Java-字符流

1、为什么会出现字符流

由于字节流操作中文不是特别方便，所以Java就提供字符流

• 字符流=字节流+编码表

用字节流复制文本文件时，文本文件也会有中文，但是没有问题，原因是最终底层操作会自动进行字节拼接成中文，如何识别是中文的呢？

• 汉字在存储的时候，无论选择哪种编码存储，第一个字节都是负数

2、编码表

基础知识：

• 计算机中存储的信息都是二进制数表示的；我们在屏幕上看到的英文、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。这里强调一下；按照A编码存储，必须按照A编码解析，这样才能显示正确的文本符号。否则就会导致乱码现象

字符编码：就是一套自然语言的字符与二进制数之间的对应规则(A,65)

字符集：

• 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，就需要进行字符编码，一套字符集必然至少有一套字符编码。常见字符集有ASCII字符集、GBXXX字符集、Unicode字符集等

3、字符串中的编码解码问题

编码：

• byte[] getBytes()：使用平台的默认字符集将该String编码为一系列字节，将结果存储到新的字节数组中
• byte[] getBytes(String charsetName)：使用指定的字符集将该String编码为一系列字节，将结果存储到新的字节数组中

解码：

• String(byte[] bytes)：通过使用平台的默认字符集解码指定的字节数组来构造新的String
• String(byte[] bytes,String charsetName)：通过指定的字符集解码指定的字节数组来构造新的String

package FileInputStream;

import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.util.Arrays;

/*
    编码：
        byte[] getBytes()：使用平台的默认字符集将该String编码为一系列字节，将结果存储到新的字节数组中
        byte[] getBytes(String charsetName)：使用指定的字符集将该String编码为一系列字节，将结果存储到新的字节数组中
    解码：
        String(byte[] bytes)：通过使用平台的默认字符集解码指定的字节数组来构造新的String
        String(byte[] bytes,String charsetName)：通过指定的字符集解码指定的字节数组来构造新的String
 */
public class StringDemo {
    public static void main(String[] args) throws UnsupportedEncodingException {
        //定义一个字符串
        String s="中国";

        //byte[] getBytes()：使用平台的默认字符集将该String编码为一系列字节，将结果存储到新的字节数组中
        byte[] bys = s.getBytes();//[-28, -72, -83, -27, -101, -67]

        // byte[] getBytes(String charsetName)：使用指定的字符集将该String编码为一系列字节，将结果存储到新的字节数组中
//        byte[] bys = s.getBytes("UTF-8");//[-28, -72, -83, -27, -101, -67]
//        byte[] bys = s.getBytes("GBK");//[-42, -48, -71, -6]
        System.out.println(Arrays.toString(bys));

        //String(byte[] bytes)：通过使用平台的默认字符集解码指定的字节数组来构造新的String
//        String ss=new String(bys);
        //String(byte[] bytes,String charsetName)：通过指定的字符集解码指定的字节数组来构造新的String
        String ss=new String(bys,"UTF-8");
//        String ss=new String(bys,"GBK");
        System.out.println(ss);
    }
}

4、字符流中的编码解码问题

字符流抽象基类

• Reader：字符输入流的抽象类
• Writer：字符输出流的抽象类

字符流中和编码解码问题相关的两个类：

• InputStreamReader：是从字节流到字符流的桥梁；
      它读取字节，并使用指定的编码将其解码为字符；
      它使用的字符集可以由名称指定，也可以被明确指定，或者可以接受平台的默认字符集
• OutputStreamWriter：是从字符流到字节流的桥梁；
      使用指定的编码将写入的字符编码为字节
      它使用的字符集可以由名称指定，也可以被明确指定，或者可以接受平台的默认字符集

OutputStreamWriter (OutputStream out) ：创建一个使用默认字符编码的OutputStreamWriter
OutputStreamWriter (OutputStream out,String charsetName) ：创建一个使用命名字符集的OutputStreamWriter

InputStreamReader (InputStream in) ：创建一个使用默认字符集的InputStreamReader
InputStreamReader (InputStream in,String charsetName) ：创建一个使用命名字符集的InputStreamReader

package ConversionStream;

import java.io.*;
import java.util.Objects;

/*
    InputStreamReader:是从字节流到字符流的桥梁；
        它读取字节，并使用指定的编码将其解码为字符；
        它使用的字符集可以由名称指定，也可以被明确指定，或者可以接受平台的默认字符集
    OutputStreamWriter:是从字符流到字节流的桥梁；
        使用指定的编码将写入的字符编码为字节
        它使用的字符集可以由名称指定，也可以被明确指定，或者可以接受平台的默认字符集
 */
public class ConversionStreamDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //OutputStreamWriter (OutputStream out) 创建一个使用默认字符编码的OutputStreamWriter
        //OutputStreamWriter (OutputStream out,String charsetName) 创建一个使用命名字符集的OutputStreamWriter

//        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("D:\\Document\\Java\\myCharStream\\osw.txt");
//        OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(fos);
//        OutputStreamWriter osw=new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("D:\\Document\\Java\\myCharStream\\osw.txt"));
//        OutputStreamWriter osw=new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("D:\\Document\\Java\\myCharStream\\osw.txt"),"UTF-8");
        OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("D:\\Document\\Java\\myCharStream\\osw.txt"), "GBK");
        osw.write("中国");
        osw.close();

        //InputStreamReader (InputStream in) 创建一个使用默认字符集的InputStreamReader
        //InputStreamReader (InputStream in,String charsetName) 创建一个使用命名字符集的InputStreamReader
//        InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream("D:\\Document\\Java\\myCharStream\\osw.txt"));
        InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream("D:\\Document\\Java\\myCharStream\\osw.txt"),"GBK");

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

5、字符流写数据的5种方式

方法名	说明
void write(int c)	写一个字符
void write(char[] cbuf)	写入一个字符数组
void write(char[] cbuf,int off,int len)	写入字符数组的一部分
void write(String str)	写一个字符串
void write(String str,int off,int len)	写一个字符串的一部分

方法名	说明
flush()	刷新流，还可以继续写数据
close()	关闭流，释放资源，但是在关闭之前会先刷新流。一旦关闭，就不能再写数据

package ConversionStream;

import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStreamWriter;

/*
    构造方法：OutputStreamWriter (OutputStream out):创建一个默认字符编码OutputStreamWriter
    写数据的5种方式：
        void write(int c)	写一个字符
        void write(char[] cbuf)	写入一个字符数组
        void write(char[] cbuf,int off,int len)	写入字符数组的一部分
        void write(String str)	写一个字符串
        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 {
        OutputStreamWriter osw=new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("D:\\Document\\Java\\myCharStream\\osw.txt"));

        //void write(int c)	写一个字符
//        osw.write(97);
//        //void flush ():刷新流
//        osw.flush();
//        osw.write(98);
//        osw.flush();
//        osw.write(99);

        //void write(char[] cbuf)	写入一个字符数组
        char[]chs={'a','b','c','d','e'};
//        osw.write(chs);

        //void write(char[] cbuf,int off,int len)	写入字符数组的一部分
//        osw.write(chs,0,chs.length);
//        osw.write(chs,1,3);

        //void write(String str)	写一个字符串
//        osw.write("abcde");

        //void write(String str,int off,int len)	写一个字符串的一部分
//        osw.write("abcde",0,"abcde".length());
        osw.write("abcde",1,3);

        //释放资源
        osw.close();
        //osw.write(100);//Exception in thread "main" java.io.IOException: Stream closed
    }
}

6、字符流读数据的2种方式

方法名	说明
int read()	一次读一个字符数据
int read(char[] cbuf)	一次读一个字符数组数据

package ConversionStream;

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;

/*
    构造方法：
        InputStreamReader (InputStream in):创建一个使用默认字符集的InputStreamReader
    读数据的2种方式：
        int read()	一次读一个字符数据
        int read(char[] cbuf)	一次读一个字符数组数据
 */
public class InputStreamReaderDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //InputStreamReader (InputStream in):创建一个使用默认字符集的InputStreamReader
//        InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream("D:\\Document\\Java\\myCharStream\\osw.txt"));
        InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream("D:\\Document\\Java\\myCharStream\\ConversionStreamDemo.java"));

        //int read()	一次读一个字符数据
//        int ch;
//        while ((ch = isr.read()) != -1) {
//            System.out.print((char) ch);
//        }

        //int read(char[] cbuf)	一次读一个字符数组数据
        char[] chs = new char[1024];
        int len;
        while ((len = isr.read(chs)) != -1) {
            System.out.print(new String(chs, 0, len));
        }
        
        //释放资源
        isr.close();
    }
}

7、字符缓冲流

字符缓冲流：

• BufferedWriter:将文本写入字符输出流，缓冲字符，以提供单个字符，数组和字符串的高效写入，可以指定缓冲区大小，或者可以接受默认大小，默认值足够大，可用于大多数用途
• BufferedReader:从文本输入流读取文本，缓冲字符，以提供字符，数组和行的高效读取，可以指定缓冲区的大小，或者可以使用默认大小。默认值足够大，可用于大多数用途

构造方法：

• BufferedWriter(Writer out)
• BufferedReader(Reader in)

package BufferedStream;

import java.io.*;

/*
    字符缓冲流：
        BufferedWriter:将文本写入字符输出流，缓冲字符，以提供单个字符，数组和字符串的高效写入，可以指定缓冲区大小，或者可以接受默认大小，默认值足够大，可用于大多数用途
        BufferedReader:从文本输入流读取文本，缓冲字符，以提供字符，数组和行的高效读取，可以指定缓冲区的大小，或者可以使用默认大小。默认值足够大，可用于大多数用途
    构造方法：
        BufferedWriter(Writer out)
        BufferedReader(Reader in)
 */
public class BufferedStreamDemo01 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //BufferedWriter(Writer out)
//        FileWriter fw = new FileWriter("D:\\Document\\Java\\myCharStream\\bw.txt");
//        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(fw);
//        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("D:\\Document\\Java\\myCharStream\\bw.txt"));
//        bw.write("hello\n");
//        bw.write("world\n");
//        bw.close();

        //BufferedReader(Reader in)
        BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("D:\\Document\\Java\\myCharStream\\bw.txt"));

        //一次读一个字符数据
//        int ch;
//        while ((ch = br.read()) != -1) {
//            System.out.print((char) ch);
//        }

        //一次都一个字符数组数据
        char[] chs = new char[1024];
        int len;
        while ((len = br.read(chs)) != -1) {
            System.out.print(new String(chs, 0, len));
        }

        br.close();
    }
}

8、字符缓冲流特有功能

BufferedWriter:

• void newLine()：写一行行分隔符，行分隔符字符串由系统属性定义

BufferedReader:

• public String readLine()：读一行文字。结果包含行的内容的字符串，不包括任何行终止字符，如果流的结尾已经到达，则为null

package BufferedStream;

import java.io.*;

/*
    字符缓冲流特有功能
        BufferedWriter:
            void newLine()：写一行行分隔符，行分隔符字符串由系统属性定义
        BufferedReader:
            public String readLine()：读一行文字。结果包含行的内容的字符串，不包括任何行终止字符，如果流的结尾已经到达，则为null
 */
public class BufferedStreamDemo02 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        /*
        //创建字符缓冲输出流
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("D:\\Document\\Java\\myCharStream\\bw.txt"));

        //写数据
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            bw.write("hello" + i);
//            bw.write("\n");
            //void newLine()：写一行行分隔符，行分隔符字符串由系统属性定义
            bw.newLine();
            bw.flush();
        }

        //释放资源
        bw.close();
        */
        //创建字符缓冲输入流
        BufferedReader br=new BufferedReader(new FileReader("D:\\Document\\Java\\myCharStream\\bw.txt"));

        //读数据
        //public String readLine()：读一行文字。结果包含行的内容的字符串，不包括任何行终止字符，如果流的结尾已经到达，则为null
        /*
        //第一次读取数据
        String line = br.readLine();
        System.out.println(line);

        //第二次读取数据
        line = br.readLine();
        System.out.println(line);
         */
        String line;
        while((line=br.readLine())!=null){
            System.out.println(line);
        }
        br.close();
    }
}

9、复制文件的异常处理

try...catch...finally的做法：

try{

        可能出现异常的代码；

}catch(异常类名 变量名){

        异常的处理代码;

}finally{

        执行所有清楚操作;

}

JDK7改进方案：

try(定义流对象){

        可能出现异常的代码;

}catch(异常类名 变量名){

        异常的处理代码;

}

自动释放资源

JDK9改进方案：

定义输入流对象;

定义输出流对象;

try(输入流对象;输出流对象){

        可能出现异常的代码;

}catch(异常类名 变量名){

        异常的处理代码;

}

自动释放资源

package Test06;

import java.io.*;

/*
    复制文件加入异常处理
 */
public class copyFileDemo {
    public static void main(String[] args) {

    }

    //JDK9改进方案
    private static void method4() throws IOException {
        FileReader fr = new FileReader("D:\\Demo\\fr.txt");
        FileWriter fw = new FileWriter("D:\\Demo\\fr.txt");
        try (fr; fw) {
            char[] chs = new char[1024];
            int len;
            while ((len = fr.read()) != -1) {
                fw.write(chs, 0, len);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    //JDK7改进方案
    private static void method3() {
        try (FileReader fr = new FileReader("D:\\Demo\\fr.txt");
             FileWriter fw = new FileWriter("D:\\Demo\\fr.txt");) {
            char[] chs = new char[1024];
            int len;
            while ((len = fr.read()) != -1) {
                fw.write(chs, 0, len);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    //try...catch...finally
    private static void method2() {
        FileReader fr = null;
        FileWriter fw = null;
        try {
            fr = new FileReader("D:\\Demo\\fr.txt");
            fw = new FileWriter("D:\\Demo\\fr.txt");

            char[] chs = new char[1024];
            int len;
            while ((len = fr.read()) != -1) {
                fw.write(chs, 0, len);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (fw != null) {
                try {
                    fw.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if (fr != null) {
                try {
                    fr.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

    //抛出处理
    private static void method1() throws IOException {
        FileReader fr = new FileReader("D:\\Demo\\fr.txt");
        FileWriter fw = new FileWriter("D:\\Demo\\fr.txt");

        char[] chs = new char[1024];
        int len;
        while ((len = fr.read()) != -1) {
            fw.write(chs, 0, len);
        }
        fw.close();
        fr.close();
    }
}