Java Scanner的hasNext()与next()方法：深入理解与实践

本文深入探讨了java中`scanner`类的`hasnext()`和`next()`方法，旨在帮助开发者正确地从标准输入流中逐词读取数据。文章详细解释了`hasnext()`在处理`system.in`时可能遇到的阻塞问题，并提供了多种实用的解决方案，包括使用哨兵值、处理单行输入以及利用eof信号，确保程序能够健壮地处理用户输入。

引言：Java Scanner与输入处理

在Java编程中，Scanner类是一个功能强大的工具，专门设计用于解析基本类型和字符串的文本输入。它广泛应用于从System.in（标准输入流，通常是键盘）、文件或字符串中读取数据。Scanner提供了一种简便的方式来将复杂的文本输入分解成可管理的标记（tokens），并将其转换为程序所需的数据类型。

hasNext()与next()方法解析

Scanner类中最常用的两个方法是hasNext()和next()，它们协同工作以实现逐词读取输入：

• next()方法： 该方法用于读取并返回输入流中的下一个完整标记（token）。默认情况下，Scanner使用空白符（如空格、制表符、换行符）作为分隔符来识别不同的标记。
• hasNext()方法： 该方法用于检查输入流中是否还有下一个标记可供读取。如果存在，它返回true；否则，它会阻塞（等待）直到有更多输入可用，或者输入流被关闭并确认没有更多数据时，才返回false。

System.in下的hasNext()陷阱

许多初学者在使用Scanner从System.in读取数据时，会遇到一个常见的困惑：为什么以下代码在打印完所有预期的单词后，程序会持续等待而不是结束？

import java.util.Scanner;

public class RandomWord {
    public static void main(String[] args) {
        String palavra;
        Scanner s = new Scanner(System.in);
        while (s.hasNext()) { // 问题通常出现在这里
            palavra = s.next();
            System.out.println(palavra);
        }
        // s.close(); // 最佳实践：关闭Scanner
    }
}

当您输入sun moon cloud并按下回车后，程序会正确打印：

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sun
moon
cloud

但之后，程序并没有终止，而是继续等待您的输入。这是因为s.hasNext()方法在面对System.in时，其行为是“乐观”的——它假定将来可能还会有更多的输入。只要标准输入流没有被明确关闭，或者没有收到“文件结束”（End-Of-File, EOF）信号，hasNext()就会持续返回true或阻塞等待。

对于System.in，用户通常需要手动发送EOF信号来告诉程序输入已经结束：

• 在Unix/Linux系统上，通常是按下Ctrl + D。
• 在Windows系统上，通常是按下Ctrl + Z，然后按Enter键。

一旦发送了EOF信号，s.hasNext()就会返回false，循环才能正常终止。然而，在交互式程序中，期望用户每次都手动发送EOF信号并不总是最佳的用户体验。

解决System.in输入阻塞的策略

为了更优雅地处理从System.in读取不确定数量的单词，我们可以采用以下几种策略：

策略一：使用哨兵值（Sentinel Value）

哨兵值是一种特殊的输入，用于指示输入序列的结束。当程序读取到这个预设的哨兵值时，就停止处理并退出循环。

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示例代码：

import java.util.Scanner;

public class WordReaderWithSentinel {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入单词，输入 'quit' 或 'exit' 结束：");
        String word;
        while (scanner.hasNext()) {
            word = scanner.next();
            if (word.equalsIgnoreCase("quit") || word.equalsIgnoreCase("exit")) {
                break; // 遇到哨兵值，跳出循环
            }
            System.out.println(word);
        }
        scanner.close(); // 关闭Scanner，释放资源
        System.out.println("程序结束。");
    }
}

说明： 在这个例子中，用户输入quit或exit（不区分大小写）将作为结束信号。这种方法清晰明了，用户友好。

策略二：处理单行输入

如果您的需求是处理一行中的所有单词，并且知道所有单词都在同一行中提供，那么可以使用nextLine()方法读取整行，然后对该行内容进行解析。

示例代码：

import java.util.Scanner;

public class LineWordReader {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner lineScanner = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入一行单词（例如：sun moon cloud），然后按回车：");

        if (lineScanner.hasNextLine()) { // 检查是否有整行输入
            String line = lineScanner.nextLine(); // 读取整行

            // 使用另一个Scanner实例或String.split()来解析行内的单词
            Scanner wordParser = new Scanner(line); 
            while (wordParser.hasNext()) {
                System.out.println(wordParser.next());
            }
            wordParser.close(); // 关闭用于解析行的Scanner
        }
        lineScanner.close(); // 关闭用于读取行的Scanner
        System.out.println("程序结束。");
    }
}

说明： 这种方法适用于一次性获取所有单词，并避免了hasNext()在System.in上的阻塞问题。String.split(" ")也是解析单行单词的常用方法。

策略三：利用EOF信号（适用于文件或特定场景）

如前所述，原始代码在接收到EOF信号时可以正常终止。这种方法更常用于从文件读取数据，因为文件在读取到末尾时会自动触发EOF。在控制台交互中，它要求用户明确知道并输入EOF信号。

示例： 使用原始代码，在输入完所有单词后，手动发送EOF信号。

import java.util.Scanner;

public class RandomWordEOF {
    public static void main(String[] args) {
        String palavra;
        Scanner s = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入单词，输入完毕后请发送EOF信号（Ctrl+D / Ctrl+Z）：");
        while (s.hasNext()) {
            palavra = s.next();
            System.out.println(palavra);
        }
        s.close(); // 最佳实践：关闭Scanner
        System.out.println("程序结束。");
    }
}

说明： 这种方法直接利用了hasNext()的设计，但在交互式程序中通常不如哨兵值或单行读取更便捷。

注意事项与最佳实践

1. 关闭Scanner： 无论采用哪种策略，在使用完Scanner对象后，务必调用其close()方法。这会释放与Scanner关联的系统资源（例如文件句柄或输入流），防止资源泄漏。对于System.in，关闭Scanner会关闭底层的System.in流，这可能会影响程序中其他需要System.in的部分。因此，如果System.in在程序生命周期内可能被多次使用，应谨慎关闭。
2. 输入源的选择： Scanner不仅可以从System.in读取，还可以从File、String等读取。hasNext()的行为会根据输入源的不同而有所差异。例如，从String或File读取时，hasNext()会在没有更多数据时立即返回false，而不会阻塞。
3. 错误处理： 在实际应用中，应考虑用户输入可能不符合预期的情况。例如，当期望读取整数而用户输入了字符串时，next()或nextInt()可能会抛出InputMismatchException。可以使用hasNextInt()等方法进行预检查，或使用try-catch块进行异常处理。

总结

Scanner的hasNext()和next()方法是Java中处理文本输入的基石。理解hasNext()在System.in上的特殊阻塞行为，对于编写健壮的交互式程序至关重要。通过采用哨兵值、处理单行输入或在特定场景下利用EOF信号，开发者可以有效地管理输入流，确保程序能够根据需求灵活、正确地处理用户输入，从而避免不必要的等待和程序挂起。始终记住在完成输入操作后关闭Scanner，以维护良好的资源管理实践。

以上就是Java Scanner的hasNext()与next()方法：深入理解与实践的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！