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Reader

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Reader是Java的IO库提供的另一个输入流接口。和InputStream的区别是,InputStream是一个字节流,即以byte为单位读取,而Reader是一个字符流,即以char为单位读取:

InputStreamReader
字节流,以byte为单位字符流,以char为单位
读取字节(-1,0~255):int read()读取字符(-1,0~65535):int read()
读到字节数组:int read(byte[] b)读到字符数组:int read(char[] c)

java.io.Reader是所有字符输入流的超类,它最主要的方法是:

public int read() throws IOException;

这个方法读取字符流的下一个字符,并返回字符表示的int,范围是0~65535。如果已读到末尾,返回-1

FileReader

FileReaderReader的一个子类,它可以打开文件并获取Reader。下面的代码演示了如何完整地读取一个FileReader的所有字符:

public void readFile() throws IOException {
    // 创建一个FileReader对象:
    Reader reader = new FileReader("src/readme.txt"); // 字符编码是???
    for (;;) {
        int n = reader.read(); // 反复调用read()方法,直到返回-1
        if (n == -1) {
            break;
        }
        System.out.println((char)n); // 打印char
    }
    reader.close(); // 关闭流
}

如果我们读取一个纯ASCII编码的文本文件,上述代码工作是没有问题的。但如果文件中包含中文,就会出现乱码,因为FileReader默认的编码与系统相关,例如,Windows系统的默认编码可能是GBK,打开一个UTF-8编码的文本文件就会出现乱码。

要避免乱码问题,我们需要在创建FileReader时指定编码:

Reader reader = new FileReader("src/readme.txt", StandardCharsets.UTF_8);

InputStream类似,Reader也是一种资源,需要保证出错的时候也能正确关闭,所以我们需要用try (resource)来保证Reader在无论有没有IO错误的时候都能够正确地关闭:

try (Reader reader = new FileReader("src/readme.txt", StandardCharsets.UTF_8) {
    // TODO
}

Reader还提供了一次性读取若干字符并填充到char[]数组的方法:

public int read(char[] c) throws IOException

它返回实际读入的字符个数,最大不超过char[]数组的长度。返回-1表示流结束。

利用这个方法,我们可以先设置一个缓冲区,然后,每次尽可能地填充缓冲区:

public void readFile() throws IOException {
    try (Reader reader = new FileReader("src/readme.txt", StandardCharsets.UTF_8)) {
        char[] buffer = new char[1000];
        int n;
        while ((n = reader.read(buffer)) != -1) {
            System.out.println("read " + n + " chars.");
        }
    }
}

CharArrayReader

CharArrayReader可以在内存中模拟一个Reader,它的作用实际上是把一个char[]数组变成一个Reader,这和ByteArrayInputStream非常类似:

try (Reader reader = new CharArrayReader("Hello".toCharArray())) {
}

StringReader

StringReader可以直接把String作为数据源,它和CharArrayReader几乎一样:

try (Reader reader = new StringReader("Hello")) {
}

InputStreamReader

ReaderInputStream有什么关系?

除了特殊的CharArrayReaderStringReader,普通的Reader实际上是基于InputStream构造的,因为Reader需要从InputStream中读入字节流(byte),然后,根据编码设置,再转换为char就可以实现字符流。如果我们查看FileReader的源码,它在内部实际上持有一个FileInputStream

既然Reader本质上是一个基于InputStreambytechar的转换器,那么,如果我们已经有一个InputStream,想把它转换为Reader,是完全可行的。InputStreamReader就是这样一个转换器,它可以把任何InputStream转换为Reader。示例代码如下:

// 持有InputStream:
InputStream input = new FileInputStream("src/readme.txt");
// 变换为Reader:
Reader reader = new InputStreamReader(input, "UTF-8");

构造InputStreamReader时,我们需要传入InputStream,还需要指定编码,就可以得到一个Reader对象。上述代码可以通过try (resource)更简洁地改写如下:

try (Reader reader = new InputStreamReader(new FileInputStream("src/readme.txt"), "UTF-8")) {
    // TODO:
}

上述代码实际上就是FileReader的一种实现方式。

使用try (resource)结构时,当我们关闭Reader时,它会在内部自动调用InputStreamclose()方法,所以,只需要关闭最外层的Reader对象即可。

使用InputStreamReader,可以把一个InputStream转换成一个Reader。

小结

Reader定义了所有字符输入流的超类:

  • FileReader实现了文件字符流输入,使用时需要指定编码;
  • CharArrayReaderStringReader可以在内存中模拟一个字符流输入。

Reader是基于InputStream构造的:可以通过InputStreamReader在指定编码的同时将任何InputStream转换为Reader

总是使用try (resource)保证Reader正确关闭。


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