字节的存储和字符的存储

字节的存储

内存中的存储

• 基本数据类型：
  • 在Java中，byte 类型占用 1 个字节（8 位）。它的取值范围是从 -128 到 127。
  • 存储在内存中的 byte 数据可以直接操作，例如通过数组或变量访问。
• 数据结构：
  • byte 数组：在内存中，byte 数组是连续的字节序列。例如，byte[] bytes = new byte[10]; 分配一个长度为10 的字节数组，在内存中连续存储 10 个字节。
  • 直接内存（Direct Memory）：用于高性能 I/O 操作，可以通过ByteBuffer.allocateDirect(int capacity) 分配。

文件系统中的存储

• 二进制文件：
  • 字节数据可以直接写入文件。例如，使用 FileOutputStream 可以将字节数组写入文件。
  • 文件读取时，可以通过FileInputStream 读取字节数据。

// 写入字节到文件
byte[] data = {1, 2, 3, 4, 5};
try (FileOutputStream fos = new FileOutputStream("output.bin")) {fos.write(data);
}// 从文件读取字节
try (FileInputStream fis = new FileInputStream("output.bin")) {byte[] buffer = new byte[5];int bytesRead = fis.read(buffer);
}

字符的存储

内存中的存储

• 基本数据类型：
  • 在Java中，char 类型占用 2 个字节（16 位），使用 UTF-16 编码。它的取值范围是从 \u0000 到 \uFFFF。
  • 存储在内存中的 char 数据可以通过数组或变量访问。
• 数据结构：
  • char 数组：在内存中，char 数组是连续的字符序列。例如，char[] chars = new char[10]; 分配一个长度为10 的字符数组，在内存中连续存储 10 个字符（20 个字节）。
• 字符串（String）：
  • String 是一个不可变的字符序列，内部使用 char 数组存储数据。每个 String 对象有一个 char数组和一个用于缓存哈希码的整型变量。

// 字符和字符串
char[] chars = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o'};
String str = new String(chars);

文件系统中的存储

• 文本文件：
  • 字符数据可以通过字符流（例如 FileReader 和 FileWriter）写入和读取文件。
  • 字符编码（例如UTF-8、ISO-8859-1）决定了字符在文件中的存储方式。

// 写入字符到文件
String content = "Hello, world!";
try (FileWriter writer = new FileWriter("output.txt")) {writer.write(content);
}// 从文件读取字符
try (FileReader reader = new FileReader("output.txt")) {char[] buffer = new char[20];int charsRead = reader.read(buffer);String contentRead = new String(buffer, 0, charsRead);
}

字节与字符之间的转换

• 字符编码：将字符转换为字节时，编码方式非常重要。例如 UTF-8 编码将字符映射为一个或多个字节，而 ISO-8859-1编码则将每个字符映射为单个字节。

// 字符串转换为字节数组
String str = "Hello, world!";
byte[] bytes = str.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);// 字节数组转换为字符串
String decodedStr = new String(bytes, StandardCharsets.UTF_8);

详细总结

• 字节（Byte）：
  • 基本数据类型 byte 占用 1 个字节，取值范围从 -128 到 127。
  • 在内存中，字节可以通过数组或直接内存存储和访问。
  • 在文件系统中，字节以二进制形式存储，常用于图像、音频和其他二进制数据。
• 字符（Character）：
  • 基本数据类型 char 占用 2 个字节，使用 UTF-16 编码。
  • 在内存中，字符可以通过数组或字符串存储和访问。
  • 在文件系统中，字符以文本形式存储，字符编码决定了字符的存储方式。