字节流和字符流

本文详细介绍了字节流和字符流的区别,特别是字节缓冲流和字符缓冲流在读写数据时的效率提升。通过四种不同方式使用字节流复制视频,展示了缓冲流的优势。同时,解释了字符流的出现原因,涉及到字符编码表,强调了正确编码和解码的重要性,防止乱码问题。最后,提到了字符缓冲流如BufferedReader和BufferedWriter在处理文本时的角色。

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1.字节流

1)字节缓冲流

字节缓冲流:

  • BufferOutputStream:该类实现缓冲输出流。通过设置这样的输出流,应用程序可以向底层输出流写入字节 ,而不必为写入的每个字节导致底层系统的调用
  • BufferedInputStream:创建BufferedInputStream将创建一个内部缓冲区数组。当从流中读取或跳过字节时,内部缓冲区将根据需要从所包含的输入流中重新填充,一次很多字节

构造方法:

  • 字节缓冲输出流:BufferedOutputStream(OutputStream out)
  • 字节缓冲输入流:BufferedInputStream(InputStream in)

为什么构造方法需要的是字节流,而不是具体的文件或者路径呢?

  • 字节缓冲流仅仅提供缓冲区,而真正的读写数据还得依靠基本的字节流对象进行操作

使用字节流实现视频复制的四种方式:

public class VideoCopy{
	/*需求:
        *   复制视频
        * 思路:
        *   1.根据数据源创建字节输入流对象
        *   2.根据目的地创建字节输出流对象
        *   3.读写数据,复制图片(一次读取一个字节数组,一次写入一个字节数组)
        *   4.释放资源
        * 四种方式实现复制视频,并记录每种方式复制视频的时间
        *   1.基本字节流一次独写一个字节
        *   2.基本字节流一次读写一个字节数组
        *   3.字节缓冲流一次读写一个字节
        *   4.字节缓冲流一次读写一个字节数组
        */
	public static void main(String[] args) throws Exception{
		//记录开始时间
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        //复制视频

        String sourcePath = "D:\\01.mp4";
        String desPath = "D:\\02.mp4";

        //method1(sourcePath, desPath);
        //method2(sourcePath,desPath);
        //method3(sourcePath,desPath);
        method4(sourcePath,desPath);

        //记录结束时间
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("共耗时:"+(endTime-startTime)+"毫秒");
	}

	//1.基本字节流一次独写一个字节
    private void method1(String sourcePath, String desPath) throws IOException {
        FileInputStream fis = new FileInputStream(sourcePath);
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(desPath);

        int by;
        while ((by=fis.read())!=-1){
            fos.write(by);
        }
        fos.close();
        fis.close();
    }

    //2.基本字节流一次读写一个字节数组
    private void method2(String sourcePath, String desPath) throws IOException {
        FileInputStream fis = new FileInputStream(sourcePath);
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(desPath);

        byte[] bys = new byte[1024];
        int len;
        while ((len=fis.read(bys))!=-1){
            fos.write(bys,0,len);
        }
        fos.close();
        fis.close();
    }

    //3.字节缓冲流一次读写一个字节
    private void method3(String sourcePath, String desPath) throws IOException {
        BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream(sourcePath));
        BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(desPath));

        int by;
        while ((by=bis.read())!=-1){
            bos.write(by);
        }
        bos.close();
        bis.close();
    }

    //4.字节缓冲流一次读写一个字节数组
    private void method4(String sourcePath, String desPath) throws IOException {
        BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream(sourcePath));
        BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(desPath));

        byte[] bys = new byte[1024];
        int len;
        while ((len=bis.read(bys))!=-1){
            bos.write(bys,0,len);
        }
        bos.close();
        bis.close();
    }
}

2.字符流

2.1 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,但是却不会出现乱码,原因是最终底层操作会自动进行字节拼接成中文,那么如何识别是中文的呢?

  • 汉字在存储时,无论选择那种编码存储,第一个字节都是负数
2.2 编码表

基础知识:

  • 计算机中存储的信息都是用二进制数表示的;我们在屏幕上看到的英文、汉字等字符是二进制数转化之后的结果
  • 按照某种规则,将字符存储到计算机中,成为编码。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,成为节码。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

字符集:

  • 是一个系统支持的所有字符集合,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知识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(常见的字符集有ASCII字符集、GBXXX字符集、Unicode字符集等)
2.3 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:从字符输入流读取文本,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
### Java 字节流字符流的区别及用法场景 #### 一、定义上的差异 字节流字符流的主要区别在于其处理的数据单位不同。字节流以 `8位`(即一个字节)为单位进行数据传输,适用于任何类型的二进制数据,如图片、音频文件等[^1]。而字符流则专门用于处理文本数据,它以 `16位` Unicode 字符为单位进行操作,能够自动完成字符集转换,从而简化了文本文件的读写过程[^2]。 #### 二、继承体系的不同 在 Java 的 I/O 类库中,字节流的核心抽象基类是 `InputStream` `OutputStream`,所有具体的字节流都派生于这两个类。与此相对应的是字符流,它的核心抽象基类分别是 `Reader` `Writer`。因此,在选择使用何种流时,可以根据具体需求决定是否需要支持字符编码转换[^3]。 #### 三、适用场景分析 - **字节流的应用** - 当涉及非文本型数据的操作时,比如图像文件 (.jpg, .png),视频文件 (.mp4) 或者其他二进制格式 (如 `.class`, `.exe`) 文件,则应该选用字节流来进行处理[^4]。 - **字符流的应用** - 对于纯文本文件或者需要考虑特定编码方式的情况,例如 XML 文档、JSON 数据或是普通的 UTF-8 编码文本文件,推荐采用字符流以便更方便地管理字符串并避免潜在的编码错误。 #### 四、两者之间的联系 尽管二者存在上述显著差别,但在某些情况下可能还需要互相配合工作。例如当从网络接收到原始字节数组却希望将其解释成某种指定编码的文字串的时候;或者是反过来要把一段文字按照给定编码转回对应的字节数组再发送出去的情形下,就可以借助桥接器类——`InputStreamReader` 及 `OutputStreamWriter` 实现这种转换关系。 ```java // 使用 InputStreamReader 将字节流转换为字符流的例子 InputStream inputStream = new FileInputStream("example.txt"); Reader reader = new InputStreamReader(inputStream, StandardCharsets.UTF_8); // 使用 OutputStreamWriter 将字符流转回字节流的例子 OutputStream outputStream = new FileOutputStream("output.txt"); Writer writer = new OutputStreamWriter(outputStream, StandardCharsets.UTF_8); ``` #### 五、性能考量 由于每次调用字符流方法内部都会经历一次额外的字符编码/解码过程,所以在追求极致速度的情况下可能会稍微逊色一点于直接操作底层字节的方式。不过对于大多数日常应用而言,这点开销完全可以忽略不计,并且利用好高级别的封装反而有助于减少程序复杂度以及提高可维护性。 ---
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