字符流定义及如何深入理解字符流的编码

今天药忘吃喽~ 2023-10-08 18:39 7阅读 0赞

IputSrem类和OupuSrem类在读写文件时操作的都是字节，如果希望在程序中操作字符，使用这两个类就不太方便，为此JDK提供了字符流。同字节流样，字符流也有两个抽象的顶级父类，分别是Reader和Writer其中，Reader是字符入流，用于从某个源设备读取字符;Writer是字符输出流，用于向某个目标设备写入字符。Reader和Writer作为字符流的顶级父类，也有许多子类。下面通过张继承关系图列举Reader和Writer的一些常用子类  
![在这里插入图片描述][0aa5a38a780e4bd499d5477bfd3c2429.png]  
![在这里插入图片描述][edf1461be6324f13a4d430126498bfd1.png]  
从中可以看到，字符流的继承关系与字节流的继承关系有些类似，很多子类都是成对(输入流和输出流)出现的，其中PipedReader和FileWriter用于读写，BufferedReader和BufferedWriter是具有缓冲功能的流，使用它们可以提高读写效率。

**如何深入理解字符流的编码**

Java中是以流的形式来实现数据在网络中的传输，而所说的“流”则是字节流。因为所有的数据的最底层都是以字节为单位存储的，所以以字节为单位传输数据无疑是最简单也是最有效的传输方式。  
我们在学习Java的过程中，也经常接触字符流，字符流顾名思义则是以字符为单位进行数据传输，但是其实字符流的应用面是很窄的，并不是所有的文件都存在字符的概念的，比如视频文件、音频文件、图片文件，这些是无法以字符为单位进行传输的。字符流只能对文本字符进行操作。  
提到字符，我们首先就会想到的是编码，因为计算机存储的是字节，我们看到的却是字符，这之间是靠编码表对应起来的，那么这也就是本篇文章索要研究的内容—字符流编码。  
首先我们来看下面的案例：  
![在这里插入图片描述][70fb685be8d64bde8cd2d2148d2f4290.png]  
案例显示，Demo.java的项目编码和b.txt的编码格式一样，则能够正常写入，不会乱码。原理如下图所示：  
![在这里插入图片描述][2ea112b86f1b4d068c52879729361557.png]  
字符流，每一个字符流都存在一个缓冲区，缓冲区的编码格式是和项目的编码格式一致的，上述代码执行流程是：字符串“黑马”在FileWriter的缓冲区里面通过GBK编码把汉字编码成对应的字节，然后底层通过字节流将字节写入到b.txt。 很多人我们打开b.txt时看到的是“黑马”这两个字啊，并不是什么码值啊。其实所有文件的底层都是字节，子不过我们打开b.txt时，记事本软件就通过此文件的编码—GBK帮我们把码值解码成“黑马”这两个字了，所以我们看到的是黑马。照这样看来，如果b.txt的文件编码是UTF-8的话，肯定就会乱码，因为记事本会按照UTF-8进行解码，效果如下  
![在这里插入图片描述][c482b99806fa4fb8a3b57b73885c6bb6.png]  
接下来难点才真正的来临（很多人看了下面的代码和运行效果就蒙圈），我们把上图的代码改下（其他编码格式不变），你会发现不乱码了，如下图：  
![在这里插入图片描述][a31120a7d34246709c81462784deb85a.png]  
源码如下  
![在这里插入图片描述][fce65c2d57ed42dcb8604cf4f23b43dd.png]  
很多人蒙圈的原因是因为，先把字符转为了UTF-8 但是又通过new String(bytes)转成了GBK啊，但是b.txt是UTF-8格式的编码啊。为什么没有乱码呢？ 下图解释的很详细：  
![在这里插入图片描述][2a5bfe4477954479b0d206214ee8ed89.png]  
执行流程是：先通过UTF-8编码把“黑马”编码成几个字节比如13 42 35 86 59 47，然后再通过GBK编码，把该码值解码成对应的字符比如“传智人”，然后“传智人”进入缓冲区会通过GBK编码编码成刚才的字节 也就是13 42 35 86 59 47，然后再通过字节流写入到b.txt中，当打开b.txt时，记事本软件会按照此文件编码格式-UTF-8解码成“黑马”，所以我们看到的是没有乱码。

**总结**：通过比价复杂的案例我们明白了一、每个字符流都存在缓冲区，而且缓冲区的编码是和项目编码一致。二、字符流的底层依然是使用的字节流，而且还存在缓冲区的编码动作，所以效率比字节流会慢很多，所以通常数据的传输我们都会使用字节流。三、文本文件的底层存储的也是字节，我们打开文件看到的字符，是记事本软件所做的解码。

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