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Java怎麼使用字元流讀寫非文字文件

王林
王林轉載
2023-04-18 19:04:041123瀏覽

    使用字元流讀取檔案(非文字)

    #以Java的字元流讀取檔案為例:它只能讀取0-65535之間的字符,可以看出來字符都是正數,但是二進制的byte是可以是負數的。但是讀取的時候會被當作正數來讀取,或是無法在編碼表中找到的字元會回傳一個奇怪的符號(你可能看過那個奇怪的 “?”)。

    但是在某些情況下,必須要使用字元來顯示二進位數據,也不是沒有辦法的,下面就來介紹一個我們什麼的方式–base64編碼

    Base64編碼

    base64編碼簡介

    base64是網路上常見的用於傳輸8Bit字節碼的編碼方式之一,Base64就是一種基於64個可列印字元來表示二進位資料的方法。 Base64編碼是從二進位到字元的過程,可以用在HTTP環境下傳遞較長的識別資訊。採用Base64編碼後具有不可讀性,需要解碼後才能閱讀。它的中文名稱是基於64個可列印字元來表示二進位資料。

    編碼規則

    1. 把3個位元組變成4個位元組.

    2. 沒76個字元加一個換行符。

    3. 最後的結束符號也要處理。

    編碼方式的缺點

    從編碼規則可以看出來,base64要求把每三個8Bit的位元組轉換成四個6Bit的字元(38 = 46 = 24) ,然後把6Bit再增加兩位高位0,組成四個8Bit的位元組。也就是說,轉換後的字串理論上將要比原來的長1/3(33%)。

    這裡這是介紹一個概念,關於更詳細的內容,如果有興趣的話,可以取收集了解更多。

    Base64在Java 裡的應用程式

    Java的Base64工具類別提供了一套靜態方法取得下面三種BASE64編解碼器​​:

    • 基本:輸出被映射到一組字元A-Za-z0-9 /,編碼不添加任何行標,輸出的解碼僅支援A-Za-z0-9 /。

    • URL:輸出對應到一組字元A-Za-z0-9 _,輸出是URL和檔案。

    • MIME:輸出隱射到MIME友善格式。輸出每行不超過76字符,並且使用’\r’並跟隨’\n’作為分割。編碼輸出最後沒有行分割。

    分別對應以下幾個方法:

    Encoder basicEncoder = Base64.getEncoder();
    Encoder mimeEncoder = Base64.getMimeEncoder();
    Encoder urlEncoder = Base64.getUrlEncoder();

    我寫了一個簡單的工具類別來進行測試基本(basic) 的編碼器。 。

    package com.dragon;
    
    import java.io.BufferedInputStream;
    import java.io.ByteArrayOutputStream;
    import java.io.File;
    import java.io.FileInputStream;
    import java.io.FileNotFoundException;
    import java.io.IOException;
    import java.io.InputStream;
    import java.io.UnsupportedEncodingException;
    import java.util.Base64;
    import java.util.Base64.Decoder;
    import java.util.Base64.Encoder;
    
    /**
     * @author Alfred
     * */
    public class Base64Util {
    	private static Encoder encoder = Base64.getEncoder();
    	private static Decoder decoder = Base64.getDecoder();
    	private static String ENCODE = "UTF-8";
    	private static int LENGTH = 1024;
    	
    	/**
    	 * 静态方法:
    	 * 将文件等二进制数据(文本和非文本都可以)
    	 * 转为base64字符串。
    	 * @throws IOException 
    	 * @throws FileNotFoundException 
    	 * 
    	 * */
    	public static String dataToBase64(File src) throws FileNotFoundException, IOException {
    		Encoder encoder = Base64.getEncoder();
    		
    		int len = (int)src.length();
    		byte[] bar = new byte[(int)len];
    		int hasRead = 0;
    		byte[] b = new byte[LENGTH];
    		//使用专门处理 byte 的IO流比较方便,一次性读取较大文件对内存压力较大
    		try (InputStream in = new BufferedInputStream(new FileInputStream(src));
    				ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream(len)) {
    			while ((hasRead = in.read(b)) != -1) {
    				bos.write(b, 0, hasRead);
    			}
    			bar = bos.toByteArray();
    		}
    		return encoder.encodeToString(bar);
    	}
    	
    	public static String dataToBase64(String src) throws UnsupportedEncodingException {
    		return encoder.encodeToString(src.getBytes(ENCODE));
    	}
    	
    	public static byte[] base64ToData(String src) {
    		return decoder.decode(src);
    	}
    }

    將圖片轉為Base64字串進行讀寫

    import java.io.BufferedReader;
    import java.io.BufferedWriter;
    import java.io.File;
    import java.io.FileNotFoundException;
    import java.io.FileReader;
    import java.io.FileWriter;
    import java.io.IOException;
    import java.io.UnsupportedEncodingException;
    import java.io.Writer;
    import java.nio.file.Path;
    import java.nio.file.Paths;
    
    public class Base64Test {
    	public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException, IOException {
    		testPic();
    	}
    	
    	static void testPic() throws FileNotFoundException, IOException {
    		// 测试图片文件。
    		Path picPath = Paths.get("./src/com/dragon/001.jpg");
    		File picFile = picPath.toFile();
    		String picToBase64 = Base64Util.dataToBase64(picFile);
    		System.out.println(picToBase64);
    		long oldSize = picFile.length();
    		long newSize = picToBase64.getBytes("UTF-8").length;
    		System.out.println("图片原始大小(字节):" + oldSize);
    		System.out.println("转换后数据大小(字节):" + newSize);
    		System.out.println("转换后比原来扩大的比例为:" + (double)(newSize-oldSize)/(double)oldSize + " %");
    		
    		//将数据写入文件
    		try (Writer writer = new BufferedWriter(new FileWriter("./src/com/dragon/002.txt"))) {
    			writer.write(picToBase64);
    		}
    		
    		//从文件中读取数据
    		String line = null;
    		try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader("./src/com/dragon/002.txt"))){
    			line = reader.readLine();
    		}
    		System.out.println(picToBase64.equals(line));
    	}
    }

    #運行截圖

    Java怎麼使用字元流讀寫非文字文件

    說明:這裡將圖片轉為base64字串後,使用字元流寫入了一個文字文件,然後再使用字元流讀取出來,再和原來的字串進行比較結果為true。 所以,就完成了對圖片數據的讀取,可能你這裡說你讀取的並不是圖片的二進制數據,但是其實所有的文件都是以二進制來存儲的!而且,這個base64字串,也是可以直接當作圖片來使用的。

    注意:我這裡已經選取了一個非常小的圖片,可以看到原始大小才3639字節,也就是不到4 KB,但是如果轉換成文字那就是不少了( 所以,它會顯得很長,非常長。)。

    測試圖片

    Java怎麼使用字元流讀寫非文字文件

    然後你可能會問怎麼證明這個字串就是上面這張圖片呢?這也很好辦到,如果你對前端的知識有所了解的話,應該知道前端的圖片是可以使用base64字串來表示的,下面寫一個 html 檔案測試一下。

    image.html

    <!DOCTYPE>
    <html>
        <head>
            <meta charset="UTF-8"/>
            <title>base测试</title>
        </head>
        <body>
            <img src="data:image/jpeg;base64,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"/>
        </body>
    <html>

    開啟瀏覽器測試一下

    Java怎麼使用字元流讀寫非文字文件

    說明:它的具體用法如下:

    1cff3a8f13d8e2ea6f7ab73fd6a0d943

    圖片的大小相對於字元來說,其實很龐大了。我這裡的html代碼是完整的圖片的base64編碼字串,然後我的部落格的字數就變大了很多。

    字串轉base64編碼

    public class Base64Test {
    	public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException, IOException {
    		testStr("I love you yesterday and today!");
    	}
    	
    	static void testStr(String src) throws UnsupportedEncodingException {
    		//测试文本数据。
    		String strToBase64 = Base64Util.dataToBase64(src);
    		System.out.println("base64编码:" + strToBase64);
    		String base64ToStr = new String(Base64Util.base64ToData(strToBase64));
    		System.out.println("base64解码:" + base64ToStr);
    	}
    }

    測試截圖

    Java怎麼使用字元流讀寫非文字文件

    base64的用處

    # Base64常用於在通常處理文字資料的場合,表示、傳輸、儲存一些二進位資料。包括MIME的email,email via MIME, 在XML中儲存複雜資料。註1:網路上也有很多可以進行編解碼的網站,如果需要使用的話,可以取試試看。

    注2:可以观察一下这个base64字符串的特点,我上次学习Java爬虫的时候,爬了一个网站,发现这个网站的一个 script 脚本中,含有一个json对象,其中有一个属性是 url,但是对应的链接却看不懂(base64字符串是不可读的),但是我感觉它就是base64字符串,所以我利用base64编解码网站解码一看,真的是一个网站的地址。然后,就可以写一个解码方法,当爬到这个数据时,给它解码了,哈哈。

    举一个简单的例子:

    {"url":"aHR0cHMlM0ElMkYlMkZ3d3cuYmFpZHUuY29tJTJG"}
    import java.io.UnsupportedEncodingException;
    import java.net.URLDecoder;
    import java.net.URLEncoder;
    import java.util.Base64;
    import java.util.Base64.Decoder;
    import java.util.Base64.Encoder;
    
    public class TestALittle {
    	public static void main(String[] args) throws UnsupportedEncodingException {
    		String base64Str = "aHR0cHMlM0ElMkYlMkZ3d3cuYmFpZHUuY29tJTJG";
    		String de_str = base64ToUrlEncoderToURL(base64Str);
    		System.out.println("解码:" + de_str);
    	}
    	
    	//base64解密为urlencoder,再解码为url
    	public static String base64ToUrlEncoderToURL(String base64Str) throws UnsupportedEncodingException {
    		Decoder decoder = Base64.getDecoder();
    		byte[] bt = decoder.decode(base64Str);
    		String en_str = new String(bt, 0, bt.length);
    		return URLDecoder.decode(en_str, "UTF-8");
    	}
    }

    Java怎麼使用字元流讀寫非文字文件

    说明: 这个例子中的 url 进行了两次编码,第一次是将url中的非西欧字符编码(可以去了解一下为什么这么做?),然后再使用base64编码。但是,如果你掌握了解码技术,解码也是很简单的。(但是如果你看不出来它是base64编码,那估计就没有办法了!)

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