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深入探索 Java Scanner API

简介

在 Java 编程中，Scanner 类是一个非常实用的工具，它用于从输入流中读取各种类型的数据。无论是从控制台读取用户输入，还是从文件中读取数据，Scanner 都能发挥重要作用。本文将深入介绍 Java Scanner API 的基础概念、使用方法、常见实践以及最佳实践，帮助你更好地掌握这一强大的工具。

目录

  1. 基础概念
  2. 使用方法
    • 创建 Scanner 对象
    • 读取不同类型的数据
  3. 常见实践
    • 从控制台读取用户输入
    • 从文件读取数据
  4. 最佳实践
    • 资源管理
    • 错误处理
  5. 小结
  6. 参考资料

基础概念

Scanner 是 Java 标准库中的一个类，位于 java.util 包下。它的主要功能是解析基本数据类型和字符串，从输入源（如 System.in 代表控制台输入，或者文件输入流等）读取数据。Scanner 使用分隔符（默认是空格、制表符、换行符等空白字符）来分隔输入内容，将其解析成一个个的标记（token），然后根据需要读取不同类型的数据。

使用方法

创建 Scanner 对象

要使用 Scanner，首先需要创建一个 Scanner 对象。常见的创建方式有两种：从标准输入（控制台）和从文件输入。

从标准输入创建 Scanner 对象

import java.util.Scanner;

public class ScannerExample {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        // 这里 scanner 就可以用于读取控制台输入的数据了
    }
}

从文件输入创建 Scanner 对象

import java.util.Scanner;
import java.io.File;
import java.io.FileNotFoundException;

public class ScannerFromFileExample {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            File file = new File("example.txt");
            Scanner scanner = new Scanner(file);
            // 这里 scanner 就可以用于读取文件中的数据了
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

读取不同类型的数据

Scanner 提供了多种方法来读取不同类型的数据，以下是一些常见的方法：

读取整数

import java.util.Scanner;

public class ReadIntegerExample {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入一个整数：");
        if (scanner.hasNextInt()) {
            int number = scanner.nextInt();
            System.out.println("你输入的整数是：" + number);
        } else {
            System.out.println("输入的不是有效的整数。");
        }
        scanner.close();
    }
}

读取浮点数

import java.util.Scanner;

public class ReadFloatExample {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入一个浮点数：");
        if (scanner.hasNextFloat()) {
            float number = scanner.nextFloat();
            System.out.println("你输入的浮点数是：" + number);
        } else {
            System.out.println("输入的不是有效的浮点数。");
        }
        scanner.close();
    }
}

读取字符串

import java.util.Scanner;

public class ReadStringExample {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入一个字符串：");
        String str = scanner.nextLine();
        System.out.println("你输入的字符串是：" + str);
        scanner.close();
    }
}

常见实践

从控制台读取用户输入

这是 Scanner 最常见的应用场景之一。例如，编写一个简单的计算器程序，从控制台读取两个数字和一个运算符，然后进行相应的计算。

import java.util.Scanner;

public class CalculatorExample {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入第一个数字：");
        if (scanner.hasNextDouble()) {
            double num1 = scanner.nextDouble();
            System.out.println("请输入运算符（+、-、*、/）：");
            scanner.nextLine(); // 清除上一步输入的换行符
            String operator = scanner.nextLine();
            System.out.println("请输入第二个数字：");
            if (scanner.hasNextDouble()) {
                double num2 = scanner.nextDouble();
                double result = 0;
                switch (operator) {
                    case "+":
                        result = num1 + num2;
                        break;
                    case "-":
                        result = num1 - num2;
                        break;
                    case "*":
                        result = num1 * num2;
                        break;
                    case "/":
                        if (num2 != 0) {
                            result = num1 / num2;
                        } else {
                            System.out.println("除数不能为零。");
                            scanner.close();
                            return;
                        }
                        break;
                    default:
                        System.out.println("无效的运算符。");
                        scanner.close();
                        return;
                }
                System.out.println("计算结果是：" + result);
            } else {
                System.out.println("输入的第二个数字无效。");
            }
        } else {
            System.out.println("输入的第一个数字无效。");
        }
        scanner.close();
    }
}

从文件读取数据

可以使用 Scanner 逐行读取文件内容，并进行相应的处理。例如，统计文件中单词的数量。

import java.util.Scanner;
import java.io.File;
import java.io.FileNotFoundException;

public class WordCountExample {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            File file = new File("example.txt");
            Scanner scanner = new Scanner(file);
            int wordCount = 0;
            while (scanner.hasNext()) {
                scanner.next();
                wordCount++;
            }
            System.out.println("文件中的单词数量是：" + wordCount);
            scanner.close();
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

最佳实践

资源管理

Scanner 类实现了 AutoCloseable 接口，因此在使用完 Scanner 对象后，应该及时关闭它以释放资源。可以使用 try-with-resources 语句来确保 Scanner 对象在使用完毕后自动关闭，无论是否发生异常。

import java.util.Scanner;
import java.io.File;
import java.io.FileNotFoundException;

public class ResourceManagementExample {
    public static void main(String[] args) {
        try (Scanner scanner = new Scanner(new File("example.txt"))) {
            while (scanner.hasNextLine()) {
                String line = scanner.nextLine();
                System.out.println(line);
            }
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

错误处理

在读取数据时，应该始终检查输入是否符合预期的类型。可以使用 hasNextXxx() 方法（如 hasNextInt()、hasNextFloat() 等）来判断输入是否为特定类型的数据，避免程序因为输入错误而崩溃。同时，在处理文件输入时，要注意捕获 FileNotFoundException 异常。

小结

Java Scanner API 是一个强大且灵活的工具，能够方便地读取输入流中的数据。通过掌握其基础概念、使用方法、常见实践和最佳实践，你可以更加高效地处理用户输入和文件数据。在实际应用中，要注意资源管理和错误处理，以确保程序的稳定性和健壮性。

参考资料