初识 Scanner 类

# 1. Scanner 类的介绍

- **1.1 Scanner 类的定义**
Scanner 类是 Java 中的一个工具类，位于 java.util 包中，主要用于获取用户的输入。它提供了各种方法，可以用于解析基本数据类型和字符串，是处理输入的常用工具之一。

- **1.2 Scanner 类的作用**
通过 Scanner 类，我们可以轻松地从用户输入或文件中读取数据，实现与用户的交互。Scanner 类能够快速、方便地解析各种类型的数据，从而简化代码编写过程，提高开发效率。

# 2. 创建 Scanner 对象

在第二章中，我们将学习如何创建 Scanner 对象，这是使用 Scanner 类进行输入操作的第一步。

#### 2.1 导入 Scanner 类
在 Java 中，要使用 Scanner 类，首先需要导入 java.util 包，因为 Scanner 类位于该包中。下面是导入包的代码示例：

import java.util.Scanner;

在 Python 中，也需要导入相应的模块，例如：

from typing import List

#### 2.2 实例化 Scanner 对象
实例化 Scanner 对象是创建 Scanner 类的一个重要步骤，通过该对象我们可以进行后续的输入操作。以下是实例化 Scanner 对象的示例代码：

Scanner scanner = new Scanner(System.in);

在这段代码中，Scanner 对象被实例化，并传入了标准输入流 System.in，这样就可以读取用户在控制台输入的内容了。

#### 创建 Scanner 对象流程图
下面是创建 Scanner 对象的流程图，展示了实例化 Scanner 对象的具体步骤：

graph LR
A(开始) --> B(导入 java.util.Scanner)
B --> C(实例化 Scanner 对象)
C --> D(结束)

通过以上内容，我们学习了如何导入 Scanner 类并实例化 Scanner 对象，为接下来的输入操作做好准备。在接下来的章节中，我们将继续深入探讨 Scanner 类的基本用法和常见方法。

# 3. Scanner 类的基本用法

在本章中，我们将探讨如何使用 Scanner 类来读取用户输入。Scanner 类是 Java 中一个方便的工具类，可以用于从控制台读取用户输入的各种数据类型。下面将详细介绍 Scanner 类的基本用法。

#### 3.1 读取用户输入

使用 Scanner 类可以轻松地读取用户在控制台输入的内容，包括整数、浮点数、字符串等。以下是一个简单的示例代码：

import java.util.Scanner;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.print("请输入一个整数：");
        int num = scanner.nextInt();
        System.out.println("您输入的整数是：" + num);
        scanner.close();
    }
}

代码解释：
- 导入 Scanner 类。
- 创建 Scanner 对象，传入 System.in 表示从标准输入流读取数据。
- 使用 nextInt() 方法读取用户输入的整数。
- 输出用户输入的整数。

#### 3.2 使用 next() 方法

Scanner 类的 next() 方法用于读取输入中的下一个单词（以空格分隔）。下面是一个示例代码：

Scanner scanner = new Scanner(System.in);

System.out.print("请输入两个单词：");
String word1 = scanner.next();
String word2 = scanner.next();

System.out.println("您输入的单词是：" + word1 + " 和 " + word2);

scanner.close();

代码解释：
- 使用 next() 方法连续读取两个单词。
- 输出用户输入的两个单词。

通过以上例子，您可以了解如何使用 Scanner 类来读取用户输入的内容，包括整数、字符串等不同类型的数据。 Scanner 类提供了丰富的方法来满足各种需求。

# 4. Scanner 类的常见方法

在这一章中，我们将介绍 Scanner 类的一些常见方法，以便读者更好地使用 Scanner 类来处理用户输入数据。

#### 4.1 nextInt() 方法

- **功能：** 读取下一个整数值。
- **示例：**

import java.util.Scanner;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入一个整数：");
        int num = scanner.nextInt();
        System.out.println("您输入的整数是：" + num);
    }
}

- **代码总结：** 通过 `nextInt()` 方法可以方便地读取用户输入的整数值。

- **结果说明：** 当用户输入一个整数时，程序会读取该整数并输出到控制台。

#### 4.2 nextDouble() 方法

- **功能：** 读取下一个双精度浮点数值。
- **示例：**

import java.util.Scanner;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入一个双精度浮点数：");
        double num = scanner.nextDouble();
        System.out.println("您输入的双精度浮点数是：" + num);
    }
}

- **代码总结：** 使用 `nextDouble()` 方法可以获取用户输入的双精度浮点数。

- **结果说明：** 用户输入一个双精度浮点数后，程序会将其读取并在控制台上输出。

通过以上内容，读者可以更加熟悉 Scanner 类的常见方法，以便更好地处理不同类型的用户输入数据。

# 5. Scanner 类的异常处理

在使用 Scanner 类时，由于用户输入的不确定性，可能会出现一些异常情况。因此，了解如何处理输入不匹配或输入不合法的异常至关重要。下面将详细介绍 Scanner 类的异常处理情况。

#### 5.1 输入不匹配异常

当用户输入的数据类型与程序期望的数据类型不匹配时，会抛出输入不匹配异常。此时可以通过 try-catch 语句来捕获异常并进行处理。

import java.util.Scanner;

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

        System.out.print("请输入一个整数: ");
        try {
            int num = scanner.nextInt();
            System.out.println("输入的整数为: " + num);
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("输入不匹配异常，请输入一个整数。");
            // 清空输入缓冲区
            scanner.next();
        }

        scanner.close();
    }
}

**代码总结：**
- 通过 try-catch 捕获输入不匹配异常。
- 使用 `scanner.next()` 清空输入缓冲区，避免异常循环。

#### 5.2 输入不合法异常

当用户输入的数据不符合预期范围或条件时，可能会导致输入不合法异常。在此情况下，需要添加额外的逻辑来处理异常情况。

import java.util.Scanner;

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

        System.out.print("请输入一个年龄（1-120）: ");
        int age = scanner.nextInt();

        if (age < 1 || age > 120) {
            throw new IllegalArgumentException("年龄必须在1到120岁之间。");
        } else {
            System.out.println("输入的年龄为: " + age);
        }

        scanner.close();
    }
}

**代码总结：**
- 使用条件判断来检查输入数据的合法性。
- 可以通过抛出 IllegalArgumentException 类型的异常来处理输入不合法情况。

通过以上示例，我们可以更好地理解 Scanner 类在异常处理上的应用情况，帮助我们编写更加健壮的程序。

# 6. Scanner 类的使用技巧

在实际编程中，灵活运用 Scanner 类的使用技巧可以帮助我们更高效地处理各种输入情况，提升代码的质量和易用性。

1. 处理不同类型的输入
- 当需要处理不同类型的数据输入时，可以根据具体情况选择使用不同的 next() 方法或 nextXXX() 方法，例如：

     Scanner scanner = new Scanner(System.in);
     System.out.print("请输入整数: ");
     int num = scanner.nextInt();

     System.out.print("请输入浮点数: ");
     double decimal = scanner.nextDouble();

     System.out.print("请输入字符串: ");
     String str = scanner.next();

2. 循环读取输入
- 在需要连续输入多个数据项时，可以通过循环读取输入，直到满足退出条件，例如：

     Scanner scanner = new Scanner(System.in);
     boolean continueInput = true;

     while (continueInput) {
         System.out.print("请输入数字或输入q退出: ");
         if (scanner.hasNextInt()) {
             int num = scanner.nextInt();
             System.out.println("输入的数字是: " + num);
         } else {
             String input = scanner.next();
             if (input.equals("q")) {
                 continueInput = false;
             } else {
                 System.out.println("请输入有效数字或q退出！");
             }
         }
     }

3. 总结
- 通过灵活应用 Scanner 类的相关方法，可以实现按需读取不同类型的输入数据，同时通过循环读取输入，可以处理连续输入的情况，提升程序的交互性和健壮性。

4. 流程图示例

   graph LR
       A[开始] --> B{输入是否有效?}
       B -- 是 --> C[读取输入]
       C --> D[处理输入数据]
       D --> B
       B -- 否 --> E[退出循环]
       E --> F[结束]

通过以上技巧和示例，可以更好地利用 Scanner 类的功能，处理不同类型的输入情况，使程序更加灵活和智能。

# 7. Scanner 类的实际应用

在本章中，我们将深入探讨 Scanner 类的实际应用场景，包括从文件读取数据和与其他类的结合运用等情况。这些应用场景将帮助读者更深入地理解 Scanner 类的灵活性和实用性。

#### 7.1 从文件读取数据

在实际编程中，有时候我们需要从文件中读取数据而不是用户的输入。这时，Scanner 类也能很好地满足我们的需求。以下是一个示例代码：

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

public class ReadFile {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            File file = new File("data.txt");
            Scanner scanner = new Scanner(file);
            while(scanner.hasNextLine()) {
                String data = scanner.nextLine();
                System.out.println(data);
            }
            scanner.close();
        } catch (FileNotFoundException e) {
            System.out.println("文件未找到。");
        }
    }
}

上述代码演示了如何使用 Scanner 类从名为 "data.txt" 的文件中逐行读取数据并输出。通过这种方式，我们可以轻松实现文件数据的处理。

#### 7.2 与其他类的结合运用

Scanner 类还可以与其他类结合使用，扩展其功能，例如与数组、集合等数据结构配合使用。

以下是一个简单示例，结合 Scanner 类和数组的使用：

import java.util.Scanner;

public class ArrayExample {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入数组元素个数：");
        int n = scanner.nextInt();
        int[] arr = new int[n];
        System.out.println("请输入数组元素：");
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            arr[i] = scanner.nextInt();
        }
        System.out.println("您输入的数组为：");
        for (int num : arr) {
            System.out.print(num + " ");
        }
        scanner.close();
    }
}

在上述示例中，我们结合 Scanner 类和数组，实现了用户输入数组元素的功能，并输出数组内容。这展示了 Scanner 类与其他类结合运用的灵活性。

通过上述两个场景的演示，读者可以更好地理解 Scanner 类在实际应用中的强大功能及灵活性。在实践中多多尝试，将能更加熟练地应用 Scanner 类解决各种问题。