Java 中如何读取输入

简介

在 Java 编程中，读取用户输入或外部数据来源是一项基础且常见的操作。无论是开发控制台应用、Web 应用还是其他类型的软件，获取输入数据都是构建交互性和功能性程序的关键步骤。本文将深入探讨在 Java 中读取输入的相关知识，包括基础概念、多种使用方法、常见实践场景以及最佳实践建议。

目录

1. 基础概念
2. 使用方法
   • 使用 Scanner 类
   • 使用 BufferedReader 类
   • 使用 System.in 直接读取
3. 常见实践
   • 读取控制台输入的数字
   • 读取控制台输入的字符串
   • 从文件读取输入
4. 最佳实践
5. 小结
6. 参考资料

基础概念

在 Java 中，输入可以来自多个源，最常见的是用户在控制台的输入，也可以是从文件、网络连接等读取数据。读取输入的核心思想是通过特定的类和方法，将外部数据引入到 Java 程序的内存中进行处理。

使用方法

使用 Scanner 类

Scanner 类是 Java 标准库中用于读取输入的常用类，它位于 java.util 包中。以下是使用 Scanner 读取控制台输入的基本步骤：

1. 导入 Scanner 类：在 Java 源文件开头添加 import java.util.Scanner;。
2. 创建 Scanner 对象：在需要读取输入的地方创建 Scanner 对象，通常是传递 System.in 作为参数，例如：Scanner scanner = new Scanner(System.in);。
3. 读取输入：使用 Scanner 类的各种方法来读取不同类型的数据，如 nextInt() 读取整数，nextLine() 读取字符串等。

示例代码：

import java.util.Scanner;

public class ScannerExample {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);

        System.out.println("请输入一个整数：");
        int number = scanner.nextInt();
        System.out.println("你输入的整数是：" + number);

        System.out.println("请输入一个字符串：");
        scanner.nextLine(); // 消耗掉上一行输入的换行符
        String text = scanner.nextLine();
        System.out.println("你输入的字符串是：" + text);

        scanner.close(); // 关闭 Scanner 对象，释放资源
    }
}

使用 BufferedReader 类

BufferedReader 类提供了缓冲读取的功能，通常用于高效地读取字符输入流。它位于 java.io 包中。使用步骤如下：

1. 导入相关类：import java.io.BufferedReader; 和 import java.io.IOException; 以及 import java.io.InputStreamReader;。
2. 创建 BufferedReader 对象：通过 InputStreamReader 将 System.in 包装成字符流，再传递给 BufferedReader 构造函数，例如：BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));。
3. 读取输入：使用 readLine() 方法读取一行输入。

示例代码：

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;

public class BufferedReaderExample {
    public static void main(String[] args) {
        BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

        try {
            System.out.println("请输入一个字符串：");
            String text = reader.readLine();
            System.out.println("你输入的字符串是：" + text);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                reader.close(); // 关闭 BufferedReader 对象
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

使用 System.in 直接读取

System.in 是一个标准输入流，可以直接用于读取输入，但使用起来相对底层和繁琐。它返回的是字节数据，需要进行适当的转换。

示例代码：

public class SystemInExample {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            System.out.println("请输入一个字符：");
            int input = System.in.read();
            char ch = (char) input;
            System.out.println("你输入的字符是：" + ch);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

常见实践

读取控制台输入的数字

在很多情况下，我们需要读取用户输入的数字进行计算或其他操作。使用 Scanner 类可以方便地实现这一点。

示例代码：

import java.util.Scanner;

public class ReadNumberExample {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);

        System.out.println("请输入一个整数：");
        int number = scanner.nextInt();

        System.out.println("请输入一个浮点数：");
        float floatNumber = scanner.nextFloat();

        System.out.println("你输入的整数是：" + number);
        System.out.println("你输入的浮点数是：" + floatNumber);

        scanner.close();
    }
}

读取控制台输入的字符串

读取用户输入的字符串也是常见需求。Scanner 类的 nextLine() 方法和 BufferedReader 类的 readLine() 方法都能满足这一需求。

示例代码（使用 Scanner）：

import java.util.Scanner;

public class ReadStringWithScanner {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);

        System.out.println("请输入一个字符串：");
        String text = scanner.nextLine();
        System.out.println("你输入的字符串是：" + text);

        scanner.close();
    }
}

示例代码（使用 BufferedReader）：

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;

public class ReadStringWithBufferedReader {
    public static void main(String[] args) {
        BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

        try {
            System.out.println("请输入一个字符串：");
            String text = reader.readLine();
            System.out.println("你输入的字符串是：" + text);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                reader.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

从文件读取输入

除了控制台输入，从文件读取数据也是常见的操作。可以使用 Scanner 类或 BufferedReader 类来实现。

示例代码（使用 Scanner 从文件读取）：

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

public class ReadFromFileWithScanner {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            File file = new File("input.txt");
            Scanner scanner = new Scanner(file);

            while (scanner.hasNextLine()) {
                String line = scanner.nextLine();
                System.out.println(line);
            }

            scanner.close();
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

示例代码（使用 BufferedReader 从文件读取）：

import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;

public class ReadFromFileWithBufferedReader {
    public static void main(String[] args) {
        BufferedReader reader = null;

        try {
            reader = new BufferedReader(new FileReader("input.txt"));
            String line;
            while ((line = reader.readLine()) != null) {
                System.out.println(line);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (reader != null) {
                try {
                    reader.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

最佳实践

1. 资源管理：无论是 Scanner 还是 BufferedReader，在使用完毕后都要及时关闭，以释放资源，避免资源泄漏。可以使用 try-with-resources 语句（Java 7 及以上版本）来自动关闭资源，使代码更简洁且安全。

import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;

public class TryWithResourcesExample {
    public static void main(String[] args) {
        try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader("input.txt"))) {
            String line;
            while ((line = reader.readLine()) != null) {
                System.out.println(line);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

1. 异常处理：在读取输入时，可能会发生各种异常，如 IOException、InputMismatchException 等。要正确处理这些异常，以提高程序的稳定性和健壮性。可以使用 try-catch 块来捕获并处理异常，或者在方法签名中声明抛出异常，由调用者处理。
2. 性能考量：如果需要高效地读取大量数据，BufferedReader 通常比 Scanner 更合适，因为 BufferedReader 提供了缓冲机制，减少了 I/O 操作的次数。

小结

本文详细介绍了在 Java 中读取输入的多种方法，包括使用 Scanner 类、BufferedReader 类以及直接使用 System.in。通过不同的示例代码展示了如何读取控制台输入的数字、字符串以及从文件读取输入。同时，还给出了一些最佳实践建议，如资源管理、异常处理和性能考量等。希望读者通过本文的学习，能够深入理解并熟练运用这些知识，在 Java 编程中高效地处理输入数据。

参考资料

• 《Effective Java》（第三版）