些不对之处，还请各位大佬指正，最后祝愿每一个热爱编程的小伙伴，学习的路上不迷路，实现自己的追求。如果大家觉得还不错，希望多多支持一下，点赞，关注加收藏。

        你的点赞是对我最大的鼓励。

        你的收藏是对我文章的认可。

        你的关注是对我创作的动力。

        【完】