Java 字符流操作

     上篇文章Java 字节流操作介绍了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！