本文旨在详细解释Java程序中如何使用Scanner类接收多个用户输入，并通过一个简单的成绩计算示例，剖析输入数据流的运作机制，帮助读者理解Scanner对象在不同方法间的交互，以及如何正确地从标准输入读取数据。
在Java编程中，Scanner 类是用于从各种输入源（例如键盘、文件等）读取数据的关键工具。理解 Scanner 的工作原理，对于编写能够与用户交互的程序至关重要。本文将通过一个成绩计算的示例，深入探讨 Scanner 如何在不同的方法之间传递和处理输入数据。
Scanner 类的工作原理
Scanner 类通过创建一个 Scanner 对象来工作，该对象与特定的输入流相关联。在示例代码中，Scanner sc = new Scanner(System.in); 创建了一个 Scanner 对象 sc，它与标准输入流 System.in (通常是键盘) 相关联。
Scanner 类提供了一系列方法，用于从输入流中读取不同类型的数据，例如 nextLine() 用于读取字符串，nextDouble() 用于读取双精度浮点数，nextInt() 用于读取整数等等。
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示例代码分析
让我们分析示例代码中的成绩计算程序：
import java.util.Scanner;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Scanner sc = new Scanner(System.in);
double avg;
String[] name = new String[10];
for (int j = 0; j<10; j++)
{
System.out.println("What is the name of the student?");
name[j] = sc.nextLine();
System.out.println("What are their test scores?");
avg = calculateAverage(j);
System.out.println("Their average is " + avg + ", that is a " + calculateGrade(avg));
}
}
public static double calculateAverage(int j) {
double [][]gradebook = new double[10][5];
Scanner sc = new Scanner(System.in); // 注意：这里创建了新的Scanner对象
double sum = 0;
for (int v=0; v<5; v++)
{
gradebook[j][v] = sc.nextDouble();
sum = gradebook[j][v] + sum;
}
double avg = sum / 5;
return avg;
}
public static String calculateGrade (double avg)
{
if (avg >= 90 && avg <= 100) {
return "A";
}
else if (avg >= 80) {
return "B";
}
else if (avg >= 70) {
return "C";
}
else if (avg >= 60) {
return "D";
}
else {
return "F";
}
}
}代码流程：
-
main 方法:
- 创建 Scanner 对象 sc。
- 循环10次，每次循环：
- 提示用户输入学生姓名，使用 sc.nextLine() 读取姓名。
- 调用 calculateAverage(j) 方法计算平均成绩。
- 调用 calculateGrade(avg) 方法根据平均成绩计算等级。
- 输出结果。
-
calculateAverage 方法:
- 关键点: 这里创建了新的 Scanner 对象 sc。
- 循环5次，每次循环：
- 提示用户输入成绩，使用 sc.nextDouble() 读取成绩。 每当执行到 sc.nextDouble() 时，程序会暂停，等待用户输入。
- 将成绩累加到 sum 变量。
- 计算平均成绩并返回。
-
calculateGrade 方法:
- 根据平均成绩返回等级。
理解输入数据流
在 calculateAverage 方法中，sc.nextDouble() 方法负责从标准输入读取一个双精度浮点数。当程序执行到这一行时，它会暂停并等待用户输入。用户可以输入一个数字，然后按下回车键。Scanner 对象会将输入的数字解析为 double 类型，并将其赋值给 gradebook[j][v]。
关键在于，Scanner 对象维护了一个内部的“指针”，指向输入流中下一个要读取的位置。每次调用 nextDouble()、nextLine() 等方法时，Scanner 对象都会从当前位置开始读取数据，并将指针移动到下一个位置。
容易混淆的地方：
代码中在calculateAverage 方法里又创建了一个新的Scanner对象。实际上，更好的做法是在main方法中创建唯一的Scanner对象，然后将其作为参数传递给calculateAverage方法，避免资源浪费和潜在的输入流问题。
修改后的代码示例：
import java.util.Scanner;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Scanner sc = new Scanner(System.in);
double avg;
String[] name = new String[10];
for (int j = 0; j<10; j++)
{
System.out.println("What is the name of the student?");
name[j] = sc.nextLine();
System.out.println("What are their test scores?");
avg = calculateAverage(j, sc); // 将Scanner对象传递给calculateAverage
System.out.println("Their average is " + avg + ", that is a " + calculateGrade(avg));
}
sc.close(); // 记得关闭Scanner对象
}
public static double calculateAverage(int j, Scanner sc) { // 接收Scanner对象作为参数
double [][]gradebook = new double[10][5];
double sum = 0;
for (int v=0; v<5; v++)
{
gradebook[j][v] = sc.nextDouble();
sum = gradebook[j][v] + sum;
}
double avg = sum / 5;
return avg;
}
public static String calculateGrade (double avg)
{
if (avg >= 90 && avg <= 100) {
return "A";
}
else if (avg >= 80) {
return "B";
}
else if (avg >= 70) {
return "C";
}
else if (avg >= 60) {
return "D";
}
else {
return "F";
}
}
}注意事项：
- Scanner 对象的关闭: 使用完 Scanner 对象后，应该调用 close() 方法关闭它，释放资源。在上面的修改后的代码中，sc.close() 被添加到 main 方法的末尾。
- 输入类型匹配: 确保使用正确的方法读取输入数据。例如，如果需要读取整数，应该使用 nextInt() 方法，而不是 nextDouble() 方法。如果输入类型不匹配，可能会抛出 InputMismatchException 异常。
- 处理异常: 在实际应用中，应该考虑处理可能出现的异常，例如 InputMismatchException。可以使用 try-catch 块来捕获和处理异常。
- nextLine() 的特殊性: nextLine() 会读取换行符之前的所有内容，包括空格。如果在调用 nextLine() 之前调用了其他 Scanner 方法（例如 nextInt() 或 nextDouble()），可能会导致 nextLine() 读取到一个空字符串。为了避免这种情况，可以在调用 nextLine() 之前先调用 sc.nextLine() 清除换行符。
总结
Scanner 类是 Java 中用于读取用户输入的重要工具。理解 Scanner 的工作原理，特别是它如何维护输入流的“指针”，以及如何在不同的方法之间共享 Scanner 对象，对于编写健壮和高效的 Java 程序至关重要。 通过修改示例代码，我们学习了如何正确地在方法间传递 Scanner 对象，并避免了重复创建 Scanner 对象的问题。同时，我们也强调了在使用 Scanner 类时需要注意的一些事项，例如关闭 Scanner 对象、处理异常等。
