字符集、IO流（一）
一、字符集1.1 字符集的来历
盘算机是美国人发明的，由于盘算机可以或许处置处罚的数据只能是0和1构成的二进制数据，为了让盘算机可以或许处置处罚字符，于是美国人就把他们会用到的每一个字符进行了编码（所谓编码，就是为一个字符编一个二进制数据），如下图所示：
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/41981084e4654099bc23a0cece2b92cc.png
美国人常用的字符有英笔墨母、标点符号、数字以及一些特殊字符，这些字符一共也不到128个，以是他们用1个字节来存储1字符就够了。 美国人把他们用到的字符和字符对应的编码总结成了一张码表，这张码表叫做ASCII码表（也叫ASCII字符集）
其实盘算机只在美国用是没有题目标，但是盘算机慢慢的遍及到全世界，当遍及到中国的时候，在盘算机中想要存储中文，那ASCII字符集就不够用了，因为中文太多了，随便数一数也有几万个字符。
于是中国人为了在盘算机中存储中文，也编了一个中国人用的字符集叫做GBK字符集，这里面包含2万多个汉字字符，GBK中一个汉字采用两个字节来存储，为了可以或许显示英笔墨母，GBK字符集也兼容了ASCII字符集，在GBK字符集中一个字母还是采用一个字节来存储。
1.2 汉字和字母的编码特点
需要我们注意汉字和字母的编码特点：
[*] 假如是存储字母，采用1个字节来存储，一共8位，此中第1位是0
[*] 假如是存储汉字，采用2个字节来存储，一共16位，此中第1位是1
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/fec6627b14d84973aade85399db97ce6.png
当读取文件中的字符时，通过识别读取到的第1位是0还是1来判定是字母还是汉字
[*] 假如读取到第1位是0，就以为是一个字母，此时往后读1个字节。
[*] 假如读取到第1位是1，就以为是一个汉字，此时往后读2个字节。
1.3 Unicode字符集
在Unicode字符集中包含了世界上全部国家的笔墨，一个字符采用4个自己才存储。
在Unicode字符集中，采用一个字符4个字节的编码方案，又造成另一个题目：假如是说英语的国家，他们只需要用到26大小写字母，加上一些标点符号就够了，本身一个字节就可以表现完，用4个字节就有点浪费。
于是又对Unicode字符集中的字符进行了重新编码，一共设计了三种编码方案。分别是UTF-32、UTF-16、UTF-8; 此中比较常用的编码方案是UTF-8
下面我们详细先容一下UTF-8这种编码方案的特点。
1.UTF-8是一种可变长的编码方案，工分为4个长度区
2.英文字母、数字占1个字节兼容(ASCII编码)
3.汉字字符占3个字节
4.极少数字符占4个字节
1.4 字符集小结
ASCII字符集：《美国信息交换标准代码》，包含英文字母、数字、标点符号、控制字符
特点：1个字符占1个字节
GBK字符集：中国人自己的字符集，兼容ASCII字符集，还包含2万多个汉字
特点：1个字母占用1个字节；1个汉字占用2个字节
Unicode字符集：包含世界上所有国家的文字，有三种编码方案，最常用的是UTF-8
UTF-8编码方案：英文字母、数字占1个字节兼容(ASCII编码)、汉字字符占3个字节 1.5 编码息争码
搞清楚字符集的知识之后，我们接下来再带着同砚们使用Java代码完成编码息争码的操作。
其实String类类中就提供了相应的方法，可以完成编码息争码的操作。
[*] 编码：把字符串按照指定的字符集转换为字节数组
[*] 解码：把字节数组按照指定的字符集转换为字符串
/**
* 目标：掌握如何使用Java代码完成对字符的编码和解码。
*/
public class Test {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 1、编码
String data = "a我b";
byte[] bytes = data.getBytes(); // 默认是按照平台字符集（UTF-8）进行编码的。
System.out.println(Arrays.toString(bytes));
// 按照指定字符集进行编码。
byte[] bytes1 = data.getBytes("GBK");
System.out.println(Arrays.toString(bytes1));
// 2、解码
String s1 = new String(bytes); // 按照平台默认编码（UTF-8）解码
System.out.println(s1);
String s2 = new String(bytes1, "GBK");
System.out.println(s2);
}
}
二、IO流（字节省）
2.1 IO流概述
IO流的作用：就是可以对文件或者网络中的数据进行读、写的操作。如下图所示
[*] 把数据从磁盘、网络中读取到步调中来，用到的是输入流。
[*] 把步调中的数据写入磁盘、网络中，用到的是输出流。
[*] 简朴记：输入流（读数据）、输出流（写数据）
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/286c926d078c48218c47d07edee2c6a3.png
IO流分为两大派系：
1.字节流：字节流又分为字节输入流、字节输出流
2.字符流：字符流由分为字符输入流、字符输出流 https://i-blog.csdnimg.cn/direct/6a7a4e503a5d435ca160b8b9750f90f6.png
2.2 FileInputStream读取一个字节
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/5b84d61e6b7a40bfa5dac95910de4329.png
需要用到的方法如下图所示：有构造方法、成员方法
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/3091641def014051bab48a3099cd7ac7.png
使用FileInputStream读取文件中的字节数据，步调如下
第一步：创建FileInputStream文件字节输入流管道，与源文件接通。
第二步：调用read()方法开始读取文件的字节数据。
第三步：调用close()方法释放资源 /**
* 目标：掌握文件字节输入流，每次读取一个字节。
*/
public class FileInputStreamTest1 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 1、创建文件字节输入流管道，与源文件接通。
InputStream is = new FileInputStream(("file-io-app\\src\\itheima01.txt"));
// 2、开始读取文件的字节数据。
// public int read():每次读取一个字节返回，如果没有数据了，返回-1.
int b; // 用于记住读取的字节。
while ((b = is.read()) != -1){
System.out.print((char) b);
}
//3、流使用完毕之后，必须关闭！释放系统资源！
is.close();
}
} 这里需要注意一个题目：由于一个中文在UTF-8编码方案中是占3个字节，采用一次读取一个字节的方式，读一个字节就相当于读了1/3个汉字，此时将这个字节转换为字符，是会有乱码的。
2.3 FileInputStream读取多个字节
FileInputStream调用read()方法，可以一次读取一个字节。但是这种读取方式效率太太太太慢了。 为了提高效率，我们可以使用另一个read(byte[] bytes)的重载方法，可以一次读取多个字节，至于一次读多少个字节，就在于你通报的数组有多大。
使用FileInputStream一次读取多个字节的步调如下
第一步：创建FileInputStream文件字节输入流管道，与源文件接通。
第二步：调用read(byte[] bytes)方法开始读取文件的字节数据。
第三步：调用close()方法释放资源 /**
* 目标：掌握使用FileInputStream每次读取多个字节。
*/
public class FileInputStreamTest2 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 1、创建一个字节输入流对象代表字节输入流管道与源文件接通。
InputStream is = new FileInputStream("file-io-app\\src\\itheima02.txt");
// 2、开始读取文件中的字节数据：每次读取多个字节。
//public int read(byte b[]) throws IOException
//每次读取多个字节到字节数组中去，返回读取的字节数量，读取完毕会返回-1.
// 3、使用循环改造。
byte[] buffer = new byte;
int len; // 记住每次读取了多少个字节。abc 66
while ((len = is.read(buffer)) != -1){
// 注意：读取多少，倒出多少。
String rs = new String(buffer, 0 , len);
System.out.print(rs);
}
// 性能得到了明显的提升！！
// 这种方案也不能避免读取汉字输出乱码的问题！！
is.close(); // 关闭流
}
} 需要我们注意的是：read(byte[] bytes)它的返回值，表现当前这一次读取的字节个数
也就是说，并不是每次读取的时候都把数组装满，比如数组是 byte[] bytes = new byte;
第一次调用read(bytes)读取了3个字节(分别是97,98,99)，并且往数组中存，此时返回值就是3
第二次调用read(bytes)读取了2个字节(分别是99,100),并且往数组中存，此时返回值是2
第三次调用read(bytes)文件中后面已经没有数据了，此时返回值为-1 还需要注意一个题目：采用一次读取多个字节的方式，也是可能有乱码的。因为也有可能读取到半个汉字的情况。
2.4 FileInputStream读取全部字节
我们可以一次性读取文件中的全部字节，然后把全部字节转换为一个字符串，就不会有乱码了。
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/d8be9847fa9847628c35bb7c3625b046.png
// 1、一次性读取完文件的全部字节到一个字节数组中去。
// 创建一个字节输入流管道与源文件接通
InputStream is = new FileInputStream("file-io-app\\src\\itheima03.txt");
// 2、准备一个字节数组，大小与文件的大小正好一样大。
File f = new File("file-io-app\\src\\itheima03.txt");
long size = f.length();
byte[] buffer = new byte[(int) size];
int len = is.read(buffer);
System.out.println(new String(buffer));
//3、关闭流
is.close(); https://i-blog.csdnimg.cn/direct/8aac4111c21643c08f0ed52bf72f60ee.png
// 1、一次性读取完文件的全部字节到一个字节数组中去。
// 创建一个字节输入流管道与源文件接通
InputStream is = new FileInputStream("file-io-app\\src\\itheima03.txt");
//2、调用方法读取所有字节，返回一个存储所有字节的字节数组。
byte[] buffer = is.readAllBytes();
System.out.println(new String(buffer));
//3、关闭流
is.close(); 一次读取全部字节虽然可以办理乱码题目，但是文件不能过大，假如文件过大，可能导致内存溢出。
2.5 FileOutputStream写字节
往文件中写数据需要用到OutputStream下面的一个子类FileOutputStream。写输入的流程如下图所示
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/5a0a712bc0dc4dc29d15e1c11d37e7fe.png
第一步：创建FileOutputStream文件字节输出流管道，与目标文件接通。
第二步：调用wirte()方法往文件中写数据
第三步：调用close()方法释放资源 /**
* 目标：掌握文件字节输出流FileOutputStream的使用。
*/
public class FileOutputStreamTest4 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 1、创建一个字节输出流管道与目标文件接通。
// 覆盖管道：覆盖之前的数据
// OutputStream os =
// new FileOutputStream("file-io-app/src/itheima04out.txt");
// 追加数据的管道
OutputStream os =
new FileOutputStream("file-io-app/src/itheima04out.txt", true);
// 2、开始写字节数据出去了
os.write(97); // 97就是一个字节，代表a
os.write('b'); // 'b'也是一个字节
// os.write('磊'); // 默认只能写出去一个字节
byte[] bytes = "我爱你中国abc".getBytes();
os.write(bytes);
os.write(bytes, 0, 15);
// 换行符
os.write("\r\n".getBytes());
os.close(); // 关闭流
}
}
2.6 字节省复制文件
可以用这两种流共同起来使用，做一个文件复制的综合案例。
好比：我们要复制一张图片，从磁盘D:/resource/meinv.png的一个位置，复制到C:/data/meinv.png位置。
复制文件的思路如下图所示：
1.需要创建一个FileInputStream流与源文件接通，创建FileOutputStream与目标文件接通
2.然后创建一个数组，使用FileInputStream每次读取一个字节数组的数据，存如数组中
3.然后再使用FileOutputStream把字节数组中的有效元素，写入到目标文件中 /**
* 目标：使用字节流完成对文件的复制操作。
*/
public class CopyTest5 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 需求：复制照片。
// 1、创建一个字节输入流管道与源文件接通
InputStream is = new FileInputStream("D:/resource/meinv.png");
// 2、创建一个字节输出流管道与目标文件接通。
OutputStream os = new FileOutputStream("C:/data/meinv.png");
System.out.println(10 / 0);
// 3、创建一个字节数组，负责转移字节数据。
byte[] buffer = new byte; // 1KB.
// 4、从字节输入流中读取字节数据，写出去到字节输出流中。读多少写出去多少。
int len; // 记住每次读取了多少个字节。
while ((len = is.read(buffer)) != -1){
os.write(buffer, 0, len);
}
os.close();
is.close();
System.out.println("复制完成！！");
}
} 三、IO流资源开释
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/aa018f4e5d4c46e8b018bc566443538f.png
3.1 JDK7以前的资源开释
在JDK7版本以前，我们可以使用try...catch...finally语句来处置处罚。格式如下
try{
//有可能产生异常的代码
}catch(异常类 e){
//处理异常的代码
}finally{
//释放资源的代码
//finally里面的代码有一个特点，不管异常是否发生，finally里面的代码都会执行。
} public class Test2 {
public static void main(String[] args){
InputStream is = null;
OutputStream os = null;
try {
System.out.println(10 / 0);
// 1、创建一个字节输入流管道与源文件接通
is = new FileInputStream("file-io-app\\src\\itheima03.txt");
// 2、创建一个字节输出流管道与目标文件接通。
os = new FileOutputStream("file-io-app\\src\\itheima03copy.txt");
System.out.println(10 / 0);
// 3、创建一个字节数组，负责转移字节数据。
byte[] buffer = new byte; // 1KB.
// 4、从字节输入流中读取字节数据，写出去到字节输出流中。读多少写出去多少。
int len; // 记住每次读取了多少个字节。
while ((len = is.read(buffer)) != -1){
os.write(buffer, 0, len);
}
System.out.println("复制完成！！");
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
// 释放资源的操作
try {
if(os != null) os.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
try {
if(is != null) is.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
3.2 JDK7以后的资源开释
try(资源对象1; 资源对象2;){
使用资源的代码
}catch(异常类 e){
处理异常的代码
}
//注意：注意到没有，这里没有释放资源的代码。它会自动是否资源 代码如下：
/**
* 目标：掌握释放资源的方式：try-with-resource
*/
public class Test3 {
public static void main(String[] args){
try (
// 1、创建一个字节输入流管道与源文件接通
InputStream is = new FileInputStream("D:/resource/meinv.png");
// 2、创建一个字节输出流管道与目标文件接通。
OutputStream os = new FileOutputStream("C:/data/meinv.png");
){
// 3、创建一个字节数组，负责转移字节数据。
byte[] buffer = new byte; // 1KB.
// 4、从字节输入流中读取字节数据，写出去到字节输出流中。读多少写出去多少。
int len; // 记住每次读取了多少个字节。
while ((len = is.read(buffer)) != -1){
os.write(buffer, 0, len);
}
System.out.println(conn);
System.out.println("复制完成！！");
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
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