Java NIO Charset完全ガイド：文字コードを制覇し、文字化けを撲滅する

import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.charset.Charset;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.util.Arrays;

public class SimpleEncodeExample {
    public static void main(String[] args) {
        String text = "こんにちは、Charset！";
        Charset utf8 = StandardCharsets.UTF_8;

        // 文字列をUTF-8のバイトシーケンスにエンコード
        ByteBuffer byteBuffer = utf8.encode(text);

        // ByteBufferからbyte配列を取得
        byte[] bytes = new byte[byteBuffer.remaining()];
        byteBuffer.get(bytes);

        System.out.println("元の文字列: " + text);
        System.out.println("エンコード後のバイト配列 (UTF-8): " + Arrays.toString(bytes));
        // 出力例: [e3, 81, 93, e3, 82, 93, e3, 81, ab, e3, 81, a1, e3, 81, af, 2c, 20, 43, 68, 61, 72, 73, 65, 74, ef, bc, 81]
    }
}
          

import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.CharBuffer;
import java.nio.charset.Charset;
import java.nio.charset.CharsetEncoder;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.util.Arrays;

public class EncoderExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String text = "Java NIOの世界";
        Charset shiftJis = Charset.forName("Shift_JIS");

        // Shift_JIS用のエンコーダを取得
        CharsetEncoder encoder = shiftJis.newEncoder();

        // 文字列をCharBufferにラップ
        CharBuffer charBuffer = CharBuffer.wrap(text);

        // 必要なByteBufferのサイズを計算 (最大で1文字あたりエンコーダの最大バイト数)
        ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate((int) (charBuffer.length() * encoder.maxBytesPerChar()));

        // エンコード実行
        encoder.encode(charBuffer, byteBuffer, true); // trueは入力の終わりを示す
        byteBuffer.flip(); // バッファを読み取りモードに切り替える

        byte[] bytes = new byte[byteBuffer.remaining()];
        byteBuffer.get(bytes);

        System.out.println("元の文字列: " + text);
        System.out.println("エンコード後のバイト配列 (Shift_JIS): " + Arrays.toString(bytes));
    }
}
          

import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.CharBuffer;
import java.nio.charset.Charset;
import java.nio.charset.StandardCharsets;

public class SimpleDecodeExample {
    public static void main(String[] args) {
        // UTF-8エンコードされたバイト配列 (「こんにちは」)
        byte[] utf8Bytes = new byte[] {
            (byte)0xe3, (byte)0x81, (byte)0x93, (byte)0xe3, (byte)0x82, (byte)0x93,
            (byte)0xe3, (byte)0x81, (byte)0xab, (byte)0xe3, (byte)0x81, (byte)0xa1,
            (byte)0xe3, (byte)0x81, (byte)0xaf
        };

        Charset utf8 = StandardCharsets.UTF_8;
        ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.wrap(utf8Bytes);

        // バイトシーケンスをデコード
        CharBuffer charBuffer = utf8.decode(byteBuffer);

        System.out.println("デコード後の文字列: " + charBuffer.toString());
    }
}
          

import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.CharBuffer;
import java.nio.charset.Charset;
import java.nio.charset.CharsetDecoder;

public class DecoderExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // Shift_JISエンコードされたバイト配列 (「デコードテスト」)
        byte[] sjisBytes = new byte[] {
            (byte)0x83, (byte)0x66, (byte)0x83, (byte)0x52, (byte)0x81, (byte)0x5b,
            (byte)0x83, (byte)0x68, (byte)0x83, (byte)0x65, (byte)0x83, (byte)0x58,
            (byte)0x83, (byte)0x67
        };

        Charset shiftJis = Charset.forName("Shift_JIS");
        CharsetDecoder decoder = shiftJis.newDecoder();

        ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.wrap(sjisBytes);
        CharBuffer charBuffer = CharBuffer.allocate((int) (byteBuffer.remaining() * decoder.maxCharsPerByte()));

        // デコード実行
        decoder.decode(byteBuffer, charBuffer, true);
        charBuffer.flip();

        System.out.println("デコード後の文字列: " + charBuffer.toString());
    }
}
          

コード例: エラーハンドリングの比較

import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.CharBuffer;
import java.nio.charset.*;

public class ErrorHandlingExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // Shift_JIS には存在しないユーロ記号 (€) を含む文字列
        String textWithUnmappableChar = "金額: 100€";
        Charset shiftJis = Charset.forName("Shift_JIS");

        // 1. デフォルトの動作 (REPLACE)
        CharsetEncoder replaceEncoder = shiftJis.newEncoder();
        // onUnmappableCharacterのデフォルトはREPLACE
        ByteBuffer replacedBuffer = replaceEncoder.encode(CharBuffer.wrap(textWithUnmappableChar));
        System.out.println("REPLACE (デフォルト): " + new String(replacedBuffer.array(), shiftJis));

        // 2. IGNORE を設定
        CharsetEncoder ignoreEncoder = shiftJis.newEncoder()
                .onUnmappableCharacter(CodingErrorAction.IGNORE);
        ByteBuffer ignoredBuffer = ignoreEncoder.encode(CharBuffer.wrap(textWithUnmappableChar));
        System.out.println("IGNORE: " + new String(ignoredBuffer.array(), 0, ignoredBuffer.limit(), shiftJis));

        // 3. REPORT を設定
        try {
            CharsetEncoder reportEncoder = shiftJis.newEncoder()
                    .onUnmappableCharacter(CodingErrorAction.REPORT);
            reportEncoder.encode(CharBuffer.wrap(textWithUnmappableChar));
        } catch (UnmappableCharacterException e) {
            System.out.println("REPORT: 例外がキャッチされました！ -> " + e.getMessage());
        }
    }
}
          

import java.nio.charset.Charset;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Path;
import java.nio.file.Paths;
import java.util.List;

public class FileIOExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Path filePath = Paths.get("testfile.txt");
        String content = "これはファイル入出力のテストです。\n文字コードはUTF-8で保存します。";
        Charset utf8 = StandardCharsets.UTF_8;

        // --- 書き込み ---
        // Files.writeString() (Java 11+) や Files.write() を使う
        Files.writeString(filePath, content, utf8);
        System.out.println(filePath.toAbsolutePath() + " にUTF-8で書き込みました。");

        // --- 読み込み ---
        // Files.readString() (Java 11+) や Files.readAllLines() を使う
        String readContent = Files.readString(filePath, utf8);
        System.out.println("\n--- ファイルから読み込んだ内容 ---");
        System.out.println(readContent);

        // Shift_JISで読み込もうとするとどうなるか？
        System.out.println("\n--- Shift_JISで誤って読み込んだ場合 ---");
        try {
            Charset shiftJis = Charset.forName("Shift_JIS");
            String garbledContent = Files.readString(filePath, shiftJis);
            System.out.println(garbledContent); // 文字化けが発生する
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }

        // ファイルの削除
        Files.deleteIfExists(filePath);
    }
}