Java 中 byte与char、String互转原理

一、字节和unicode  

Java内核是unicode的，就连class文件也是，但是很多媒体，包括文件 / 流的保存方式是使用字节流的。因此Java要对这些字节流经行转化。 char是unicode的，而byte是字节。Java中  byte / char互转的函数在sun.io的包中间有。其中ByteToCharConverter类是中调度，可以用来告诉你，你用的 convertor。其中两个很常用的静态函数是： 

public   static  ByteToCharConverter getDefault(); 
public   static  ByteToCharConverter getConverter(String encoding); 



如果你不指定converter，则系统会自动使用当前的encoding,gb平台上用gbk,en平台上用8859_1。 

byte  ——〉 char ： 
" 你 " 的gb码是： 0xc4e3  ,unicode是0x4f60 
String encoding  =   " gb2312 " ; 
byte  b[]  =  {( byte ) ' \u00c4 ' ,( byte ) ' \u00e3 ' }; 
ByteToCharConverter converter  =  ByteToCharConverter.getConverter(encoding); 
char  c[]  =  converter.convertAll(b); 
for  ( int  i  =   0 ; i  <  c.length; i ++ ) { 
System.out.println(Integer.toHexString(c[i])); 
} 
结果是什么？ 0x4f60  
如果encoding  = " 8859_1 " ，结果又是什么？ 0x00c4 , 0x00e3  



如果代码改为： 

byte  b[]  =  {( byte ) ' \u00c4 ' ,( byte ) ' \u00e3 ' }; 
ByteToCharConverter converter  =  ByteToCharConverter. getDefault(); 
char  c[]  =  converter.convertAll(b); 
for  ( int  i  =   0 ; i  <  c.length; i ++ ) { 
System.out.println(Integer.toHexString(c[i])); 
} 



结果将又是什么？ 

这就要根据平台的编码而定。 

char  ——〉 byte ： 
String encoding  =   " gb2312 " ; 
char  c[]  =  { ' \u4f60 ' }; 
CharToByteConverter converter  =  CharToByteConverter.getConverter(encoding); 
byte  b[]  =  converter.convertAll(c); 
for  ( int  i  =   0 ; i  <  b.length; i ++ ) { 
System.out.println(Integer.toHexString(b[i])); 
} 
结果是什么？ 0x00c4 , 0x00e3  
如果encoding  = " 8859_1 " ，结果又是什么？ 0x3f  
如果代码改为 
String encoding  =   " gb2312 " ; 
char  c[]  =  { ' \u4f60 ' }; 
CharToByteConverter converter  =  CharToByteConverter.getDefault(); 
byte  b[]  =  converter.convertAll(c); 
for  ( int  i  =   0 ; i  <  b.length; i ++ ) { 
System.out.println(Integer.toHexString(b[i])); 
} 



结果将又是什么？还是根据平台的编码而定。 

很多中文问题就是从这两个最简单的类派生出来的。而却有很多类不直接支持把encoding输入，这给我们带来诸多不便。很多程序难得用encoding了，直接用default的encoding，这就给我们移植带来了很多困难。 

二、utf-8 

utf - 8是和unicode一一对应的，其实现很简单： 

7位的unicode:  0  _ _ _ _ _ _ _ 
11位的unicode:  1   1   0  _ _ _ _ _  1   0  _ _ _ _ _ _ 
16位的unicode:  1   1   1   0  _ _ _ _  1   0  _ _ _ _ _ _  1   0  _ _ _ _ _ _ 
21位的unicode:  1   1   1   1   0  _ _ _  1   0  _ _ _ _ _ _  1   0  _ _ _ _ _ _  1   0  _ _ _ _ _ _ 



大多数情况是只使用到16位以下的unicode: 

" 你 " 的gb码是： 0xc4e3  ,unicode是0x4f60 
0xc4e3的二进制： 
1100  ， 0100  ， 1110  ， 0011  



由于只有两位我们按照两位的编码来排，但是我们发现这行不通，因为第７位不是0因此，返回 " ? "  

0x4f60的二进制： 
0100  ， 1111  ， 0110  ， 0000  
我们用utf - 8补齐，变成： 
1110  ， 0100  ， 1011  ， 1101  ， 1010  ， 0000  
e4 -- bd --  a0 
于是返回： 0xe4 , 0xbd , 0xa0 。 



三、string和byte[] 

string其实核心是char[],然而要把byte转化成string，必须经过编码。string.length()其实就是char数组的长度，如果使用不同的编码，很可能会错分，造成散字和乱码。例如： 

String encoding  =  “”; 
byte  [] b = {( byte ) ' \u00c4 ' ,( byte ) ' \u00e3 ' }; 
String str = new  String(b,encoding); 



如果encoding = 8859_1，会有两个字，但是encoding = gb2312只有一个字这个问题在处理分页是经常发生。 

四、Reader,Writer / InputStream,OutputStream 

Reader和Writer核心是char，InputStream和OutputStream核心是byte。但是Reader和Writer的主要目的是要把char读 / 写InputStream / OutputStream。例如： 

文件test.txt只有一个 " 你 " 字， 0xc4 , 0xe3  
String encoding  =   " gb2312 " ; 
InputStreamReader reader  =   new  InputStreamReader( new  FileInputStream( 
" text.txt " ), encoding); 
char  c[]  =   new   char [ 10 ]; 
int  length  =  reader.read(c); 
for  ( int  i  =   0 ; i  <  length; i ++ ) { 
System.out.println(c[i]); 
} 



结果是什么？是 " 你 " 。如果encoding  = " 8859_1 " ，结果是什么？ " ?? " 两个字符，表示不认识。反过来的例子自己做。 
五、我们要对Java的编译器有所了解： 

Javac  ? encoding 



我们常常没有用到encoding这个参数。其实encoding这个参数对于跨平台的操作是很重要的。如果没有指定encoding，则按照系统的默认 encoding,gb平台上是gb2312，英文平台上是iso8859_1。Java的编译器实际上是调用sun.tools.Javac.main 的类，对文件进行编译，这个类有compile函数中间有一个encoding的变量, - encoding的参数其实直接传给encoding变量。编译器就是根据这个变量来读取Java文件的，然后把用utf - 8形式编译成class文件。例子代码： 

String str  =   " 你 " ; 
FileWriter writer  =   new  FileWriter( " text.txt " ); 
write.write(str); 
writer.close(); 

如果用gb2312编译，你会找到e4 bd a0的字段 ； 
如果用8859_1编译， 00c4 00e3的二进制： 
0000 ， 0000  ， 1100 ， 0100  ， 0000 ， 0000  ， 1110 ， 0011  
因为每个字符都大于7位，因此用11位编码： 
1100 ， 0001 ， 1000 ， 0100 ， 1100 ， 0011 ， 1010 ， 0011  
c1 --   84 -- 　c3 -- 　 a3 
你会找到c1  84  c3 a3 



但是我们往往忽略掉这个参数，因此这样往往会有跨平台的问题： 

样例代码在中文平台上编译，生成zhclass 

样例代码在英文平台上编译，输出enclass 

( 1 ) zhclass在中文平台上执行ok,但是在英文平台上不行 

( 2 ) enclass在英文平台上执行ok,但是在中文平台上不行 

原因是： 

( 1 ) 在中文平台上编译后，其实str在运行态的char[]是0x4f60,　在中文平台上运行，filewriter的缺省编码是gb2312,因此 chartobyteconverter会自动用调用gb2312的converter,把str转化成byte输入到fileoutputstream 中，于是0xc4,0xe3放进了文件。但是如果是在英文平台下，chartobyteconverter的缺省值是8859_1, filewriter会自动调用8859_1去转化str,但是他无法解释，因此他会输出 " ? "  

( 2 ) 在英文平台上编译后，其实str在运行态的char[]是0x00c4  0x00e3 , 在中文平台上运行，中文无法识别，因此会出现 ?? ；在英文平台上， 0x00c4 --> 0xc4 , 0x00e3 -> 0xe3 ，因此  0xc4 ,0xe3被放进了文件。 

六、其它原因： 

<% @ page contentType = " text/html; charset=GBK "   %>  



设置浏览器的显示编码，如果response的数据是utf8编码，显示将是乱码，但是乱码和上述原因还不一样。 

七、发生编码的地方： 

1 . 从数据库到Java程序  byte ——〉 char  

2 . 从Java程序到数据库  char ——〉 byte  

3 . 从文件到Java程序  byte ——〉 char  

4 . 从Java程序到文件  char ——〉 byte  

5 . 从Java程序到页面显示  char ——〉 byte  

6 . 从页面form提交数据到Java程序byte——〉 char  

7 . 从流到Java程序byte——〉 char  

8 . 从Java程序到流char——〉 byte  

可以使用配置过滤器的方法解决中文乱码的： 

< web - app >  
< filter >  
< filter - name > RequestFilter </ filter - name >  
< filter - class > net.golden.uirs.util.RequestFilter </ filter - class >  
< init - param >  
< param - name > charset </ param - name >  
< param - value > gb2312 </ param - value >  
</ init - param >  
</ filter >  
< filter - mapping >  
< filter - name > RequestFilter </ filter - name >  
< url - pattern >* .Jsp </ url - pattern >  
</ filter - mapping >  
</ web - app >  


public   void  doFilter(ServletRequest req, ServletResponse res, 
FilterChain fChain)  throws  IOException, ServletException { 
HttpServletRequest request  =  (HttpServletRequest) req; 
HttpServletResponse response  =  (HttpServletResponse) res; 
HttpSession session  =  request.getSession(); 
String userId  =  (String) session.getAttribute( " userid " ); 
req.setCharacterEncoding( this .filterConfig.getInitParameter( " charset " )); 
//  设置字符集？ 
// 实际上是设置了byte ——〉char的encoding 
try  { 
if  (userId  ==   null   ||  userId.equals( "" )) { 
if  ( ! request.getRequestURL().toString().matches( 
" .*/uirs/logon/logon(Controller){0,1}\\x2EJsp$ " )) { 
session.invalidate(); 
response.sendRedirect(request.getContextPath()  +  
" /uirs/logon/logon.Jsp " ); 
} 
} 
else  { 
//  看看是否具有信息上报系统的权限 
if  ( ! net.golden.uirs.util.UirsChecker.check(userId,  " 信息上报系统 " , 
net.golden.uirs.util.UirsChecker.ACTION_DO)) { 
if  ( ! request.getRequestURL().toString().matches( 
" .*/uirs/logon/logon(Controller){0,1}\\x2EJsp$ " )) { 
response.sendRedirect(request.getContextPath()  +  
" /uirs/logon/logonController.Jsp " ); 
} 
} 
} 
} 
catch  (Exception ex) { 
response.sendRedirect(request.getContextPath()  + " /uirs/logon/logon.Jsp " ); 
} 
fChain.doFilter(req, res);