【Java文件解析秘诀】：使用Scanner类从CSV到JSON

# 1. Java文件解析概览

在信息技术的世界里，文件解析是软件开发中的一项基础工作。无论是处理日常的文本文件，还是操作结构化的数据格式如CSV和JSON，文件解析都扮演着至关重要的角色。Java，作为一种广泛使用的编程语言，提供了丰富的方法和类库，以简化文件解析的过程。

在第一章，我们将概览文件解析的基本概念，包括解析的定义、重要性以及其在Java语言中的应用。我们将了解解析文件所涉及的关键技术点，如输入输出流、字符编码，以及解析文件时所要遵循的基本原则和最佳实践。此外，本章还将简要介绍后续章节中将深入探讨的Scanner类，为读者构建一个对Java文件解析全面理解的坚实基础。

# 2. 深入Scanner类的工作原理

## 2.1 Scanner类的内部机制

### 2.1.1 构造函数和基本使用

Scanner类是Java中的一个实用工具类，用于解析基本类型和字符串的简单文本扫描器。它使用正则表达式来匹配不同类型的值。构造函数允许 Scanner 从不同的数据源中读取数据，比如文件、输入流、字符串等。

以下是一个基本使用Scanner类的示例代码：

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

public class ScannerExample {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            // 创建Scanner对象，用于读取文件
            Scanner scanner = new Scanner(new File("example.txt"));
            // 使用hasNext()检查下一个标记是否存在
            while (scanner.hasNext()) {
                // 使用next()方法读取下一个标记
                String word = scanner.next();
                System.out.println(word);
            }
            // 关闭scanner对象
            scanner.close();
        } catch (FileNotFoundException e) {
            System.out.println("文件未找到");
        }
    }
}

在这个代码块中，我们首先导入了必要的类。然后在main函数中，我们尝试创建一个Scanner对象，并且打开一个文件。在使用Scanner之前，应该检查文件是否可以被找到。如果文件不存在，则会抛出FileNotFoundException异常。一旦成功创建Scanner对象，我们就可以循环使用`hasNext()`方法检查下一个输入值是否存在，然后使用`next()`方法读取输入值。最后，不要忘记关闭Scanner对象以释放相关资源。

### 2.1.2 分隔模式与解析策略

Scanner类使用分隔模式来决定如何从输入流中提取标记。默认的分隔符集是空白字符，这意味着任何空白字符（如空格、制表符、换行符等）都会被视为标记之间的分隔符。可以通过`useDelimiter()`方法自定义分隔符。

例如，若想以逗号分隔字符串，可以这样做：

Scanner scanner = new Scanner("one,two,three");
scanner.useDelimiter(","); // 使用逗号作为分隔符

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

这段代码首先创建了一个字符串`"one,two,three"`作为Scanner的输入源，然后通过`useDelimiter(",")`指定了逗号作为分隔符，最后通过`hasNext()`和`next()`方法读取和打印每个分隔后的标记。

### 2.2 Scanner类在文件解析中的应用

#### 2.2.1 文本文件的逐行读取

文件通常被组织成按行分隔的数据。使用Scanner类可以非常方便地逐行读取文本文件。以下示例演示了如何实现这一功能：

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

public class LineReader {
    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);
            }

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

在这个示例中，我们使用`hasNextLine()`和`nextLine()`方法替代了`hasNext()`和`next()`。`hasNextLine()`用于检查文件中是否还有下一行，而`nextLine()`用于读取当前行的内容。

#### 2.2.2 字符串和数字的解析

Scanner类不仅可以读取文本文件，还可以直接从字符串解析出数字或其他基本数据类型。以下示例展示了如何使用Scanner从字符串中解析整数和浮点数。

import java.util.Scanner;

public class NumberParser {
    public static void main(String[] args) {
        String input = "123 45.67";

        Scanner scanner = new Scanner(input);

        if (scanner.hasNextInt()) {
            int numInt = scanner.nextInt();
            System.out.println("整数: " + numInt);
        }

        if (scanner.hasNextDouble()) {
            double numDouble = scanner.nextDouble();
            System.out.println("浮点数: " + numDouble);
        }

        scanner.close();
    }
}

在这段代码中，我们创建了一个包含整数和浮点数的字符串。使用`hasNextInt()`方法检查是否有整数可以解析，然后使用`nextInt()`方法读取整数。同样地，使用`hasNextDouble()`和`nextDouble()`方法来解析浮点数。

## 2.3 Scanner类的高级特性

### 2.3.1 定制分隔符

默认情况下，Scanner使用空白字符作为分隔符。但我们可以自定义分隔符来满足特定的解析需求。

例如，以下代码演示了如何使用正则表达式作为分隔符来解析特定格式的字符串：

import java.util.Scanner;

public class CustomDelimiter {
    public static void main(String[] args) {
        String input = "one|two|three";

        Scanner scanner = new Scanner(input);
        scanner.useDelimiter("\\|"); // 使用"|"作为分隔符

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

        scanner.close();
    }
}

在这个例子中，我们自定义了分隔符为竖线`|`，因此Scanner会按照这个正则表达式来分割字符串。使用`useDelimiter("\\|")`时，需要将竖线放在双反斜线之间，因为在正则表达式中竖线具有特殊含义。

### 2.3.2 正则表达式的使用

Scanner类支持正则表达式，这使得它在复杂的解析场景下非常有用。通过正则表达式，我们能够匹配和提取更加复杂的数据模式。

以下是一个使用正则表达式匹配邮箱地址的示例：

import java.util.Scanner;

public class RegexUsage {
    public static void main(String[] args) {
        String input = "***";

        Scanner scanner = new Scanner(input);
        scanner.useDelimiter("\\s+"); // 使用空白字符作为分隔符

        while (scanner.hasNext("\\w+@\\w+\\.\\w+")) {
            System.out.println(scanner.next("\\w+@\\w+\\.\\w+"));
        }

        scanner.close();
    }
}

在这个示例中，我们使用了正则表达式`"\\w+@\\w+\\.\\w+"`作为匹配模式。这个模式匹配一个或多个单词字符，后面跟着一个`@`符号，再跟着一个或多个单词字符，然后是一个点号，最后是一个或多个单词字符。`Scanner`使用`hasNext()`和`next()`方法时能够接受一个正则表达式作为参数，这样它就可以在调用时检查并匹配这个表达式。

### 2.3.3 异常处理和边界情况

在使用Scanner类时，处理好异常和边界情况是至关重要的。`FileNotFoundException`是最常见的异常之一，它在指定的文件不存在或无法被打开时抛出。此外，`NoSuchElementException`会在没有更多的输入时抛出，而`IllegalStateException`可能在输入状态不合法时抛出。

在实际应用中，我们应该使用try-catch块来处理这些异常，并适当地处理输入流结束的情况。

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

public class ExceptionHandling {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            Scanner scanner = new Scanner(new File("example.txt"));
            while (scanner.hasNext()) {