核心概念：字符编码

计算机只认识 0 和 1。byte 8 个 0 或 1 的组合。String 是人类可读的字符（如 'A', '中', '€'）。byte 到 String 的转换，本质上是如何将一串 0 和 1 解释成特定的字符。

这个“解释规则”就是字符编码，

• ISO-8859-1 (Latin-1): 单字节编码，支持西欧语言,不支持中文。
• GBK / GB2312: 中国国家标准编码,支持大部分中文字符。
• UTF-8: 目前互联网上最通用的编码，使用 1 到 4 个字节表示一个字符，兼容 ASCII,是国际标准。
• UTF-16: Java 内部使用的编码，使用 2 或 4 个字节表示一个字符。

关键点：编码和解码必须使用同一种规则，否则一定会出现乱码。

单个 byte 转 String

如果你只有一个 byte，并且你知道它代表的字符的编码，可以直接使用 String 的构造方法。

public class ByteToString {
    public static void main(String[] args) {
        byte myByte = 65; // ASCII 码中 65 代表 'A'
        // 1. 假设这个 byte 是 ASCII 或 ISO-8859-1 编码
        // 这是最常见和最安全的方式，因为它们完全兼容
        String strFromByte = new String(new byte[]{myByte}, StandardCharsets.US_ASCII);
        // 或者
        // String strFromByte = new String(new byte[]{myByte}, "ISO-8859-1");
        System.out.println("单个 byte 转换为 String: " + strFromByte); // 输出: A
        // 2. 错误的示范：如果这个 byte 实际上是 GBK 编码的一部分
        // 比如一个中文字符 '中' 在 GBK 中是两个字节：-42, -48
        // 如果你只取其中一个 byte -42，并用 ASCII 解码，会得到乱码
        byte chineseBytePart = -42;
        String wrongStr = new String(new byte[]{chineseBytePart}, StandardCharsets.US_ASCII);
        System.out.println("错误编码示范: " + wrongStr); // 输出: ? (一个乱码符号)
    }
}

单个 byte 转 String 意义不大，通常它只是多字节字符的一部分，除非你明确知道这个 byte 在特定编码（如 ASCII）下的含义。

byte[] 转 String（最常见的情况）

这是最常见的需求，比如从网络读取数据、读取文件内容等,这里必须指定正确的编码。

推荐方式 - 使用 StandardCharsets (Java 7+)

这是最安全、最推荐的方法，因为它避免了拼写错误,并且性能更好。

import java.nio.charset.StandardCharsets;
public class ByteArrayToString {
    public static void main(String[] args) {
        // 一个包含 "Hello, 世界!" 的 UTF-8 编码的字节数组
        byte[] utf8Bytes = {(byte) 72, (byte) 101, (byte) 108, (byte) 108, (byte) 111, (byte) 44, (byte) 32, 
                           (byte) -28, (byte) -72, (byte) -83, (byte) -27, (byte) -101, (byte) -67};
        // 正确方式：使用 UTF-8 编码进行转换
        String correctStr = new String(utf8Bytes, StandardCharsets.UTF_8);
        System.out.println("正确转换 (UTF-8): " + correctStr); // 输出: Hello, 世界!
        // 错误示范：如果数据是 UTF-8，但你用 ISO-8859-1 解码
        String wrongStr = new String(utf8Bytes, StandardCharsets.ISO_8859_1);
        System.out.println("错误转换 (ISO-8859-1): " + wrongStr); // 输出: Hello, 世界! (乱码)
    }
}

传统方式 - 使用 String 构造方法和编码名称

如果你使用的是 Java 7 之前的版本，或者需要动态指定编码名称,可以使用这种方式。

public class ByteArrayToStringLegacy {
    public static void main(String[] args) {
        byte[] utf8Bytes = {(byte) 72, (byte) 101, (byte) 108, (byte) 108, (byte) 111, (byte) 44, (byte) 32, 
                           (byte) -28, (byte) -72, (byte) -83, (byte) -27, (byte) -101, (byte) -67};
        try {
            // 正确方式
            String correctStr = new String(utf8Bytes, "UTF-8");
            System.out.println("正确转换 (UTF-8): " + correctStr); // 输出: Hello, 世界!
            // 错误示范
            String wrongStr = new String(utf8Bytes, "ISO-8859-1");
            System.out.println("错误转换 (ISO-8859-1): " + wrongStr); // 输出: Hello, 世畎! (乱码)
        } catch (UnsupportedEncodingException e) {
            // 如果指定的编码不被支持，会抛出此异常
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

String 转 byte[]（反向操作）

理解了 byte[] 转 String，反向操作就很简单了,同样需要指定编码。

import java.nio.charset.StandardCharsets;
public class StringToByteArray {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "Hello, 世界!";
        // 1. 使用 StandardCharsets.UTF_8 推荐方式
        byte[] utf8Bytes = str.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
        System.out.println("String 转 byte[] (UTF-8):");
        // 打印字节数组内容
        for (byte b : utf8Bytes) {
            System.out.print(b + " ");
        }
        System.out.println("\n");
        // 2. 使用传统方式
        try {
            byte[] gbkBytes = str.getBytes("GBK"); // 假设目标系统支持 GBK
            System.out.println("String 转 byte[] (GBK):");
            for (byte b : gbkBytes) {
                System.out.print(b + " ");
            }
        } catch (UnsupportedEncodingException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

处理二进制数据（如图片、文件）

byte[] 代表的不是文本，而是纯粹的二进制数据（如图片、PDF、加密数据），在这种情况下，不应该尝试将其转换为 String,因为：

1. 数据损坏：二进制数据中可能包含任何值的字节（包括负数），它们可能不是有效的 UTF-8 或 GBK 序列,强制转换会导致数据丢失或损坏。
2. 无意义：将图片转换成字符串是没有意义的,它只是一堆无法阅读的字符。

正确做法：直接处理 byte[] 数组，或者如果需要传输/存储，可以使用 Base64 对其进行编码，得到一个只包含 ASCII 字符的字符串。

import java.util.Base64;
public class BinaryDataToString {
    public static void main(String[] args) {
        // 假设这是一个二进制文件（如图片）的字节数组
        byte[] binaryData = {0x89, 0x50, 0x4E, 0x47, 0x0D, 0x0A, 0x1A, 0x0A}; // PNG 文件头
        // 错误做法：直接转成 String，几乎一定会乱码
        String wrongWay = new String(binaryData, StandardCharsets.UTF_8);
        System.out.println("错误做法（二进制转String）: " + wrongWay);
        // 正确做法：使用 Base64 编码
        String base64String = Base64.getEncoder().encodeToString(binaryData);
        System.out.println("正确做法（二进制转Base64）: " + base64String);
        // 解码回来
        byte[] decodedData = Base64.getDecoder().decode(base64String);
        System.out.println("Base64 解码后的字节数组长度: " + decodedData.length);
    }
}

总结与最佳实践

黄金法则：

在处理 byte[] 和 String 之间的转换时，始终明确地指定字符编码，如果不确定，使用 StandardCharsets.UTF_8 是最安全、最现代的选择。