Java---IO加强(3)-IO流的操作规律

一般写关于操作文件的读取的几个通用步骤！！！

1、明确源和目的。

源：InputStream Reader 一定是被读取的。

目的：OutputStream Writer 一定是被写入的。

2、处理的数据是否是纯文本的数据？

是：使用字符流。Reader Writer

否：使用字节流。 InputStream OutputStream

到这里，两个明确确定完，就可以确定出要使用哪个体系。接下来，就应该明确具体这个体系要使用哪个具体的对象。(看顶层)

3、明确数据所在的设备。

到这里，具体使用哪个对象就可以明确了。(用底层)

4、明确是否需要额外功能？

另外：如果数据有规律，并且源和目的都是file，需要随机访问时，可以使用RandomAccessFile工具类。

★ 明确数据所在的设备：

源设备：

键盘(System.in)

硬盘(FileXXX)FileReader FileInputStream

内存(数组)ByteArrayInputStream CharArrayReader StringReader

网络(Socket)

目的设备：

显示器(控制台System.out)

硬盘(FileXXX)FileWriter FileOutputStream

内存(数组)ByteArrayOutputStream CharArrayWriter StringWriter

网络(Socket)

★ 明确是否需要额外功能？

1) 是否需要高效？缓冲区Buffered (字符与字节各两个)。

2) 是否需要转换？转换流 InputStreamReader OutputStreamWriter

3) 是否操作基本数据类型？ DataInputStream DataOutputStream

4) 是否操作对象(对象序列化)？ ObjectInputStream ObjectOutputStream

5) 需要对多个源合并吗？ SequenceInputStream

6) 需要保证数据的表现形式到目的地吗？ PrintStream 或 PrintWriter

IO流的操作规律之设计方案练习需求1：复制一个文本文件。

1、明确源和目的。

源：InputStream Reader

目的：OutputStream Writer

2、处理的数据是否是纯文本的数据？

源：Reader

目的：Writer

3、明确数据所在的设备。

源：file(硬盘)

目的：file(硬盘)

4、明确是否需要额外功能？

BufferedReader bufr = new BufferedReader(new FileReader(“a.txt”));

BufferedWriter bufw = new BufferedWriter(new FileWriter(“b.txt”));

IO流的操作规律之设计方案练习需求2：复制一个图片文件。

1、明确源和目的。

源：InputStream Reader

目的：OutputStream Writer

2、处理的数据是否是纯文本的数据？

源：InputStream

目的：OutputStream

3、明确数据所在的设备。

源：file(硬盘) FileInputStream fin = new FileInputStream(“1.jpg”);

目的：file(硬盘) FileOutputStream fout = new FileOutputStrema(“2.jpg”);

4、明确是否需要额外功能？

BufferedInputStream bufin = new BufferedInputStream( fin );

BufferedOutputStream bufout = new BufferedOutputStream( fout );

IO流的操作规律之设计方案练习需求3：读取键盘录入，存储到一个文件中。

1、明确源和目的。

源：InputStream Reader

目的：OutputStream Writer

2、处理的数据是否是纯文本的数据？

源：Reader

目的：Writer

3、明确数据所在的设备。

源：键盘 InputStream in = System.in;

目的：硬盘 FileWriter fw = new FileWriter(“a.txt”);

4、明确是否需要额外功能？

(必须要将键盘录入的字节转成字符。

需要将字节–>字符的转换流。InputStreamReader

还想需要高效。)

InputStreamReader isr = new InputStreamReader(System.in);

FileWriter fw = new FileWriter(“a.txt”);

BufferedReader bufr = new BufferedReader( isr);

BufferedWriter bufw = new BufferedWriter( fw );

IO流的操作规律之设计方案练习需求4：读取一个文本文件，显示到显示器上。

1、明确源和目的。

源：InputStream Reader

目的：OutputStream Writer

2、处理的数据是否是纯文本的数据？

源：Reader

目的：Writer

3、明确数据所在的设备。

源：硬盘 FileReader fr = new FileReader(“a.txt”);

目的：显示器 OutputStream out = System.out;

4、明确是否需要额外功能？

(要将字符数据转换成字节输出。

输出转换流：OutputStreamWriter

还想需要高效。)

FileReader fr = new FileReader(“a.txt”);

OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(System.out);

BufferedReader bufr = new BufferedReader( fr);

BufferedWriter bufw = new BufferedWriter( osw );

IO流的操作规律之设计方案练习需求5：读取一个文本文件，将文本按照指定的编码表UTF-8写入到另一个文件中。

1、明确源和目的。

源：InputStream Reader

目的：OutputStream Writer

2、处理的数据是否是纯文本的数据？

源：Reader

目的：Writer

3、明确数据所在的设备。

源：硬盘 FileReader fr = new FileReader(“a.txt”);

目的：硬盘 FileOutputStream fout = new FileOutputStream(“b.txt”);

4、明确是否需要额外功能？

(假定输出时要为字符数据指定编码表。转换流中的参数需要字节流，因此用FileOutputStream。

转换流：OutputStreamWriter，还想需要高效。)

FileReader fr = new FileReader(“a.txt”);

OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(fout,”utf-8”);

BufferedReader bufr = new BufferedReader( fr);

BufferedWriter bufw = new BufferedWriter( osw );

常见的编码表

ASCII：美国标准信息交换码。

用一个字节的7位可以表示。

ISO8859-1：拉丁码表。欧洲码表

用一个字节的8位表示。

GB2312：中国的中文编码表。

GBK：中国的中文编码表升级，融合了更多的中文文字符号。

Unicode：国际标准码，融合了多种文字。

所有文字都用两个字节来表示,Java语言使用的就是unicode

UTF-8：一种变长的unicode码的实现方式，由1~4个字节表示。

★转换流的编码应用

可以将字符以指定编码格式存储。

可以对文本数据指定编码格式来解读。

指定编码表的动作由构造函数完成。

★字符编码

编码：字符串字节数组

解码：字节数组字符串

Unicode和UTF-8的关系

★ Unicode

世界上存在着多种编码方式，同一个二进制数字可以被解释成不同的符号。因此，要想打开一个文本文件，就必须知道它的编码方式，否则用错误的编码方式解读，就会出现乱码。为什么电子邮件常常出现乱码？就是因为发信人和收信人使用的编码方式不一样。

可以想象，如果有一种编码，将世界上所有的符号都纳入其中。每一个符号都给予一个独一无二的编码，那么乱码问题就会消失。这就是Unicode，就像它的名字都表示的，这是一种所有符号的编码。

Unicode只是一个符号集，它只规定了符号的二进制代码，却没有规定这个二进制代码应该如何存储。

★ UTF-8

UTF-8是在互联网上使用最广的一种unicode的实现方式。其他实现方式还包括UTF-16和UTF-32，不过在互联网上基本不用。UTF-8是Unicode的实现方式之一。

★ UTF-8的编码格式

UTF-8最大的一个特点，就是它是一种变长的编码方式。它可以使用1~4个字节表示一个符号，根据不同的符号而变化字节长度。

UTF-8的编码规则很简单，只有二条：

1）对于单字节的符号，字节的第一位设为0，后面7位为这个符号的unicode码。因此对于英语字母，UTF-8编码和ASCII码是相同的。

2）对于n字节的符号（n>1），第一个字节的前n位都设为1，第n+1位设为0，后面字节的前两位一律设为10。剩下的没有提及的二进制位，全部为这个符号的unicode码。

   Unicode符号范围      |    UTF-8编码方式
        (十六进制)             |      （二进制）
-------------------------------+----------------------------------
0000 0000-0000 007F  |  0xxxxxxx
0000 0080-0000 07FF  |  110xxxxx 10xxxxxx
0000 0800-0000 FFFF  |  1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx
0001 0000-0010 FFFF  |  11110xxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx 

package unicode;

import java.io.IOException;
import java.io.UnsupportedEncodingException;

/**
 *
 * @author 陈浩翔
 *
 * @version 1.0  2016-4-28
 */
public class StringEncoding {

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //先演示正常的编码解码-----编码表和解码表必须一致，否则会乱码。----还有个前提，码表中必须要有你给的相应字符
        //只有gb2312,gbk和utf-8三个码表中才有中文，因此对我们来讲，只有用这3个表编码，才能处理中文
        String str = "湖南城市";
        byte buf[] = str.getBytes("utf-8");//编码---编码表是utf-8
        //printBytes( buf );
        String s = new String(buf,"gbk");//解码---解码表是gbk
        System.out.println(s);

        //※编码编错必挂，解码解错可以补救!

        //编码编错必挂
        /*
        String str = "湖南城市";
        byte buf[] = str.getBytes("iso8859-1");//编码---编错码了，必挂----因为iso8859-1这个码表中根本就没有中文，因此编出来的码肯定是错的
        printBytes( buf );
        */

        //解码解错可以补救!----中文乱码解决技术
        demo();

    }
    private static void demo() throws IOException {
        //应用场景： 浏览器中网页(中文数据,字节数组的形式buf[]) --io-->  server (Tomcat,iso8859-1)
        //--->Tomcat会把我们的buf[]用iso8859-1解码成字符串str(其实是用错码表的解码结果),然后把str通过传参传递到我们写的程序(servlet)中来
        //因此，我们程序中拿到的str是乱码，由此我们需要把 str恢复成真实的中文数据----该过程就叫中文乱码解决
        //1浏览器
        String str1 = "湖南城院";
        byte buf1[] = str1.getBytes();//用系统默认的编码---GBK或UTF-8
        //2Tomcat
        String str2 = new String(buf1,"iso8859-1");//解错码
        System.out.println("Tomcat解码后的数据："+str2);
        ////Tomcat把str2通过传参传给MyServlet////
        //3MyServlet---解决乱码
        byte buf2[] = str2.getBytes("iso8859-1");//反查---编码
        String str = new String(buf2);//用系统默认的码表解码
        System.out.println("MyServlet解决筹码之后："+str);
    }

    private static void printBytes(byte[] buf) {
        for(byte b: buf){
            System.out.print(b+" ");
        }
        System.out.println();
    }
}

//看看大部分汉字在UTF-8中的占有的字节数

package unicode;

import java.io.IOException;
import java.io.UnsupportedEncodingException;
/**
 *
 * @author 陈浩翔
 *
 * @version 1.0  2016-4-28
 */
public class UnicodeDemo1 {

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        String str = "湖南城市";
        byte buf[] = str.getBytes("utf-8");
        printBytes( buf );

    }

    private static void printBytes(byte[] buf) {
        for(byte b: buf){
            System.out.print(b+" ");
        }
        System.out.println();
    }

}

输出结果：

-26 -71 -106 -27 -115 -105 -27 -97 -114 -27 -72 -126