Java 扫描器 (Scanner) 与控制台输入

从控制台读取输入是编程中的一项基本技能。它允许你的程序与用户交互、接收数据并根据输入执行操作。在 Java 中，Scanner 类提供了一种便捷的方法来读取控制台中的各种输入类型，如整数、浮点数、字符串等。

本章将涵盖使用 Scanner 类读取控制台输入的要点，包括如何创建 Scanner 对象、读取不同数据类型、处理潜在错误以及关闭扫描器以防止资源泄漏。

1. 理解 Scanner 类

Scanner 类位于 java.util 包中，它提供了使用正则表达式解析基本类型和字符串的方法。要使用 Scanner 类，你首先需要创建一个 Scanner 对象，通常将其与标准输入流（System.in）相关联，后者代表控制台。

1.1 创建 Scanner 对象

要创建一个从控制台读取数据的 Scanner 对象，请使用以下语法：

import java.util.Scanner; // 导入 Scanner 类

public class InputExample {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in); // 创建 Scanner 对象
        // ... 其余代码
    }
}

• import java.util.Scanner;：这行代码导入了 Scanner 类。没有它，编译器就不知道 Scanner 是什么。
• Scanner scanner = new Scanner(System.in);：这行代码创建了一个名为 scanner 的新对象。System.in 参数指定扫描器应从标准输入流（通常是键盘/控制台）读取。

2. 读取不同的数据类型

Scanner 类提供了多种方法来从输入流中读取数据：

• nextInt()：读取一个整数值。
• nextDouble()：读取一个双精度浮点值。
• nextFloat()：读取一个单精度浮点值。
• nextBoolean()：读取一个布尔值。
• next()：读取下一个标记（Token）作为字符串（以空白符分隔）。
• nextLine()：读取整行文本（包括空格）。

2.1 综合示例

import java.util.Scanner;

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

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

        System.out.print("请输入一个小数: ");
        double doubleValue = scanner.nextDouble();

        System.out.print("请输入一段文字: ");
        // 关键点：消耗掉 nextDouble() 留下的换行符
        scanner.nextLine(); 
        String stringValue = scanner.nextLine();

        System.out.println("整数: " + integerValue);
        System.out.println("小数: " + doubleValue);
        System.out.println("文字: " + stringValue);

        scanner.close(); // 关闭扫描器
    }
}

注意：nextInt() 和 nextDouble() 等方法不会消耗你按下回车键时产生的“换行符”。如果你紧接着调用 nextLine()，它会直接读取那个残留的换行符并返回一个空字符串。因此，通常需要额外调用一次 nextLine() 来“清理”缓冲区。

3. 处理输入不匹配异常 (InputMismatchException)

如果用户输入的类型与预期不符（例如程序要整数，用户输入了字母），Scanner 会抛出 InputMismatchException。你可以使用 try-catch 块来处理它。

import java.util.Scanner;
import java.util.InputMismatchException;

public class InputMismatch {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        try {
            System.out.print("请输入一个整数: ");
            int integerValue = scanner.nextInt();
            System.out.println("你输入了: " + integerValue);
        } catch (InputMismatchException e) {
            System.out.println("输入无效，请输入一个整数。");
            scanner.next(); // 关键：消耗掉无效输入，防止死循环
        } finally {
            scanner.close();
        }
    }
}

4. 使用分隔符 (Delimiters)

默认情况下，Scanner 使用空白符（空格、制表符、换行符）作为分隔符。你可以使用 useDelimiter() 修改它。

import java.util.Scanner;

public class DelimiterExample {
    public static void main(String[] args) {
        String input = "苹果,香蕉,橘子";
        Scanner scanner = new Scanner(input);
        scanner.useDelimiter(","); // 设置逗号为分隔符

        while (scanner.hasNext()) {
            System.out.println(scanner.next());
        }
        scanner.close();
    }
}

5. 实践案例

5.1 简易加法器（循环读取）

你可以使用循环不断读取输入，直到满足特定条件。

import java.util.Scanner;

public class InputLoop {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        int sum = 0;
        int number;
        System.out.println("输入数字进行累加（输入 0 停止）:");
        do {
            System.out.print("数值: ");
            number = scanner.nextInt();
            sum += number;
        } while (number != 0);
        System.out.println("总和为: " + sum);
        scanner.close();
    }
}

5.2 解析 CSV 行

这个例子展示了如何解析一行由逗号分隔的数据。

import java.util.Scanner;

public class CSVReader {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.print("请输入 CSV 数据 (如 张三,李四,30): ");
        String csvLine = scanner.nextLine();

        // 嵌套使用 Scanner 解析这一行
        Scanner lineScanner = new Scanner(csvLine);
        lineScanner.useDelimiter(",");
        
        String firstName = lineScanner.next();
        String lastName = lineScanner.next();
        int age = Integer.parseInt(lineScanner.next()); // 转换为整数

        System.out.println("姓: " + firstName + ", 名: " + lastName + ", 年龄: " + age);
        
        lineScanner.close();
        scanner.close();
    }
}