介绍

Java 是一种广泛使用的编程语言，提供了多种处理用户输入的方法。这篇文章主要通过类Scanner探讨了在 Java 中获取和解析用户输入的基础知识。理解这些概念对于创建交互式 Java 应用程序至关重要。

了解Scanner类

该类Scanner是java.util包的一部分，主要用于使用正则表达式解析基本类型和字符串。它是 Java 中读取用户输入最直接的方法之一，使其成为许多程序员（尤其是初学者）的流行选择。

Scanner简介

在深入研究 Scanner 类的功能之前，有必要了解它在 Java 的输入/输出 (I/O) 框架中的位置。与处理原始字节的较低级别流不同，扫描程序使用较高级别的抽象，例如标记和正则表达式。这使其成为读取和解析文本数据的理想工具。

创建Scanner对象

要使用 Scanner 类，您需要从java.util包中导入它，然后创建一个新的 Scanner 实例。Scanner最常见的用途是从标准输入流中读取，如下所示：

import java.util.Scanner；

public  class  Main { 
    public  static  void  main (String[] args) {
       Scanner scanner  =  new  Scanner (System.in); 
        // 使用Scanner读取输入
    } 
}

然而，Scanner不限于标准输入。它还可以从其他源读取输入，例如文件、字符串或任何实现该Readable接口的对象。

读取不同类型的数据

Scanner 类的真正强大之处在于它能够解析输入并将其转换为各种数据类型。以下是一些用于读取不同类型数据的常用方法：

• next()：将下一个标记读取为String.
• nextLine()：读取当前行的其余部分。
• nextInt()：将下一个标记读取为int.
• nextDouble()：将下一个标记读取为double.
• nextBoolean()：将下一个标记读取为boolean.

这些方法中的每一种都使scanner在读取后前进到当前行或标记。

处理不同的分隔符

默认情况下，Scanner 类使用空格作为分隔标记的分隔符。但是，您可以使用该useDelimiter()方法指定不同的分隔符。在处理 CSV 文件等结构化数据时，此功能特别有用。

scanner.useDelimiter(",");

实例：读取用户输入

让我们考虑一个实际的例子，我们读取用户的姓名和年龄：

System.out.print("Enter your name: ");
String name = scanner.nextLine();

System.out.print("Enter your age: ");
int age = scanner.nextInt();

System.out.println("Hello, " + name + "! You are " + age + " years old.");

此代码片段演示了如何提示用户输入姓名和年龄，然后使用收集到的信息输出一条简单的消息。

关闭Scanner的重要性

一旦不再需要 Scanner 对象，将其关闭至关重要。未能关闭Scanner可能会导致资源泄漏，因为它会占用底层 I/O 资源。这通常在 main 方法的末尾或finally 块中完成，以确保无论异常如何，它都会执行。

scanner.close();

Scanner 类是一种通用且用户友好的方法，用于读取和解析 Java 中不同类型的数据。它处理各种输入源和数据类型的能力，加上简单的语法，使其成为 Java 程序员工具包中的重要工具。

错误处理和最佳实践

在 Java 中使用 Scanner 类时，正确的错误处理和遵守最佳实践至关重要。这确保了代码的健壮性和无错误性，特别是在处理不可预测的用户输入时。

Scanner的错误处理

使用时的一个常见问题Scanner是输入不匹配错误。InputMismatchException如果下一个标记与预期类型不匹配，扫描器将抛出异常。例如，如果使用nextInt(),但用户输入非整数值，程序就会崩溃。以下是如何处理这个问题：

Try-Catch 块

使用 try-catch 块来优雅地处理异常：

try {
    System.out.print("Enter an integer: ");
    int number = scanner.nextInt();
} catch (InputMismatchException e) {
    System.out.println("That's not an integer!");
}

hasNext 方法

在尝试读取特定类型的数据之前，请使用以下方法hasNextXXX()检查输入是否属于预期类型：

System.out.print("Enter an integer: ");
if (scanner.hasNextInt()) {
    int number = scanner.nextInt();
} else {
    System.out.println("That's not an integer!");
}

Scanner的最佳实践

除了错误处理之外，使用Scanner 类时还需要遵循几个最佳实践：

关闭Scanner

当不再需要 Scanner 对象时，请始终将其关闭。当扫描程序从文件或其他非系统输入源读取以避免资源泄漏时，这一点至关重要。如前所述，请scanner.close()在代码末尾或finally 块中使用。

避免区域设置问题

Scanner 类是区域设置敏感的，这可能会导致问题，尤其是在解析数字时。为了避免这种情况，您可以显式设置区域设置：

Scanner.useLocale(Locale.US);

缓冲大输入

对于大输入，建议缓冲Scanner。

Scanner scanner  =  new  Scanner ( new  BufferedReader ( new  InputStreamReader (System.in)));

使用资源尝试

对于不从 读取的扫描程序System.in，使用 try-with-resources 语句可确保扫描程序自动关闭：

try ( Scanner  Scanner  =  new  Scanner ( new  File ( "input.txt" ))) { 
    // 从文件中读取
}

在使用 Scanner 类时结合正确的错误处理和遵循最佳实践不仅可以防止常见错误，还可以提高 Java 应用程序的效率和可靠性。Java 开发人员必须了解这些技术，才能在处理用户输入时编写健壮且无错误的代码。

高级解析技术

虽然 Scanner 类通常用于基本输入读取，但它的功能还可以扩展得更远。使用 Scanner 类的高级解析技术允许更复杂的数据处理和操作。本节探讨两个强大的功能：标记化和模式匹配。

使用Scanner进行标记化

标记化涉及根据指定的分隔符将文本字符串分解为较小的部分或标记。Scanner 类可以定制为使用不同的分隔符，这使其成为解析 CSV（逗号分隔值）文件等结构化数据的出色工具。

更改分隔符

您可以将默认的空白分隔符更改为适合您需要的任何内容。例如，解析 CSV 文件需要使用逗号作为分隔符：

scanner.useDelimiter(",");

示例：解析 CSV 文件

考虑一个包含姓名和年龄的简单 CSV 文件。Scanner 可用于读取并解析每一行：

while (scanner.hasNext()) {
    String name = scanner.next();
    int age = scanner.nextInt();

}

此代码将读取 CSV 的每一行，在每个逗号处将该行拆分为标记，并允许您单独处理每个标记。

使用扫描仪进行模式匹配

Scanner 类还支持使用正则表达式进行模式匹配，这对于验证和解析复杂的字符串格式非常有用。

常用表达

您可以将findInLine()和findWithinHorizon()方法与正则表达式一起使用来搜索输入中的模式：

String input = "ID: 12345, Name: John Doe";
scanner.findInLine("ID: (\\d+)");
MatchResult result = scanner.match();
String id = result.group(1); 

此示例在输入字符串中搜索 ID 模式并提取它。

示例：电子邮件验证

以下是使用模式匹配来验证电子邮件地址的示例：

String emailPattern = "^[a-zA-Z0-9_+&*-]+(?:\\." +
                      "[a-zA-Z0-9_+&*-]+)*@" +
                      "(?:[a-zA-Z0-9-]+\\.)+[a-zA-Z]{2,7}#34;;

System.out.print("Enter your email: ");
String email = scanner.nextLine();

if (email.matches(emailPattern)) {
    System.out.println("Email is valid.");
} else {
    System.out.println("Email is invalid.");
}

Scanner 类中的高级解析技术（例如标记化和模式匹配）显着增强了其在 Java 编程中的实用性。通过理解和利用这些技术，Java 开发人员可以有效地处理更复杂的数据解析场景，超越读取和解析简单用户输入的基本功能。

Scanner的替代品

虽然 Scanner 类用途广泛，并且广泛用于 Java 中的输入处理，但在某些情况下，替代方法可能更合适。本节介绍两个这样的替代方案：BufferedReader类和Console类，重点介绍它们的用途和优点。

用于高效输入读取的 BufferedReader

该类BufferedReader是包的一部分java.io，是 Scanner 的替代品，用于从输入流读取文本。由于其缓冲能力，它对于读取大量数据特别有用，可以减少底层流上的读取操作数量。

为什么使用 BufferedReader？

• 效率： BufferedReader 读取字符块并将它们存储在缓冲区中。这种方法对于读取大文件或流更有效。
• 灵活性：它允许阅读文本行，这在某些情况下会更方便。

示例：使用 BufferedReader 读取输入

以下是如何BufferedReader从标准输入读取一行文本：

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

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        System.out.print("Enter your name: ");
        String name = reader.readLine();
        System.out.println("Hello, " + name);
    }
}

安全输入控制台

该类Console（也在java.io包中）是另一种选择，主要用于读取密码和安全数据，因为它能够抑制回显输入。

控制台的优点

• 安全性： Console 类可用于读取密码而不将其显示在屏幕上。
• 易于使用：它提供了读取字符串和字符的简单方法。

局限性

• Console 类并非在所有环境中都可用，例如从集成开发环境 (IDE) 或后台服务运行时。

示例：安全读取密码

Console以下是使用读取密码的示例：

Console console = System.console();
if (console == null) {
    System.out.println("No console available");
    return;
}

char[] passwordArray = console.readPassword("Enter your password: ");
String password = new String(passwordArray);

虽然 Scanner 类适用于许多一般输入任务，但替代方案如BufferedReader和Console提供更适合某些场景的专用功能。了解这些替代方案可以让 Java 程序员根据处理用户输入的特定需求选择最有效、最安全的方法。

结论

了解如何处理用户输入是 Java 编程的一项基本技能。该Scanner课程具有多功能性和易用性，是初学者的绝佳工具。然而，对于特定场景，诸如BufferedReader和 之类的替代方案Console可能更合适。这篇文章旨在提供对这些概念的基本理解，为更高级的 Java 编程铺平道路。