如何正确使用 Scanner 读取输入数据并避免常见问题

在 Java 中，Scanner 是一个非常方便的工具，可以帮助我们从控制台、文件或其他输入流中读取数据。当我们需要处理用户输入时，Scanner 是最常用的类之一。然而，很多初学者会遇到一些常见问题，特别是当我们使用 nextInt() 或 nextLine() 等方法时，输入的行为可能并不如我们所预期。今天，我们就来讨论如何正确使用 Scanner，以及如何避免常见的错误。

nextInt() 如何工作？

Scanner 类的 nextInt() 方法用于读取下一个整数。当我们调用 nextInt() 时，它会读取当前输入流中的下一个整数，并将 Scanner 的内部指针移到下一个数据位置。这意味着每次调用 nextInt()，都会“消费”一个整数并跳过空格、换行符等分隔符。

示例代码：

假设我们有如下输入：

3 4 5

我们使用 nextInt() 读取这些整数：

Scanner in = new Scanner(System.in);
int a = in.nextInt();  // 读取 3
int b = in.nextInt();  // 读取 4
int c = in.nextInt();  // 读取 5

• 第一次调用 nextInt()：读取 3，并将 Scanner 的指针移到下一个空格。
• 第二次调用 nextInt()：读取 4，指针移到下一个空格。
• 第三次调用 nextInt()：读取 5。

需要注意的地方

1. 换行符问题：
   nextInt() 只会读取数字，它不会消耗掉换行符。如果在 nextInt() 后你需要读取字符串或者其他输入，可能会遇到问题，因为换行符仍然留在输入流中，导致下一次 nextLine() 读取到的实际上是空字符串。

示例：

Scanner in = new Scanner(System.in);
int num = in.nextInt();   // 读取一个整数
String str = in.nextLine(); // 读取字符串，但会立即读取到换行符，导致读取到空字符串

为了避免这种问题，你需要在 nextInt() 后调用 nextLine() 来消耗掉换行符。

修正：

Scanner in = new Scanner(System.in);
int num = in.nextInt();    // 读取整数
in.nextLine();  // 消耗掉换行符
String str = in.nextLine(); // 正确读取字符串

1. 输入流冲突：
   如果你在程序中频繁创建新的 Scanner 实例（例如每次循环时创建一个新的实例），可能会导致输入流的问题。因为每个新的 Scanner 实例都会重新连接到 System.in，可能会导致输入流的混乱或异常行为。最佳实践是只创建一个 Scanner 实例，避免重复创建。

示例问题：

Scanner in = new Scanner(System.in);
for (int i = 0; i < 5; i++) {
    Scanner ne = new Scanner(System.in);  // 每次循环都创建新的 Scanner 实例
    int data = ne.nextInt();
    // 会导致输入流问题
}

正确方式：

Scanner in = new Scanner(System.in);
for (int i = 0; i < 5; i++) {
    int data = in.nextInt();  // 只使用一个 Scanner 实例
}

更复杂的输入：读取多组数据

当你需要处理多组数据时，可以通过循环和 Scanner 来逐个读取数据。假设我们有这样的输入格式：

2
3
3 3 3
2
3 4

第一行 2 表示有 2 组数据。接下来每组数据的第一行给出了该组的元素个数，第二行则是这些元素的具体值。

我们可以使用一个循环来处理每一组数据。示例代码如下：

import java.util.*;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner in = new Scanner(System.in);  // 只需要一个 Scanner 实例
        int numGroups = in.nextInt();  // 读取组数
        
        // 用于存储每组数据的列表
        List> groups = new ArrayList<>();
        
        // 处理每一组数据
        for (int i = 0; i < numGroups; i++) {
            int numElements = in.nextInt();  // 读取当前组的元素个数
            List group = new ArrayList<>();
            
            // 读取该组的元素
            for (int j = 0; j < numElements; j++) {
                group.add(in.nextInt());  // 添加到当前组列表
            }
            
            // 将当前组数据添加到 groups 列表
            groups.add(group);
        }
        
        // 输出每组数据
        for (int i = 0; i < groups.size(); i++) {
            System.out.println("Group " + (i + 1) + ": " + groups.get(i));
        }
    }
}

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代码说明：

• 首先，我们读取输入的组数 numGroups。
• 然后，我们使用外层循环遍历每一组数据。每组数据的第一行是元素的个数，接下来的数据是元素值。
• 每次读取数据时，我们将元素存储到 List 中，然后将这个列表添加到 groups 列表中。
• 最后，输出每组数据。

总结

在使用 Scanner 时，确保你了解不同方法的行为和如何正确处理输入流。以下是一些最佳实践：

• 使用单个 Scanner 实例：避免每次都创建新的 Scanner 实例，以免输入流冲突。
• 调用 nextLine() 来消耗换行符：如果在读取整数后需要读取字符串，记得调用 nextLine() 来消耗掉换行符。
• 通过循环处理多组数据：使用 for 循环逐组读取数据。