在 Java 中將 EBCDIC 轉換為 ASCII
1. 引言
IBM 在 20 世紀 60 年代創建了 EBCDIC （擴展二進位編碼十進位交換碼），至今仍在 IBM 大型主機環境中使用。後來，由於 ASCII 的簡便性和作為現代系統標準的通用性，它成為了通用標準。
使用 Java 和 EBCDIC 資料可能比較棘手，因為 Java 通常預設使用 ASCII 或 UTF-8 等編碼。這種不相容性使得與舊系統的整合變得複雜。為了使資訊易於移植和讀取，我們需要將 EBCDIC 轉換為 ASCII。
在本教程中，我們將看到 Java 對本地編碼的支援如何簡化這種轉換。
2. 理解 EBCDIC 和 ASCII
提到字元編碼，我們常常會想到 ASCII 和 EBCDIC 這兩個名稱。它們的作用相同：都將字元編碼為位元組。但它們的結構和用途卻截然不同。了解它們能讓我們更理解 Java 中資料轉換的重要性，以及它如何幫助我們在新系統中存取舊資料。
讓我們來實作一個簡單的Java程式：
private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(LogbackRollingExample.class)
public static void main(String[] args) {
byte[] ebcdicBytes = new byte[] { (byte)0xC1, (byte)0xC2, (byte)0xC3 };
String text = new String(ebcdicBytes, Charset.forName("Cp037"));
logger.info(text);
}這裡我們使用ebcdicBytes物件儲存原始字節，並使用Charset.forName(“Cp037”)對其進行解碼，指示 Java 將這些字節讀取為 EBCDIC 代碼頁 037。然後，使用System.out.println(text) ` 將解碼後的資料列印出來，使其成為可讀的字串。這個簡單的步驟演示了原始 EBCDIC 位元組（不可讀）與解碼後的可讀 ASCII 文字之間的差異。
3. 逐步轉換方法
為了在 Java 中可靠地進行 EBCDIC 到 ASCII 的轉換，我們可以將流程分解為幾個簡單的步驟。首先，我們需要確定正確的 EBCDIC 代碼頁。然後，我們將原始位元組解碼為 Java 字串。最後，我們將該字串重新編碼為 ASCII 或 UTF-8，以便在新系統中使用。此過程可確保資料轉換的精確性和可攜性。
讓我們逐步實作轉換方法：
private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(LogbackRollingExample.class)
public static void main(String[] args) {
byte[] ebcdicData = { (byte)0xC8, (byte)0x85, (byte)0x93, (byte)0x93, (byte)0x96 };
String unicodeText = new String(ebcdicData, Charset.forName("Cp037"));
byte[] asciiData = unicodeText.getBytes(StandardCharsets.US_ASCII);
logger.info(new String(asciiData, StandardCharsets.US_ASCII));
}這裡， ebcdicData原始位元組儲存的是 EBCDIC 編碼的文字。使用Charset.forName(“Cp037”) ，我們將位元組解碼為 Java 內部以 Unicode 表示的字串。然後，我們呼叫getBytes(StandardCharsets.US_ASCII)將該字串重新編碼回 ASCII。最後， System.out.println輸出結果，展示了這一系列轉換流程如何讓舊資料在現代系統上可讀。這種分解方式既簡潔又避免了資料遺失。
4. 實用 Java 範例
現在我們已經了解了各個步驟，接下來讓我們透過一個完整的範例將它們組合起來。這有助於我們理解如何從檔案中讀取 EBCDIC 編碼的數據，將其轉換為 ASCII 編碼，然後以可讀格式顯示出來。 Java 透過結合使用FileInputStream 、 Charset和StandardCharsets ，讓這個過程變得非常簡單。讓我們來實作以下 Java 程式來示範：
private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(LogbackRollingExample.class)
public static void main(String[] args) throws Exception {
FileInputStream fis = new FileInputStream("input.ebc");
byte[] ebcdicData = fis.readAllBytes();
fis.close();
String unicodeText = new String(ebcdicData, Charset.forName("Cp037"));
byte[] asciiData = unicodeText.getBytes(StandardCharsets.US_ASCII);
logger.info(new String(asciiData, StandardCharsets.US_ASCII));
}首先，我們透過FileInputStream從input.ebc讀取所有原始位元組。然後，使用Charset.forName(“Cp037”)將 EBCDIC 位元組解碼為 Java 內部的 Unicode 字串。接著，呼叫getBytes(StandardCharsets.US_ASCII)將資料重新編碼為 ASCII。最後， System.out.println輸出轉換後的字串，使其可讀取。整個過程示範如何透過幾個簡單的步驟將舊式檔案轉換為現代文字處理格式。
5. 其他方法和考慮因素
雖然使用Charset進行直接轉換就足夠了，但對於大文件，我們可以採用其他方法。
例如，我們可以使用InputStreamReader和OutputStreamWriter來傳輸大型文件，或在需要對編碼進行精細控制時使用CharsetDecoder和CharsetEncoder 。它們為我們提供了靈活性，並能滿足效能或自訂方面的需求。
現在，讓我們來探討一下其他方法：
private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(LogbackRollingExample.class)
public static void main(String[] args) {
try (
InputStreamReader reader = new InputStreamReader(
new FileInputStream("input.ebc"),
Charset.forName("Cp037")
);
OutputStreamWriter writer = new OutputStreamWriter(
new FileOutputStream("output.txt"),
StandardCharsets.US_ASCII
)
) {
char[] buffer = new char[1024];
int length;
while ((length = reader.read(buffer)) != -1) {
writer.write(buffer, 0, length);
}
logger.info("Conversion complete! See output.txt");
} catch (IOException e) {
logger.info("Error during conversion");
}
}這裡，我們使用InputStreamReader讀取input.ebc ，並指定Cp037以正確解碼 EBCDIC 字元。然後，我們使用OutputStreamWriter寫入 output，並指定StandardCharsets.US_ASCII,因此目標輸出檔案為 ASCII 格式。透過緩衝區，我們以串流方式從 EBCDIC 來源讀取數據，並以串流方式寫入 ASCII 目標檔案。
這種串流方式對於大檔案來說效率很高，它不會嘗試將所有內容載入到記憶體中，同時還能正確地進行編碼轉換。
6. 結論
本文討論了 Java 如何簡化 EBCDIC 和 ASCII 之間的轉換，並原生支援多種代碼頁。關鍵步驟是選擇正確的 EBCDIC 變體（例如 Cp037 或 Cp1047），將其位元組解碼為 Unicode，然後再轉換回 ASCII 或 UTF-8。
從快速字串轉換到使用 InputStreamReader 和 OutputStreamWriter 進行串流傳輸，Java 提供了多種技術，使遺留資料在目前系統上可讀和可傳輸。
和往常一樣，完整的程式碼可以在Github上找到。