为什么使用打印流打印字节（数字数据类型）会给我字符？

Question

为什么编译下面的代码会产生一个ASCII码值：GHI？我以为字节是数字数据类型？见以下代码：

import java.io.*;

public class PrintStreamDemo {

   public static void main(String[] args) {
    
      byte c[] = {70, 71, 72, 73, 74, 75, 76};
      // create printstream object
      PrintStream ps = new PrintStream(System.out);
    
      // write bytes 1-3
      ps.write(c, 1, 3);
    
      // flush the stream
      ps.flush();
  }
}

Answer 1

我以为字节是数字数据类型？

就Java Language Specification而言，byte确实是数字数据类型，char也是：

Java 编程语言的类型分为两类：原始类型和引用类型。原始类型（第 4.2 节）是 boolean 类型和数字类型。数值类型是整数类型byte、short、int、long和char，浮点类型是float和double。

“char 代表一个字符”的含义是一个有用的抽象，它的范围恰好是 UTF-16 字符的范围。但是对于计算机来说，char 只是 16 个 1 和 0，byte 只是 8 个 1 和 0。如何解释它们取决于解释器。

当您使用System.out.println() 打印byte 时，字节首先被转换为int，并且该方法将它们解释为数字¹，这就是System.out.println(70b) 打印“70”的原因" 而不是 G。

另一方面，您正在运行此程序的控制台将其接收到的字节解释为以 UTF-8 编码的字符串。 System.out，你的ps 连接到，writes 字节到控制台。这就是为什么 70 被打印为“G”等的原因。

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¹ 如果您查看println 实际执行的源代码，您会发现在最低级别，它也调用write(byte[], int, int)，只是没有写入字节70。而是，它写入字节 55 和 48，分别代表字符“7”和“0”。

Answer 2

首先，System.out 已经是PrintStream。所以把它包装在另一个 PrintStream 是没有意义的。

其次，print 和 write 在 Java 中不是一回事。甚至在PrintStream 上也没有。

第三，尽管byte 是Java 中的数字类型，char 也是如此。因此，“它是一个数字，所以它必须打印为一个数字”的任何推理在 Java 中都不成立。相反，您需要查看 API 规范的详细信息。

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这里实际发生的是PrintStream.write(byte[], int, int) 正在将数组中的字节写入底层OutputStream 而不进行任何格式化或字符集编码，如javadoc 中针对此方法所述。

在许多字符集编码中，字节值 70、71 和 72 对字符 G、H 和 I 进行编码。（代码 70、71 和 72 用 ASCII 表示这些字母，并且许多编码“借用”了 ASCII 编码他们的前 128 个代码。）

现在，可以推测，您的 JVM 使用的默认字符集编码是上述之一......所以您会在控制台上看到“GHI”作为输出。

然而……并不是所有的字符编码都是这样的。例如，如果您的平台的默认编码设置为 16 位编码，则字节 70 和 71 实际上表示单个 Unicode 代码点 U+4647 ...这是一个汉字。

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如果您改用ps.write(c[i]) 或ps.print(c[i])，您会得到相同的行为。这将分别调用PrintStream.write(int) 或PrintStream.print(char)。两者最终都将字节视为字符¹的表示。

如果您想使用PrintStream 打印格式化为数字的字节，则需要将其转换为int：

  ps.print((int) c[1]);

PrintStream.print(int) 方法打印其参数的十进制表示。

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^{1 - 以不同的方式。 PrintStream.write(int) 只是简单地写入字节而不考虑编码。 PrintStream.print(char) 应用正确的编码。根据您打印的字节和字符编码，这两个调用可能会产生不同的结果。}

Answer 3

Byte 和 char 是数值数据类型，这并不意味着它们与 int 或 float 类似... Bytes 以 Byte 格式存储数据。

要从字节数组中读取数据，请使用 ByteArrayInputStream。

import java.io.*;

public class PrintStreamDemo {

   public static void main(String[] args) {
    
      byte c[] = {70, 71, 72, 73, 74, 75, 76};

      // Create the new byte array input stream  
      ByteArrayInputStream byt = new ByteArrayInputStream(buf);  
    
      // Print data
      int k = 0;  
      while ((k = byt.read()) != -1) {  
         //Conversion of a byte into character  
         char ch = (char) k;  
         System.out.println("ASCII value of Character is:" + k + "; Special character is: " + ch);  
      }  
      
      // flush the stream
      byt.flush();
  }
}