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使用 Java 的 Scanner 和文本文件填充二维数组

简介

在 Java 编程中，处理二维数组是一项常见任务。有时我们需要从文本文件中读取数据并填充到二维数组中。本文将详细介绍如何使用 Scanner 类结合文本文件来完成这一操作，包括基础概念、使用方法、常见实践以及最佳实践。

目录

  1. 基础概念
    • 二维数组
    • Scanner 类
    • 文本文件读取
  2. 使用方法
    • 创建 Scanner 对象读取文件
    • 读取文件内容并填充二维数组
  3. 常见实践
    • 处理不同格式的文本文件
    • 错误处理
  4. 最佳实践
    • 资源管理
    • 代码优化
  5. 代码示例
  6. 小结
  7. 参考资料

基础概念

二维数组

二维数组在 Java 中是数组的数组，本质上是一个表格形式的数据结构，有行和列。例如，int[][] matrix = new int[3][4]; 创建了一个 3 行 4 列的二维整数数组。

Scanner 类

Scanner 类是 Java 中用于解析基本类型和字符串的简单文本扫描器。它可以从多种数据源读取输入，包括文件、控制台等。要使用 Scanner 类，需要导入 java.util.Scanner 包。

文本文件读取

在 Java 中，读取文本文件通常涉及到 java.io 包中的类。可以使用 File 类来表示文件，然后结合 Scanner 类从文件中读取数据。

使用方法

创建 Scanner 对象读取文件

首先，需要创建一个 Scanner 对象来读取文本文件。示例代码如下：

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

public class Populate2DArray {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            File file = new File("data.txt");
            Scanner scanner = new Scanner(file);
            // 后续操作
            scanner.close();
        } catch (FileNotFoundException e) {
            System.out.println("文件未找到");
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

读取文件内容并填充二维数组

假设文本文件中的数据是按行和列排列的，每行的数据用空格分隔。以下是填充二维数组的示例代码：

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

public class Populate2DArray {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            File file = new File("data.txt");
            Scanner scanner = new Scanner(file);

            // 读取行数
            int rows = scanner.nextInt();
            // 读取列数
            int cols = scanner.nextInt();

            int[][] twoDArray = new int[rows][cols];

            for (int i = 0; i < rows; i++) {
                for (int j = 0; j < cols; j++) {
                    if (scanner.hasNextInt()) {
                        twoDArray[i][j] = scanner.nextInt();
                    }
                }
            }

            // 打印二维数组
            for (int i = 0; i < rows; i++) {
                for (int j = 0; j < cols; j++) {
                    System.out.print(twoDArray[i][j] + " ");
                }
                System.out.println();
            }

            scanner.close();
        } catch (FileNotFoundException e) {
            System.out.println("文件未找到");
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

在上述代码中： 1. 首先创建了 Scanner 对象来读取文件。 2. 读取文件中的行数和列数，创建相应大小的二维数组。 3. 使用嵌套的 for 循环读取文件中的数据并填充到二维数组中。 4. 最后打印二维数组以验证填充是否正确。

常见实践

处理不同格式的文本文件

如果文本文件中的数据格式不同，例如用逗号分隔，需要调整读取逻辑。可以使用 nextLine() 方法读取整行数据，然后使用 split() 方法分割字符串。示例代码如下：

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

public class Populate2DArray {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            File file = new File("data.csv");
            Scanner scanner = new Scanner(file);

            int rows = scanner.nextInt();
            int cols = scanner.nextInt();
            scanner.nextLine(); // 消耗换行符

            String[][] twoDArray = new String[rows][cols];

            for (int i = 0; i < rows; i++) {
                String line = scanner.nextLine();
                String[] values = line.split(",");
                for (int j = 0; j < cols; j++) {
                    twoDArray[i][j] = values[j];
                }
            }

            // 打印二维数组
            for (int i = 0; i < rows; i++) {
                for (int j = 0; j < cols; j++) {
                    System.out.print(twoDArray[i][j] + " ");
                }
                System.out.println();
            }

            scanner.close();
        } catch (FileNotFoundException e) {
            System.out.println("文件未找到");
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

错误处理

在读取文件和填充数组过程中，可能会发生各种错误，如文件格式不正确、数据类型不匹配等。需要进行适当的错误处理。例如，可以在读取数据时使用 hasNextInt() 或 hasNextDouble() 等方法来检查数据类型是否正确。

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

public class Populate2DArray {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            File file = new File("data.txt");
            Scanner scanner = new Scanner(file);

            int rows = scanner.nextInt();
            int cols = scanner.nextInt();
            scanner.nextLine();

            int[][] twoDArray = new int[rows][cols];

            for (int i = 0; i < rows; i++) {
                for (int j = 0; j < cols; j++) {
                    if (scanner.hasNextInt()) {
                        twoDArray[i][j] = scanner.nextInt();
                    } else {
                        System.out.println("数据类型不匹配，行: " + i + " 列: " + j);
                        scanner.next(); // 跳过错误数据
                    }
                }
            }

            // 打印二维数组
            for (int i = 0; i < rows; i++) {
                for (int j = 0; j < cols; j++) {
                    System.out.print(twoDArray[i][j] + " ");
                }
                System.out.println();
            }

            scanner.close();
        } catch (FileNotFoundException e) {
            System.out.println("文件未找到");
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

最佳实践

资源管理

确保及时关闭 Scanner 对象和文件资源，避免资源泄漏。可以使用 try-with-resources 语句来自动关闭资源，代码如下：

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

public class Populate2DArray {
    public static void main(String[] args) {
        try (Scanner scanner = new Scanner(new File("data.txt"))) {
            int rows = scanner.nextInt();
            int cols = scanner.nextInt();
            scanner.nextLine();

            int[][] twoDArray = new int[rows][cols];

            for (int i = 0; i < rows; i++) {
                for (int j = 0; j < cols; j++) {
                    if (scanner.hasNextInt()) {
                        twoDArray[i][j] = scanner.nextInt();
                    }
                }
            }

            // 打印二维数组
            for (int i = 0; i < rows; i++) {
                for (int j = 0; j < cols; j++) {
                    System.out.print(twoDArray[i][j] + " ");
                }
                System.out.println();
            }
        } catch (FileNotFoundException e) {
            System.out.println("文件未找到");
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

代码优化

提高代码的可读性和可维护性。可以将读取文件和填充数组的逻辑封装到方法中，使 main 方法更加简洁。示例代码如下：

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

public class Populate2DArray {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            int[][] twoDArray = populateArrayFromFile("data.txt");
            printArray(twoDArray);
        } catch (FileNotFoundException e) {
            System.out.println("文件未找到");
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static int[][] populateArrayFromFile(String filePath) throws FileNotFoundException {
        try (Scanner scanner = new Scanner(new File(filePath))) {
            int rows = scanner.nextInt();
            int cols = scanner.nextInt();
            scanner.nextLine();

            int[][] twoDArray = new int[rows][cols];

            for (int i = 0; i < rows; i++) {
                for (int j = 0; j < cols; j++) {
                    if (scanner.hasNextInt()) {
                        twoDArray[i][j] = scanner.nextInt();
                    }
                }
            }
            return twoDArray;
        }
    }

    public static void printArray(int[][] array) {
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            for (int j = 0; j < array[i].length; j++) {
                System.out.print(array[i][j] + " ");
            }
            System.out.println();
        }
    }
}

代码示例

完整的代码示例如下，包含了从文件读取数据填充二维数组、错误处理和资源管理：

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

public class Populate2DArray {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            int[][] twoDArray = populateArrayFromFile("data.txt");
            printArray(twoDArray);
        } catch (FileNotFoundException e) {
            System.out.println("文件未找到");
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static int[][] populateArrayFromFile(String filePath) throws FileNotFoundException {
        try (Scanner scanner = new Scanner(new File(filePath))) {
            int rows = scanner.nextInt();
            int cols = scanner.nextInt();
            scanner.nextLine();

            int[][] twoDArray = new int[rows][cols];

            for (int i = 0; i < rows; i++) {
                for (int j = 0; j < cols; j++) {
                    if (scanner.hasNextInt()) {
                        twoDArray[i][j] = scanner.nextInt();
                    } else {
                        System.out.println("数据类型不匹配，行: " + i + " 列: " + j);
                        scanner.next();
                    }
                }
            }
            return twoDArray;
        }
    }

    public static void printArray(int[][] array) {
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            for (int j = 0; j < array[i].length; j++) {
                System.out.print(array[i][j] + " ");
            }
            System.out.println();
        }
    }
}

小结

通过本文，我们深入了解了如何使用 Java 的 Scanner 类结合文本文件填充二维数组。掌握了基础概念、使用方法、常见实践和最佳实践，包括处理不同格式的文件、错误处理、资源管理和代码优化等方面。希望这些知识能帮助读者在实际编程中更加高效地处理二维数组和文件读取操作。

参考资料