Java基础15

第十五章 IO流(转换流字符流字符缓冲流打印流)
- 15.1 字符编码和字符集
- - 15.1.1 字符编码
  - 15.1.2 字符集
  - 15.1.3 String类getBytes()方法介绍
- 15.2 转换流
- - 15.2.1 转换流OutputStreamWriter
  - 15.2.2 OutputStreamWriter常用方法
  - - 构造方法
    - 写出数据方法
  - 15.2.3 转换流InputStreamReader
  - 15.2.4 InputStreamReader常用方法
  - - 构造方法
    - 读取数据方法
- 15.3 字符流便捷类
- - 15.3.1 概述
  - 15.3.2 FileWriter类
  - - 构造方法
    - 写出数据
  - 15.3.3 FileReader类
  - - 构造方法
    - 读取数据
- 15.4 字符缓冲流
- - 15.4.1 构造方法
  - 15.4.2 特有方法
  - 15.4.3 newLine()方法写换行符
  - 15.4.4 readLine()读取文本行
  - 15.4.5 文本练习
  - - 案例分析
- 15.5 打印流
- - 15.5.1 概述
  - 15.5.2 PrintWriter类
总结

第十五章 IO流(转换流字符流字符缓冲流打印流)

15.1 字符编码和字符集

15.1.1 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，同样按照A规则解析，那么就能显示正确的文本符号。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: 字符转换为字节。

解码:字节转换为字符。

字符编码 Character Encoding : 就是一套自然语言的字符与二进制数之间的对应规则。
生活中的文字和计算机文字的对应关系 a–>97–>0110 0001

15.1.2 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码。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。

ASCLL字符集：
- ASCII（American Standard Code for Information Interchange，美国信息交换标准代码）是基于拉丁字母的一套电脑编码系统，用于显示现代英语，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、阿拉伯数字和西文符号）。
- 基本的ASCII字符集，使用7位（bits）表示一个字符，共128字符。ASCII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-8859-1使用单字节编码，兼容ASCII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。一个小于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、标点、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，完全兼容GB2312标准，同时支持繁体汉字以及日韩汉字等。
  - 中文版操作系统使用的编码表就是GBK。
  - 中文汉字在2312和GBK编码表中均为两个字节表示，第一个字节为负数，第二个字节可能是负数也可能是正数。
- 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。尚未正式启用。
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。有三种编码实现方案，UTF-8、UTF-16和UTF-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。
5. UTF-8是变长编码表，汉字在UTF-8中均为负数。

15.1.3 String类getBytes()方法介绍

byte[] getBytes() 使用平台的默认字符集将此 String编码为字节序列，将结果存储到新的字节数组中。
- 使用平台默认字符集，将字符串编码为字节数组。
- 平台通常指的是操作系统平台，而中文版操作系统平台的默认字符集是GBK.

public static void main(String[] args){ byte[] bytes = "你".getBytes(); System.out.println(Arrays.toString(bytes)); }

以上程序的执行结果为：[-28, -67, -96]，3个字节，而GBK字符集汉字占用2个字节，UTF-8字符集汉字占有3个字节。

原因：IDEA启动JVM的时候，添加了启动参数： java -Dfile.encoding=UTF-8，启动JVM的时候将默认的字符集设置为了UTF-8。

byte[] getBytes(String charsetName )使用指定的字符集将此 String 编码为 byte 序列，并将结果存储到一个新的 byte 数组中。

public static void main(String[] args)throws Exception{ byte[] bytes = "你".getBytes("UTF-8"); System.out.println(Arrays.toString(bytes)); bytes = "你".getBytes("GBK"); System.out.println(Arrays.toString(bytes)); /* bytes = "你".getBytes("UTF-16LE"); System.out.println(Arrays.toString(bytes)); bytes = "你".getBytes("UTF-16LE"); System.out.println(Arrays.toString(bytes)); */}

常用编码表： GBK和UTF-8。

15.2 转换流

15.2.1 转换流OutputStreamWriter

java.io.OutputStreamwriter 类，继承Writer类，他是字符输出流，用于操作文本文件。OutputStreamwriter是字符流通向字节流的桥梁（字符流转成字节流），使用指定的字符集将字符编码为字节。它的字符集可以由名称指
定，也可以接受平台的默认字符集。

15.2.2 OutputStreamWriter常用方法

构造方法

OutputStreamWriter(OutputStream in) : 创建一个使用默认字符集的字符流。
OutputStreamWriter(OutputStream in, String charsetName) : 创建一个指定字符集的字符流。


OutputStreamWriter isr = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("out.txt"));
OutputStreamWriter isr2 = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("out.txt") , "GBK");

写出数据方法

void write(int c) 写出单个字符。
void write(char[] ch) 写出字符数组。
void write(char[] ch,int off,int len) 写出字符数组一部分，开始索引和写出的个数。
void write(String s) 写入字符串。
void flush() 刷新该流的缓冲，字符流写数据会先写在内存中，刷新后才会到达目的文件。

public static void main(String[] args) throws IOException { // 定义文件路径 String FileName = "E:\\out.txt"; // 创建流对象,默认UTF8编码 OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(FileName)); // 写出数据 osw.write("你好"); // 保存为6个字节osw.flush(); osw.close(); // 定义文件路径 String FileName2 = "E:\\out2.txt"; // 创建流对象,指定GBK编码 OutputStreamWriter osw2 = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(FileName2),"GBK"); // 写出数据 osw2.write("你好");// 保存为4个字节 osw2.flush();osw2.close();}

15.2.3 转换流InputStreamReader

java.io.InputStreamReader 类，继承Reader类，他是字符输入流，只能操作文本文件，不能操作其他类型文件。InputStreamReader是字节流通向字符流的桥梁（字节流转成字符流），使用指定的字符集将字符编码为字
节。它的字符集可以由名称指定，也可以接受平台的默认字符集。

15.2.4 InputStreamReader常用方法

构造方法

InputStreamReader(InputStream in) : 创建一个使用默认字符集的字符流。
InputStreamReader(InputStream in, String charsetName) : 创建一个指定字符集的字符流。

InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream("in.txt"));
InputStreamReader isr2 = new InputStreamReader(new FileInputStream("in.txt") , "GBK");

读取数据方法

int read()读取单个字符，读取到文件末尾时返回-1。
int read(char[] ch) 读取字符存储到数组中个，返回读取到的字符个数，读取到文件末尾时返回-1。

void main(String[] args) throws IOException { // 定义文件路径,文件为gbk编码 String FileName = "E:\\file_gbk.txt"; // 创建流对象,默认UTF8编码 InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream(FileName)); // 创建流对象,指定GBK编码 InputStreamReader isr2 = new InputStreamReader(new FileInputStream(FileName) , "GBK"); // 定义变量,保存字符 int read;// 使用默认编码字符流读取,乱码 while ((read = isr.read()) != -1) { System.out.print((char)read); }isr.close(); // 使用指定编码字符流读取,正常解析 while ((read = isr2.read()) != -1) { System.out.print((char)read);// 大家好 }isr2.close(); }

15.3 字符流便捷类

15.3.1 概述

使用转换流进行文本文件的读写可以进行编码表的设置，但是我们经常使用的是平台默认的编码表进行文本文件操作的，因此可以选择字符流的便捷类来使用。

FileWriter继承OutputStreamWriter，使用平台默认编码表写出数据。
FileReader继承InputStreamReader，使用平台默认编码表读取数据。

15.3.2 FileWriter类

构造方法

FileWriter(File file) ：创建一个新的 FileWriter，给定要读取的File对象。
FileWriter(String fileName) ：创建一个新的 FileWriter，给定要读取的文件的名称。

写出数据

public static void main(String[] args) throws IOException { // 使用文件名称创建流对象 FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt"); //写出单个字符 fw.write(97); fw.flush(); //写出字符数组 char[] chs = "ABCDED".toCharArray(); fw.write(chs); fw.flush(); //写出字符数组的一部分，开始索引，写出个数 fw.write(chs,1,3); fw.flush(); //写出字符串fw.write("Zy"); fw.flush(); fw.close(); }

注意：字符串输出数据，必须要使用flush()方法，否则数据在内存中，不会到达指定文件，close()方法在关闭前也会进行刷新，推荐写一次刷新一次，避免内存占用过多。

15.3.3 FileReader类

构造方法

FileWriter(File file) ：创建一个新的 FileWriter，给定要读取的File对象。
FileWriter(String fileName) ：创建一个新的 FileWriter，给定要读取的文件的名称。

读取数据

public static void main(String[] args) throws IOException { // 使用文件名称创建流对象 FileReader fr = new FileReader("read.txt"); // 定义变量，保存有效字符个数 int len ;// 定义字符数组，作为装字符数据的容器 char[] cbuf = new char[2]; // 循环读取while ((len = fr.read(cbuf))!=-1) { System.out.println(new String(cbuf,0,len)); }// 关闭资源 fr.close(); }

15.4 字符缓冲流

15.4.1 构造方法

public BufferedReader(Reader in) ：创建一个新的缓冲输入流。
public BufferedWriter(Writer out) ：创建一个新的缓冲输出流。

//创建字符缓冲输入流 BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("br.txt")); // 创建字符缓冲输出流 BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("bw.txt"));

15.4.2 特有方法

字符缓冲流的基本方法与普通字符流调用方式一致，不再阐述，我们来看它们具备的特有方法。

BufferedReader： public String readLine() : 读一行文字。
BufferedWriter： public void newLine() : 写一行行分隔符,由系统属性定义符号。

15.4.3 newLine()方法写换行符

public static void main(String[] args) throws IOException { // 创建流对象 BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("out.txt")); // 写出数据 bw.write("ZY"); // 写出换行 bw.newLine(); bw.write("热巴"); bw.newLine(); bw.write("娜扎"); bw.newLine(); // 释放资源 bw.close(); }

15.4.4 readLine()读取文本行

public static void main(String[] args) throws IOException { // 创建流对象 BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("in.txt")); // 定义字符串,保存读取的一行文字 String line = null; // 循环读取,读取到最后返回null while ((line = br.readLine())!=null) {System.out.print(line); System.out.println("------"); }//释放资源br.close();}

15.4.5 文本练习

请将文本信息回复顺序

3.侍中、侍郎郭攸之、费祎、董允等，此皆良实，志虑忠纯，是以先帝简拔以遗陛下。愚以为宫中之事，事无大小， 悉以咨之，然后施行，必得裨补阙漏，有所广益。
8.愿陛下托臣以讨贼兴复之效，不效，则治臣之罪，以告先帝之灵。若无兴德之言，则责攸之、祎、允等之慢，以彰 其咎；陛下亦宜自谋，以咨诹善道，察纳雅言，深追先帝遗诏，臣不胜受恩感激。
4.将军向宠，性行淑均，晓畅军事，试用之于昔日，先帝称之曰能，是以众议举宠为督。愚以为营中之事，悉以咨 之，必能使行阵和睦，优劣得所。
2.宫中府中，俱为一体，陟罚臧否，不宜异同。若有作奸犯科及为忠善者，宜付有司论其刑赏，以昭陛下平明之理， 不宜偏私，使内外异法也。
1.先帝创业未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此诚危急存亡之秋也。然侍卫之臣不懈于内，忠志之士忘身于 外者，盖追先帝之殊遇，欲报之于陛下也。诚宜开张圣听，以光先帝遗德，恢弘志士之气，不宜妄自菲薄，引喻失 义，以塞忠谏之路也。
9.今当远离，临表涕零，不知所言。
6.臣本布衣，躬耕于南阳，苟全性命于乱世，不求闻达于诸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉屈，三顾臣于草庐之中，咨 臣以当世之事，由是感激，遂许先帝以驱驰。后值倾覆，受任于败军之际，奉命于危难之间，尔来二十有一年矣。
7.先帝知臣谨慎，故临崩寄臣以大事也。受命以来，夙夜忧叹，恐付托不效，以伤先帝之明，故五月渡泸，深入不 毛。今南方已定，兵甲已足，当奖率三军，北定中原，庶竭驽钝，攘除奸凶，兴复汉室，还于旧都。此臣所以报先帝 而忠陛下之职分也。至于斟酌损益，进尽忠言，则攸之、祎、允之任也。
5.亲贤臣，远小人，此先汉所以兴隆也；亲小人，远贤臣，此后汉所以倾颓也。先帝在时，每与臣论此事，未尝不叹 息痛恨于桓、灵也。侍中、尚书、长史、参军，此悉贞良死节之臣，愿陛下亲之信之，则汉室之隆，可计日而待也。

案例分析

使用流对象逐行读取原文本信息,把读取的信息保存到集合中。
使用Collections集合工具类中的方法sort,对集合中的元素按照自定义规则排序。
遍历集合,把集合中排序后的文本在写入到新的记事本中。

public static void main(String[] args) throws IOException { //1.创建ArrayList集合,泛型使用String ArrayList<String> list = new ArrayList<>(); //2.创建BufferedReader对象,构造方法中传递FileReader对象 BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("IO\\in.txt")); //3.创建BufferedWriter对象,构造方法中传递FileWriter对象 BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("IO\\out.txt")); //4.使用BufferedReader对象中的方法readLine,以行的方式读取文本 String line = null; while((line = br.readLine())!=null){ //5.把读取到的文本存储到ArrayList集合中 list.add(line); }//6.使用Collections集合工具类中的方法sort,对集合中的元素按照自定义规则排序 Collections.sort(list, new Comparator<String>() { /*o1-o2:升序 o2-o1:降序 */@Override public int compare(String o1, String o2) { //依次比较集合中两个元素的首字母,升序排序 return o1.charAt(0)-o2.charAt(0); } });//7.遍历ArrayList集合,获取每一个元素 for (String s : list) { //8.使用BufferedWriter对象中的方法wirte,把遍历得到的元素写入到文本中(内存缓冲区中) bw.write(s); //9.写换行 bw.newLine(); bw.flush(); }//10.释放资源 bw.close(); br.close();
}

15.5 打印流

15.5.1 概述

打印流是专门负责数据输出打印的流对象，我们经常使用的控制台输出语句 System.out.println() ，就是打印流实现的输出。 System.out 的运行结果就是PrintStream打印流对象。

PrintStream继承OutputStream，本质上是字节输出流。
PrintWriter继承Writer，本质上是字符输出流。

打印流的特点：

打印流指负责输出数据，不负责数据来源。
打印流永远不会抛出IOException。
使用PrintWriter打印流，可以开启自动刷新功能。
- 调用println，printf，format三个方法中的一个才能自动刷新。

15.5.2 PrintWriter类

public PrintWriter(String fileName) ：使用指定的文件名创建一个新的打印流。
public PrintWriter(OutputStream out) ：使用指定的字节输出流构造打印流。
public PrintWriter(Writer writer) ：使用指定的字符输出流构造打印流。

public static void main(String[] args) throws IOException { // 创建打印流,输出目的是字节输出流 //PrintWriter pw = new PrintWriter(new FileOutputStream("a.txt"),true); //创建打印流,输出目的是字符 PrintWriter pw = new PrintWriter(new FileWriter("a.txt"),true); pw.println(97); pw.println(98); pw.close();
}

注意：打印流输出数据是原样输出，打印97，结果看到就是97，而不是a。

总结

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