• String -> byte[]: 将字符串中的字符按照指定的编码规则转换成字节。
• byte[] -> String: 将一串字节按照指定的编码规则重新组合成字符。

如果编码规则不一致，就会出现乱码（ 或乱七八糟的字符）。

核心概念：字符编码

计算机只认识 0 和 1，为了存储和传输文本，我们需要将字符（如 'A', '中'）映射成数字，再将数字转换成字节，这个映射规则就是字符编码。

• ASCII: 最早期的编码，仅支持英文字符,1个字符占1个字节。
• ISO-8859-1: 支持西欧语言,1个字符占1个字节。
• GBK / GB2312: 中国国家标准编码，支持大部分中文字符,1个字符通常占2个字节。
• UTF-8: 目前互联网上最通用的编码，它是一种可变长度的编码，英文字符占1个字节，中文字符通常占3个字节，生僻字符可能占更多。强烈推荐在所有新项目中使用 UTF-8。
• UTF-16: Java 内部使用的编码,固定使用2个或4个字节表示一个字符。

关键点：在转换时，必须明确使用哪种编码，如果不指定，Java 会使用系统的默认编码，这在不同环境下（如 Windows/Linux/macOS）可能会导致不一致的结果。

String 转 byte[]

使用 String 类的 getBytes() 方法。

推荐方式：显式指定编码

这是最安全、最推荐的做法,可以确保代码在任何环境下行为一致。

import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.nio.charset.StandardCharsets; // Java 7+ 推荐使用这个类
public class StringToBytes {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "Hello, 世界!";
        // --- 推荐方式：使用 StandardCharsets (Java 7+) ---
        // StandardCharsets 提供了预定义的常量，无需处理异常
        byte[] utf8Bytes = str.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
        System.out.println("UTF-8 编码的字节数组: " + java.util.Arrays.toString(utf8Bytes));
        // 也可以直接传入字符串名称
        try {
            byte[] gbkBytes = str.getBytes("GBK");
            System.out.println("GBK 编码的字节数组: " + java.util.Arrays.toString(gbkBytes));
        } catch (UnsupportedEncodingException e) {
            System.err.println("不支持的编码: " + e.getMessage());
        }
        // --- 不推荐方式：使用平台默认编码 ---
        // 这种方式在不同系统上可能产生不同的结果，不推荐
        byte[] defaultBytes = str.getBytes();
        System.out.println("默认编码的字节数组: " + java.util.Arrays.toString(defaultBytes));
    }
}

输出示例:

UTF-8 编码的字节数组: [72, 101, 108, 108, 111, 44, 32, -28, -72, -83, -26, -107, -116, 33]
GBK 编码的字节数组: [72, 101, 108, 108, 111, 44, 32, -42, -48, -71, -6, 33]
默认编码的字节数组: [72, 101, 108, 108, 111, 44, 32, -28, -72, -83, -26, -107, -116, 33] // 在中文 Windows 系统上，默认通常是 GBK

注意：负数是因为 Java 的 byte 类型是 8 位有符号的，当最高位是 1 时,它会以补码形式表示。

byte[] 转 String

使用 String 的构造函数 String(byte[] bytes, Charset charset)。

推荐方式：显式指定编码

同样,这是最安全的方式。

import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.util.Arrays;
public class BytesToString {
    public static void main(String[] args) {
        byte[] utf8Bytes = {72, 101, 108, 108, 111, 44, 32, -28, -72, -83, -26, -107, -116, 33};
        // --- 推荐方式：使用 StandardCharsets ---
        String strFromUtf8 = new String(utf8Bytes, StandardCharsets.UTF_8);
        System.out.println("从 UTF-8 字节数组解码的字符串: " + strFromUtf8);
        // --- 演示乱码情况 ---
        // 如果用错误的编码来解码，就会产生乱码
        // 用 ISO-8859-1（单字节编码）去解码一个 UTF-8 编码的字节数组
        String wrongStr = new String(utf8Bytes, java.nio.charset.StandardCharsets.ISO_8859_1);
        System.out.println("用 ISO-8859-1 错误解码的字符串: " + wrongStr); // 输出: Hello, 世界!
        // --- 不推荐方式：使用平台默认编码 ---
        String strFromDefault = new String(utf8Bytes);
        System.out.println("用默认编码解码的字符串: " + strFromDefault);
    }
}

输出示例:

从 UTF-8 字节数组解码的字符串: Hello, 世界!
用 ISO-8859-1 错误解码的字符串: Hello, 世界!  // 乱码
用默认编码解码的字符串: Hello, 世界!        // 在中文 Windows 系统上，默认通常是 GBK，但这里恰好能正确解码

实用场景：Base64 编码转换

Base64 是一种将二进制数据（如 byte[]）转换成纯文本字符串的编码方式，它不是一种字符编码，而是一种表示二进制数据的“文本化”方法，常用于在 URL、XML 或 JSON 中传输数据。

Java 8+ 提供了内置的 java.util.Base64 工具类。

byte[] -> Base64 String

import java.util.Base64;
public class BytesToBase64 {
    public static void main(String[] args) {
        String originalString = "Hello, Base64!";
        byte[] bytesToEncode = originalString.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
        // 编码
        String base64EncodedString = Base64.getEncoder().encodeToString(bytesToEncode);
        System.out.println("Base64 编码后的字符串: " + base64EncodedString);
        // 也可以直接编码字节数组
        byte[] base64EncodedBytes = Base64.getEncoder().encode(bytesToEncode);
        System.out.println("Base64 编码后的字节数组: " + new String(base64EncodedBytes, StandardCharsets.UTF_8));
    }
}

输出:

Base64 编码后的字符串: SGVsbG8sIEJhc2U2NCU=
Base64 编码后的字节数组: SGVsbG8sIEJhc2U2NCU=

Base64 String -> byte[]

import java.util.Base64;
public class Base64ToBytes {
    public static void main(String[] args) {
        String base64EncodedString = "SGVsbG8sIEJhc2U2NCU=";
        // 解码
        byte[] decodedBytes = Base64.getDecoder().decode(base64EncodedString);
        String decodedString = new String(decodedBytes, StandardCharsets.UTF_8);
        System.out.println("Base64 解码后的字符串: " + decodedString);
    }
}

输出:

Base64 解码后的字符串: Hello, Base64!

总结与最佳实践