Java 字符流操作

上篇文章[Java 字节流操作](http://www.cnblogs.com/yangming1996/p/6549800.html)介绍了java中基本的字节流操作，但是我们常常对于字符操作，如果使用字节流来实现输入输出就显得麻烦，我们可以使用字符流来实现对我们看得见的字符char进行操作，主要内容如下：

• 基本流（Reader/Writer）
• 转换流（InputStreamReader/OutputStreamEWriter）
• 文件字符流（FileReader/FileWriter）
• 字符数组流（charArrayReader/charArrayWriter）
• 缓冲字符流（BufferedReader/BufferedWriter）
• 装饰类（PrintWriter）
  
  
  
  一、基本流
  
       字节流的基本流是InputStream/OutputStream，这里的字符流的基本流是Reader/Writer，他们都是抽象类，想要实现更加复杂的操作就必须要子类来扩充。他们内部主要的就是read和write方法，实现单个字符及字符数组的读取的写入。此处就不再列出，我们将会从他们的子类中看看这些方法的实现。
  
  
  
  二、转换流
  
       InputStreamReader和OutputStreamWriter这两个类型流，在整个字符流中是十分重要的流，他们实现了和字节流的转换。先看看InputStreamReader:

private final StreamDecoder sd;

public InputStreamReader(InputStream in)
public InputStreamReader(InputStream in, String charsetName)
public InputStreamReader(InputStream in, Charset cs)
public InputStreamReader(InputStream in, CharsetDecoder dec)

public int read() throws IOException {
        return sd.read();
    }
public int read(char cbuf[], int offset, int length) throws IOException {
        return sd.read(cbuf, offset, length);
    }

          首先定义了一个StreamDecoder 类型的常量（这是一个十分重要的成员），一堆构造方法通过不同的方式指定了外部传入的InputStream类型的参数和解码类型。我们看到，read方法中调用的是上述的sd常量（这是一个StreamDecoder类型的常量）的方法。这个StreamDecoder类实际上完成了将字节转换成char的操作。

public class Test_InputOrOutput {
    public static void main(String[] args) throws IOException{

        InputStreamReader inr = new InputStreamReader(new FileInputStream("hello.txt"));
        char[] chs = new char[100];
        inr.read(chs);
        System.out.println(chs);
        inr.close();
    }
}

          上述代码展示了如何从文件中按照指定的解码方式读取出字符，OutputStreamWriter几乎是逆操作：

public void write(int c)
public void write(char cbuf[], int off, int len)
public void write(String str, int off, int len)

          可以写int，可以写char数组，还可以写字符串（实际上还是调用了getchars方法获取该字符串的内置char数组，然后调用写数组的方法）。

public class Test_InputOrOutput {
    public static void main(String[] args) throws IOException{

       OutputStreamWriter ow = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("hello.txt"));
        ow.write("walker");
        ow.close();
    }
}
/*可以明显感知，对字符操作的简单直接*/

     三、文件字符流

          FileReader和FileWriter两个流，继承的是上述的两个转换流。内部的方法非常简单，只是几个构造方法而已。

public FileReader(String fileName) throws FileNotFoundException {
        super(new FileInputStream(fileName));
    }
public FileReader(File file) throws FileNotFoundException {
        super(new FileInputStream(file));
    }

public FileWriter(String fileName) throws IOException {
        super(new FileOutputStream(fileName));
    }
public FileWriter(String fileName, boolean append) throws IOException {
        super(new FileOutputStream(fileName, append));
    }
public FileWriter(File file) throws IOException {
        super(new FileOutputStream(file));
    }

          从源代码中可以看出来，这两个文件流完全依赖父类。自己基本没有扩展父类，使用的方法都是父类的。你可以通过传文件的路径或者构建File类作为构造参数传入。

public class Test_InputOrOutput {
    public static void main(String[] args) throws IOException{

        FileReader fr = new FileReader("hello.txt");
        char[] chars = new char[1024];
        fr.read(chars);
        System.out.println(chars);
    }
}

          一样可以达到读取字符的效果，实际上上述代码可以转换为：

public class Test_InputOrOutput {
    public static void main(String[] args) throws IOException{

        InputStreamReader ins = new InputStreamReader(new FileInputStream("hello.txt"));
        char[] chars = new char[1024];
        ins.read(chars);
        System.out.println(chars);
    }
}
//因为FIleReader的内部还是通过super调用父类的构造方法

     四、字符数组流

          和之前介绍的字节数组流类似，都是为了能提高效率防止内存浪费而设计的。看看我们上面的一段代码：

public class Test_InputOrOutput {
    public static void main(String[] args) throws IOException{

        FileReader fr = new FileReader("hello.txt");
        char[] chars = new char[1024];
        fr.read(chars);
        System.out.println(chars);
    }
}

          这段程序其实是不完善的，因为我们默认hello文件中的字符容量小于等于1024，那如果文件足够大，我们势必要创建更大的字符数组（这是一种浪费内存）。我们可以使用字符数组流来实现动态扩容，解决内存空间。上述代码可以改写：

public class Test_InputOrOutput {
    public static void main(String[] args) throws IOException{

        FileReader fr = new FileReader("hello.txt");
        int x = 0;
        CharArrayWriter chw = new CharArrayWriter();
        while ((x = fr.read()) != -1){
            chw.write(x);
        }
        System.out.println(chw.toString());
        chw.close();
    }
}

          这样，即使文件再大，我们也不会浪费很多内存空间。至于StingReader和StringWriter两个流其实是类似的，因为String的本质是char数组， 所以他们必然也是有数组作为最基本的操作。



     五、缓冲字符流

          字符的缓冲流和字节的缓冲流是类似的。都是装饰流。

public class Test_InputOrOutput {
    public static void main(String[] args) throws IOException{

        BufferedReader bins = new BufferedReader(new FileReader("hello.txt"));
        BufferedWriter bws = new BufferedWriter(new FileWriter("hello.txt",true));
        int x;
        while ((x = bins.read()) != -1){
            System.out.println((char)x);
            bws.write(x);
        }
    }
}
//缓冲读和缓冲写

     六、PrintWriter

          这是一个继承与Writer的流，他是一个非常方便的类，可以直接指定文件名作为参数，可以指定编码类型，还支持自动缓冲技术，可以自动转换多种基本类型为字符串形式写入文件中。在我们日常使用写入文件时，可以优先考虑使用该类。

protected Writer out;
private final boolean autoFlush;
//构造方法
public PrintWriter (Writer out) {
        this(out, false);
    }
public PrintWriter(OutputStream out) {
        this(out, false);
    }
public PrintWriter(String fileName) throws FileNotFoundException {
        this(new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(fileName))),
             false);
public PrintWriter(File file) throws FileNotFoundException {
        this(new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(file))),
             false);
    }
//写入一个character
public void write(int c) {
        try {
            synchronized (lock) {
                ensureOpen();
                out.write(c);
            }
        }
        catch (InterruptedIOException x) {
            Thread.currentThread().interrupt();
        }
        catch (IOException x) {
            trouble = true;
        }
    }
//写入一个字符串
public void write(String s) {
        write(s, 0, s.length());
    }

//重载print方法
public void print(boolean b) {
        write(b ? "true" : "false");
    }
public void print(char c) {
        write(c);
    }

public void print(int i) {
        write(String.valueOf(i));
    }

public void println() {
        newLine();
    }
public void println(int x) {
        synchronized (lock) {
            print(x);
            println();
        }
    }
public void println(String x) {
        synchronized (lock) {
            print(x);
            println();
        }
    }

          上述代码中的print和println并非和我们的标准输出流（System.out.println）同义，这里的print表示写入到文件中。

public class Test_InputOrOutput {
    public static void main(String[] args) throws IOException{

        PrintWriter pw = new PrintWriter("hello.txt");
        pw.println('x');
        pw.close();
     }
}

          使用了PrintWriter写入到文件中，非常的简单方便，可以指定文件路径，File，OutputStream作为构造方法的形参。这一切的转换都封装了，自动提供缓冲流。这是一种比较好的输出流，在之后的使用中，如果遇到输出到文件，应该优先考虑PrintWriter。



          本篇文章结束了，这两篇文章是我阅读书籍和博客，加上jdk源代码总结得来，如有错误，望大家指出！