Java-Scanner类讲解

Java Scanner 类

Scanner类是Java中一个非常使用的工具类，位于java.util包中，主要用于解析基本类型和字符串的简单文本扫描器。接下来会进行详细讲解，若有不足，欢迎提出！！！

一、Scanner类概述

Scanner类可以讲输入（通常是文件或键盘输入）分解为标记（Tokens），然后使用各种next方法将这些标记转换为不同类型的值。它使用正则表达式来解析基本类型和字符串。

核心功能

• 多输入源支持：支持控制台、文件、字符串、输入流等多种输入源；
• 数据类型解析：能将输入解析为各种基本类型和字符串；
• 正则表达式支持：可以使用正则表达式进行模式匹配和分隔；
• 本地化支持：支持不同地区的数据格式；
• 输入验证：提供hasNext系列方法进行输入验证。

二、创建Scanner对象

Scanner有多个构造函数，可以从不同的数据来源读取数据。

• 从标准输入读取；
• 从字符串读取；
• 从文件读取（需要处理IOException）；
• 从输入流创建；
• 从Readable对象创建。

更多的是使用方法一和方法三。

// 1. 从标准输入创建
Scanner stdinScanner = new Scanner(System.in);

// 2. 从字符串创建
Scanner stringScanner = new Scanner("Text 123 45.67");

// 3. 从文件创建(需处理异常)
try {
    Scanner fileScanner = new Scanner(new File("data.txt"));
} catch (FileNotFoundException e) {
    e.printStackTrace();
}

// 4. 从输入流创建
Scanner streamScanner = new Scanner(inputStream);

// 5. 从Readable对象创建
Scanner readableScanner = new Scanner(readableObject);

进行配置

// 设置分隔符(支持正则表达式)
scanner.useDelimiter(","); // 简单分隔符
scanner.useDelimiter("\\s*,\\s*"); // 允许分隔符前后有空格

// 设置区域(影响数字解析格式)
scanner.useLocale(Locale.US); // 使用点作为小数点
scanner.useLocale(Locale.FRENCH); // 使用逗号作为小数点

// 设置基数(用于数字解析)
scanner.useRadix(16); // 设置为16进制模式

三、数据读取方法

方法类型	包含方法	说明
整数类型	nextByte(), nextShort(), nextInt(), nextLong()	读取各种整数
浮点类型	nextFloat(), nextDouble()	读取浮点数
大数类型	nextBigInteger(), nextBigDecimal()	读取大数
布尔类型	nextBoolean()	读取布尔值
字符串类型	next(), nextLine()	读取字符串

关键区别点

1. 输入消耗行为
   • 跳过前导的分隔符（默认是空白字符）；
   • 跳过匹配目标类型的内容；
   • 不会消耗后面的分隔符。

特殊案例：

• nextLine() 会读取直到行尾并消耗换行符；
• 其余的方法读取后，后面如果跟nextLine()会读到空行

Scanner scanner = new Scanner("123\n456");
int num = scanner.nextInt();  // 读取123，不消耗\n
String line = scanner.nextLine();  // 读取空字符串（因为读取了\n）

3.1 整数读取

方法	返回类型	取值范围	基数支持	特点
nextByte()	byte	-128 ~ 127	支持	读取字节型整数
nextShort()	short	-32768 ~ 32767	支持	读取短整型
nextInt()	int	-2³¹ ~ 2³¹-1	支持	最常用的整数读取方法
nextLong()	long	-2⁶³ ~ 2⁶³-1	支持	读取长整型

1. nextInt() - 最常用的整数读取方法

功能： 读取一个32位有符号整数。 示例：

Scanner scanner = new Scanner(System.in);
System.out.print("请输入一个整数: ");
int number = scanner.nextInt();
System.out.println("您输入的数是: " + number);

特点

• 默认解析十进制数字；
• 遇到非数字字符时停止读取；
• 会跳过前导空白字符；
• 不消耗数字后面的分隔符。

注意事项

// 问题代码示例
int a = scanner.nextInt();
int b = scanner.nextInt();
// 如果输入"123 456"可以正常工作
// 但如果输入"123,456"会抛出InputMismatchException

// 解决方案：设置正确分隔符
scanner.useDelimiter(",");

2. nextLong()

功能：读取64位有符号长整数

使用场景：

• 需要读取超过21亿的数字时；
• 处理大ID号、时间戳等。

System.out.print("请输入长整型ID: ");
long id = scanner.nextLong();
System.out.println("ID是: " + id);

3. nextByte() & nextShort() - 读取小范围整数

使用场景：

• 明确知道输入数字范围较小时；
• 需要自动范围检查时。

示例

System.out.print("请输入年龄(0-127): ");
byte age = scanner.nextByte(); // 自动检查范围

特点

• 如果输入超出类型范围，抛出InputMismatchException
• 适合读取配置参数等小范围数字。

3.2 浮点类型

方法	返回类型	存储大小	精度	取值范围	特点
nextFloat()	float	32位	6-7位有效数字	±1.4E-45 ~ ±3.4E+38	读取单精度浮点数
nextDouble()	double	64位	15-16位有效数字	±4.9E-324 ~ ±1.8E+308	读取双精度浮点数(默认推荐)

基本使用示例

Scanner scanner = new Scanner(System.in);

// 读取单精度浮点数
System.out.print("请输入浮点数(float): ");
float fValue = scanner.nextFloat();

// 读取双精度浮点数
System.out.print("请输入浮点数(double): ");
double dValue = scanner.nextDouble();

System.out.println("读取结果: float=" + fValue + ", double=" + dValue);

3.3 大数类型

1. nextBigImteger()方法

功能说明：

读取输入中的下一个标记(token)并将其转换为BigInteger对象。BigInteger可以表示任意精度的整数，适用于超出long类型范围的超大整数。

注意事项

1. 输入必须是一个有效的整数表示
2. 可以处理任意长度的整数(只要内存允许)
3. 如果输入不是有效的整数格式，会抛出InputMismatchException
4. 建议先使用hasNextBigInteger()进行检查
5. 默认使用十进制，可以通过参数指定其他进制

import java.util.Scanner;
import java.math.BigInteger;

public class BigIntegerExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 示例1：基本用法
        Scanner scanner1 = new Scanner("12345678901234567890");
        BigInteger bigInt1 = scanner1.nextBigInteger();
        System.out.println("十进制大整数: " + bigInt1);
        
        // 示例2：指定进制
        Scanner scanner2 = new Scanner("FF");
        BigInteger bigInt2 = scanner2.nextBigInteger(16); // 16进制
        System.out.println("十六进制FF转为十进制: " + bigInt2);
        
        // 示例3：超大整数运算
        Scanner scanner3 = new Scanner("9999999999999999999999999999999999999999");
        BigInteger a = scanner3.nextBigInteger();
        BigInteger b = new BigInteger("1111111111111111111111111111111111111111");
        System.out.println("a + b = " + a.add(b));
    }
}

2. nextBigDecimal()方法

功能说明：

读取输入中的下一个标记(token)并将其转换为BigDecimal对象。BigDecimal可以表示任意精度的十进制数，适用于需要高精度计算的场景，如金融计算。

注意事项：

1. 输入必须是一个有效的十进制数表示(可以包含小数点)
2. 可以处理任意精度的十进制数
3. 如果输入不是有效的数字格式，会抛出InputMismatchException
4. 建议先使用hasNextBigDecimal()进行检查
5. 特别适合金融计算等需要精确小数运算的场景

import java.util.Scanner;
import java.math.BigDecimal;

public class BigDecimalExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 示例1：基本用法
        Scanner scanner1 = new Scanner("1234567890.1234567890");
        BigDecimal bigDec1 = scanner1.nextBigDecimal();
        System.out.println("高精度小数: " + bigDec1);
        
        // 示例2：精确计算
        Scanner scanner2 = new Scanner("0.1");
        BigDecimal a = scanner2.nextBigDecimal();
        BigDecimal b = new BigDecimal("0.2");
        System.out.println("0.1 + 0.2 = " + a.add(b)); // 输出0.3，而非浮点数的近似值
        
        // 示例3：金融计算
        Scanner scanner3 = new Scanner("10000000000.0000000001");
        BigDecimal principal = scanner3.nextBigDecimal();
        BigDecimal rate = new BigDecimal("0.05"); // 5%利率
        BigDecimal interest = principal.multiply(rate);
        System.out.println("利息: " + interest);
    }
}

相关检查方法 hasNextBigInteger()

• 检查洗一个标记是否可以解释为BigInteger
• 有重载方法可以指定进制：hasNextBigInteger(int radix) 示例：

Scanner scanner = new Scanner("12345678901234567890");
if(scanner.hasNextBigInteger()) {
    BigInteger num = scanner.nextBigInteger();
}

hasNextBigDecimal()

• 检查下一个标记是否可以解释为BigDecimal 示例：

Scanner scanner = new Scanner("123.456789");
if(scanner.hasNextBigDecimal()) {
    BigDecimal num = scanner.nextBigDecimal();
}

综合示例：

import java.util.Scanner;
import java.math.BigInteger;
import java.math.BigDecimal;

public class BigNumberDemo {
    public static void main(String[] args) {
        String input = "987654321098765432109876543210 3.141592653589793238462643383279";
        
        try (Scanner scanner = new Scanner(input)) {
            // 读取超大整数
            if (scanner.hasNextBigInteger()) {
                BigInteger hugeInt = scanner.nextBigInteger();
                System.out.println("超大整数: " + hugeInt);
                System.out.println("平方: " + hugeInt.pow(2));
            }
            
            // 读取高精度小数
            if (scanner.hasNextBigDecimal()) {
                BigDecimal pi = scanner.nextBigDecimal();
                System.out.println("圆周率近似值: " + pi);
                System.out.println("乘以2: " + pi.multiply(new BigDecimal("2")));
            }
        }
    }
}

使用场景建议

1. nextBigInteger()适用场景：

   • 处理超过long范围的整数(大于2^63-1或小于-2^63)
   • 加密算法中的大数运算
   • 需要精确整数计算的场合

2. nextBigDecimal()适用场景：

   • 金融计算(货币、利率等)
   • 科学计算需要高精度小数的场合
   • 避免浮点数精度问题的任何计算

3. 性能考虑

   • BigInteger/BigDecimal比基本类型慢
   • 只在必要时使用
   • 对于已知范围内的数，优先使用基本类型

4. 异常处理

   • 总是检查hasNext...()方法
   • 捕获可能的InputMismatchException
   • 使用try-with-resources确保Scanner关闭

3.4 布尔类型

nextBoolean()方法

1. 方法功能

Boolean()是Scanner类的一个实例方法，用于从输入源读取下一个标记(token)并将其解析为boolean值。

核心功能：

• 读取输入中的下一个有效标记；
• 将其转换为boolean值；
• 返回转换后的boolean值。

2. 返回值：

返回解析后的boolean值：

• 当输入为"true"（不区分大小写）时返回true
• 当输入为"false"（不区分大小写）时返回false

3. 工作原理：

   1. 首先跳过输入中的任何前导空白字符
   2. 读取下一个完整的标记(token)
   3. 将标记与"true"和"false"比较（不区分大小写）
   4. 返回匹配的boolean值

4. 注意事项

   4.1 有效输入格式：

• ​接受的值​：

  • "true"（任何大小写组合，如True、TRUE、tRuE）
  • "false"（任何大小写组合，如False、FALSE、fAlSe）

• ​不接受的值​：

  • 任何其他字符串（包括"1"/"0"、"yes"/"no"等）
  • 空字符串或空白字符

  4.2 异常情况：

• ​InputMismatchException​：当下一个标记不能转换为boolean值时抛出

• ​IllegalStateException​：当Scanner已关闭时调用此方法

• ​NoSuchElementException​：当输入已耗尽时调用此方法

  4.3 最佳实践

  • 总是先使用hasNextBoolean()进行检查
  • 处理可能的异常
  • 考虑用户输入的各种情况（大小写、前后空格等）

示例：

Scanner scanner = new Scanner("true false TRUE False tRuE fAlSe");
while(scanner.hasNextBoolean()) {
    System.out.println(scanner.nextBoolean());
}
// 输出：
// true
// false
// true
// false
// true
// false

3.5 字符串类型

1.next()方法

1.1 方法功能 next()方法用于从输入源读取并返回下一个完整的标记(token)，默认以空白字符作为分隔符。

1.2 工作原理

1. 跳过输入中的前导空白字符（空格、制表符、换行符等）
2. 读取字符直到遇到下一个分隔符（默认是空白字符）
3. 返回读取到的字符串（不包含分隔符）

1.3 重要特性

• 分隔符 ：默认使用空白字符(\s+)作为分隔符
• 阻塞行为：当从System.in读取时，如果没有输入会阻塞等待
• 标记边界：遇到分隔符即停止读取
• 大小写敏感：保留原始大小写

示例：

Scanner scanner = new Scanner("Hello World!\nJava Scanner");
System.out.println(scanner.next()); // 输出: Hello
System.out.println(scanner.next()); // 输出: World!
System.out.println(scanner.next()); // 输出: Java

1.6 注意事项

1. 输入等待：从控制台读取时会阻塞等待用户输入；
2. 异常情况：
   • NoSuchElementException：输入已耗尽时抛出
   • IllegalStateException：Scanner已关闭时抛出
3. 分隔符处理：不会包含分隔符在返回值中；
4. 前导空白：不会跳过前导空白字符。

1.7 典型应用场景

• 读取以空格分隔的单词
• 处理结构化的文本数据
• 需要逐个标记处理的输入

2. nextLine()方法

2.1 方法功能 nextLine()方法读取从当前位置到行尾的所有字符（包括空格但不包括最后的换行符），返回一个字符串

2.2 工作原理

1. 从当前位置开始读取
2. 包含所有字符直到遇到行终止符(\n、\r或\r\n)
3. 返回读取到的字符串（不包含行终止符）
4. 将Scanner位置移动到下一行开头

2.3 重要特性

• 行终止符：识别各种系统的行结束符
• 内容包含：读取包括空格在内的所有字符
• 位置移动：读取后位置移动到下一行开头
• 空行处理：可以返回空字符串("")

示例：

Scanner scanner = new Scanner("第一行文本\n第二行文本\n\n第四行文本");
System.out.println("[" + scanner.nextLine() + "]"); // [第一行文本]
System.out.println("[" + scanner.nextLine() + "]"); // [第二行文本]
System.out.println("[" + scanner.nextLine() + "]"); // [] (空行)
System.out.println("[" + scanner.nextLine() + "]"); // [第四行文本]

2.4 注意事项

1. 换行符处理：消耗但不包含行终止符
2. 混合使用问题 ：与next()系列方法混用需谨慎
3. 空行返回：会返回空字符串而非null
4. 控制台输入：从控制台读取时会阻塞等待用户输入回车

2.5 典型应用场景

• 读取用户输入的整行文本
• 处理包含空格的完整句子
• 读取配置文件中的整行内容
• 处理多行文本数据

next() VS nextLine()

特性	next()	nextLine()
​读取单位​	标记(token)	整行
​分隔符​	空白字符	行终止符
​包含空格​	否	是
​前导空白处理​	自动跳过	保留
​典型返回值​	"Hello"	"Hello World"
​输入" a b "的结果	"a" (两次调用得到"a"和"b")	" a b "
​换行符处理​	作为分隔符跳过	作为行结束符消耗