请帮我澄清一些 Java IO 的概念，也许我会爱上它！

Question

我试图熟悉 Java 提供的不同类型的流 IO，因此我在这里编写了这段小代码。

public static void main(String[] args) throws IOException {
    String str = "English is being IOed!\nLine 2 has a number.\n中文字體(Chinese)";

    FileOutputStream fos = new FileOutputStream("ByteIO.txt");
    Scanner fis = new Scanner(new FileInputStream("ByteIO.txt"));
    FileWriter fw = new FileWriter("CharIO.txt");
    Scanner fr = new Scanner(new FileReader("CharIO.txt"));

    BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("BufferedByteIO.txt"));
    Scanner bis = new Scanner(new BufferedInputStream(new FileInputStream("BufferedByteIO.txt")));
    BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("BufferedCharIO.txt"));
    Scanner br = new Scanner(new BufferedReader(new FileReader("BufferedCharIO.txt")));

    DataOutputStream dos = new DataOutputStream(new BufferedOutputStream((new FileOutputStream("DataBufferedByteIO.txt"))));
    Scanner dis = new Scanner(new DataInputStream(new BufferedInputStream((new FileInputStream("DataBufferedByteIO.txt")))));

    try {
        System.out.printf("ByteIO:\n");
        fos.write(str.getBytes());
        while (fis.hasNext())
            System.out.print(fis.next());// in the form of a String

        System.out.printf("\nCharIO:\n");
        fw.write(str);
        while (fr.hasNext())
            System.out.print(fr.next());

        System.out.printf("\nBufferedByteIO:\n");
        bos.write(str.getBytes());
        bos.flush();// buffer is not full, so you'll need to flush it
        while (bis.hasNext())
            System.out.print(bis.next());

        System.out.printf("\nBufferedCharIO:\n");
        bw.write(str);
        bw.flush();// buffer is not full, so you'll need to flush it
        while (br.hasNext())
            System.out.print(br.next());

        System.out.printf("\nDataBufferedByteIO:\n");
        dos.write(str.getBytes());
        //dos.flush();// dos doesn't seem to need this...
        while (dis.hasNext())
            System.out.print(dis.next());
    } finally {
        fos.close();
        fis.close();
        fw.close();
        fr.close();
        bos.close();
        br.close();
        dos.close();
        dis.close();
    }

}

它所做的只是将预定义的字符串写入文件，然后读取它。当我运行代码时出现问题，我得到：

ByteIO:
EnglishisbeingIOed!Line2hasanumber.中文字體(Chinese)
CharIO:
                        //<--Empty line here
BufferedByteIO:
EnglishisbeingIOed!Line2hasanumber.中文字體(Chinese)
BufferedCharIO:
EnglishisbeingIOed!Line2hasanumber.中文字體(Chinese)
DataBufferedByteIO:
                        //<--Empty line here

1. 文件都填充了正确的数据，所以我认为扫描仪出了问题，但我只是不知道出了什么问题，我希望有人可以为我指出错误。

2. 这些文件均填充有相同数据。根据Java I/O Streams<，这很奇怪/a>，字节流只能处理单个字节，并且只有字符流可以处理Unicode，所以字节流在处理汉字时不应该吐出乱码吗，汉字是UTF-16（我认为）？字节流和字符流（fos 与 fw）之间到底有什么区别？

3. 在一个部分不相关的主题上，我认为字节流用于处理音乐和图像等二进制数据，我还认为字节流吐出的数据应该难以辨认，但我似乎错了，不是吗？我应该使用哪个 I/O Stream Class(es)如果我正在处理二进制数据？

Answer 1

这里需要理解的一个重要概念是编码。

String/char[]/Writer/Reader 用于处理任何类型的文本数据。

byte[]/OutputStream/InputStream用于处理二进制数据。另外，磁盘上的文件仅存储二进制数据（是的，确实如此，希望稍后会更清楚）。

每当您在这两个世界之间进行转换时，都会使用某种编码。在 Java 中，有多种方法可以在这些世界之间进行转换，而无需指定编码。在这种情况下，将使用平台默认编码（哪一种编码取决于您的平台和配置/区域设置）。 [*]

编码的任务是将一些给定的二进制数据（通常来自 byte[]/ByteBuffer/InputStream）转换为文本数据（通常放入 char[]/CharBuffer/Writer）或相反。

具体如何发生取决于所使用的编码。某些编码（例如 ISO-8859-* 系列）是从 byte 值到相应 unicode 代码点的简单映射，其他编码（例如 UTF-8）则更为复杂，单个 unicode 代码点可以是1 到 4 字节之间的任何内容。

有一篇非常好的文章，对整个编码问题进行了基本概述，标题为： 每个软件开发人员的绝对最低限度绝对，必须了解 Unicode 和字符集（没有任何借口！）

[*] 通常不需要使用平台默认编码，因为它会使您的程序不可移植且难以使用，但这不是重点为了这个帖子。

Answer 2

使用 BufferedInputStream 和 DataInputStream 不会更改数据的内容。

字节流用于读取二进制数据。这里不适合。

字符流用于读取文本，扫描仪假设您正在读取新行终止行。 （你似乎没有）

如果我运行

String str = "English is being IOed!\nLine 2 has a number.\n\u4E2D\u6587\u5b57\u9ad4(Chinese)\n";
Writer fw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("ReaderWriter.txt"), "UTF-8");
fw.write(str);
fw.close();
Reader fr = new InputStreamReader(new FileInputStream("ReaderWriter.txt"), "UTF-8");
Scanner scanner = new Scanner(fr);
String next = "";
while (scanner.hasNext()) {
    next = scanner.next();
    System.out.println(next);
}
for (int i = 0; i < next.length(); i++)
    System.out.println(Integer.toHexString((int) next.charAt(i)));
fr.close();

我得到

English
is
being
IOed!
Line
2
has
a
number.
????(Chinese)
4e2d
6587
5b57
9ad4
28
43
68
69
6e
65
73
65
29

你可以看到原始字符被保留。这 '？'意味着该字符无法在我的终端或我的字符编码上显示。 （我不知道为什么）