学习-Java输入输出之Reader类之字符数据输入

任务描述

本关任务：使用字符输入流读取给定路径中的文件数据。

相关知识

在学习字符数据输入 Reader 类之前，我们先来了解一下什么是字符。

什么是字符

我们想象一下，给你一串二进制码（如 1010），要你来分辨它是什么含义，是代表数字还是字母还是汉字，你能有效的分辨吗？

显然不能，一般来说，我们是比较难以理解一串二进制码代表的含义的，而且一串二进制码是代表什么含义也无法很直观的表示出来。

我们比较好识别的是文字、字母和符号。

所以就有了字符，字符是指计算机中使用的文字和符号，比如1、2、3、A、B、C、~！·#￥%……—*（）——+、等等。

字符在计算机中可以看做：字节+编码表。什么意思呢？

我们知道，计算机是只识别二进制的，但是我们日常操作电脑，需要输入文字，字母，数字这些，我们不可能先去记住一串二进制数字，比如说 A 这个字母的二进制是什么，因为这样太麻烦，也记不住，所以编码表就诞生了，编码表的作用就是在我们进行输入的时候，将我们输入的字符转换成计算机能识别的二进制，在我们阅读数据的时候，将二进制转换成我们人能识别的文字、字母和数字。

最先普及就是如下图 1 的 ASCLL 码表，ASCLL 码表是美国信息交换标准代码，是基于拉丁字母的一套电脑编码系统，主要用于显示现代英语和其他西欧语言。

看到这你肯定会有疑问，这 ASCLL 码表只有英语和西欧语呀，那汉语呢，其他语言呢？

是的，自从 ASCLL 码表推出之后，很多国家也都推出了本国语言的编码表。像中国就有 GB2312 和 GBK 等等。

现在我们一起设想一个场景，当我们编辑一个文本文件，输入了很多字符，这些字符都用 ASCLL 码表编码，然后我们查看这个文本文件的时候，是使用的 GBK 码表解码，会出现什么问题吗？

相信你已经有答案了，这会出现软件开发中非常常见的问题：乱码。

当我们对字节进行编码的时候使用的是一种编码表，而解码的时候使用的是另一种编码表的时候，就会出现乱码的问题了，是因为每一个编码表，它的字符对应二进制的字节是不一致的。

但是互联网是一个互联互通的平台，所以如果每个国家都使用自己的一套编码器，就会出现许多问题。

在 1992 年的时候，推出了 UTF-8 编码规范，是一种针对 Unicode 的可变长度字符编码，又称万国码，UTF-8 用 1 到 6 个字节编码 Unicode 字符。用在网页上可以统一页面显示中文简体繁体及其它语言（如英文，日文，韩文）。它也是我们目前在应用开发中使用的最多的编码格式。

Reader 类（字符输入流）

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

Reader 类是所有字符输入流的超类，它最重要的方法是 read() 方法，这个方法读取字符流的下一个字符，并返回字符表示的 int 值，范围是 0~65535。如果已读到末尾，返回 -1。

常用子类

以下表中列出了 Reader 类的常用子类。

和 InputStream 类类似，Reader 类也是一种资源，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 类在无论有没有 IO 错误的时候都能够正确地关闭。

我们以 FileReader() 类为例，演示如何完整地读取一个 FileReader 的所有字符:

1. public static void main(String[] args) throws IOException{
2. // 创建一个FileReader对象:
3. Reader reader = new FileReader("/test/a.txt");
4. for (;;) {
5. // 反复调用read()方法，直到返回-1
6. int n = reader.read();
7. if (n == -1) {
8. break;
9. }
10. // 打印读取到的数据
11. System.out.print((char)n);
12. }
13. // 关闭流
14. reader.close();
15. }

已知/test目录下的a.txt文件中的内容为一个 hello 字符串。 以上程序执行结果为：

1. hello

和 InputStream 一样，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：

1. try (Reader reader = new FileReader("/test/a.txt") {
2. }

Reader 还提供了一次性读取若干字符并填充到 char[] 数组的方法 read(char[] c)，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：

1. public static void main(String[] args) throws IOException {
2. // 创建 FileReader 对象
3. try (Reader reader = new FileReader("/test/a.txt")) {
4. // 创建缓存字符数组
5. char[] buffer = new char[100];
6. int n;
7. // 打印字符个数
8. while ((n = reader.read(buffer)) != -1) {
9. System.out.print("读到" + n + "个字符");
10. }
11. }
12. }

已知/test目录下的a.txt文件中的内容为一个 hello 字符串。 以上程序执行结果为：

1. 读到5个字符

1. import java.io.*;
   import java.util.Scanner;
    
   public class FileTest {
       public static void main(String[] args) throws IOException {
           // 请在Begin-End间编写完整代码
           /********** Begin **********/
           // 定义变量
           int len;
           // 接收给定字符串
           Scanner input = new Scanner(System.in);
           String str = input.next();
           // 创建Reader对象
           Reader reader = new FileReader(str);
           // 打印字符
           for (;;){
               len = reader.read();
               if (len == -1){
                   break;
               }
               System.out.print((char)len);
           }
           reader.close();
           /********** End **********/
   }
   }