Java从控制台中读取数据

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0　引言

从控制台中读取数据是一个比较常用的功能，在 JDK 5.0 以前的版本中的实现是比较复杂的，需要手工处理系统的输入流。有意思的是，从 JDK 5.0 版本开始，能从控制台中输入数据的方法每增加一个版本号，就有一种新增的方法，这也增加了选择的种类，可以依据不同的要求来进行选择。下面来看一下，各个版本中如何从控制台中读取数据以及各自的优缺点。

1　JDK 1.4 及以下版本读取的方法

JDK 1.4 及以下的版本中要想从控制台中输入数据只有一种办法，即使用System.in 获得系统的输入流，再桥接至字符流从字符流中读入数据。示例代码如：

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
public class Test1 {
    public static void main(String[] args) {
        String str = readString("请输入字符串：");
        System.out.println("readString 方法的输入：" + str);
    }
    /**
     * 使用系统的输入流，从控制台中读取数据

     * 用于所用的JDK版本
     * @param prompt 提示信息
     * @return 输入的字符串
     */
    private static String readString(String prompt) {
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        String str = null;
        try {
            System.out.print(prompt);
            str = br.readLine();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return str;
    }
}

从上面的代码段来看，这种控制台输入的方法非常地麻烦，为了能读取整行的数据，采用了BufferedReader 类来进行处理，而且在读取的过程中还需要捕获IOException 。不过这是 JDK 1.4 及以下版本中从控制台读取数据唯一的办法。还有一种非控制台读入数据的办法，就是采用 Swing 中的JOptionPane ，会弹出一个非常漂亮的输入对话框让使用者输入数据，但这是一种比较另类的做法，不推荐使用。

import javax.swing.JOptionPane;
public class Test2 {
    public static void main(String[] args) {
        String str = readStringFromDialog("请输入字符串：");
        System.out.println("readStringFromDialog 方法的输入：" + str);
    }
    /**
     * 使用 JOptionPane的输入对话框，输入字符串

     * 用于所用的JDK版本
     * @param prompt 提示信息
     * @return 输入的字符串
     */
    private static String readStringFromDialog(String prompt) {
        return JOptionPane.showInputDialog(prompt);
    }
}

上面的两种方法都有个共同的缺点——只能读取字符串，若需要读取其他类型的数据需要手工进行转换。

2　JDK 5.0 读取的方法

从 JDK 5.0 开始，基本类库中增加了java.util.Scanner 类，根据它的 API 文档说明，这个类是采用正则表达式进行基本类型和字符串分析的文本扫描器。使用它的Scanner(InputStream source) 构造方法，可以传入系统的输入流System.in 而从控制台中读取数据。示例代码如下：

import java.util.Scanner;
public class Test3 {
    public static void main(String[] args) {
        String str = readString("请输入字符串：");
        System.out.println("readString方法的输入：" + str);
    }
    /**
     * 使用扫描器类（Scanner）从控制台中读取字符串

     * 适用于JDK 5.0及以后的版本
     * @param prompt 提示信息
     * @return 输入的字符串
     */
    private static String readString(String prompt) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.print(prompt);
        String str = scanner.nextLine();
        scanner.close();
        return str;
    }
}

从代码量上来看，Test3 比Test1 少了很多的代码，核心代码只有两行。其实并不是Scanner 将控制台输入给简单化了，只是在其内部的实现中已经将IOException 处理了，而且采用InputStreamReader 来一个字符一个字符进行扫描读取的（嘿嘿，它本身就是个扫描器），只是Scanner 做了更高层次的封装。

Scanner 不仅可以从控制台中读取字符串，还可以读取除char 之外的其他七种基本类型和两个大数字类型，并不需要显式地进行手工转换。Scanner 不单单只能扫描控制台中输入的字符，它还可以让读入的字符串匹配一定的正则表达式模式，如果不匹配时将抛出InputMismatchException 异常。

使用System.in 作为它的构造参数时，它只扫描了系统输入流中的字符。它还有其他的构造，分别可以从文件或者是字符串中扫描分析字符串的，具体的使用方法可以参考 API 文档说明。

3　JDK 6.0 读取的方法

从 JDK 6.0 开始，基本类库中增加了java.io.Console 类，用于获得与当前 Java 虚拟机关联的基于字符的控制台设备。在纯字符的控制台界面下，可以更加方便地读取数据。示例代码如下：

import java.io.Console;
public class Test4 {
    public static void main(String[] args) {      
        String str = readString("请输入字符串：");
        System.out.println("readString方法的输入：" + str);
    }
    
    /**
     * 使用控制台类（Console）从控制台中读取字符串

     * 适用于JDK 1.6或以后的版本
     * @param prompt 提示信息
     * @return 输入的字符串
     */
    private static String readString(String prompt) {
        Console console = System.console();
        if (console == null) {
            throw new IllegalStateException("不能使用控制台");
        }
        return console.readLine(prompt);
    }
}

但是，Console 也有一些缺点，根据Console API 文档的说明：

虚拟机是否具有控制台取决于底层平台，还取决于调用虚拟机的方式。如果虚拟机从一个交互式命令行开始启动，且没有重定向标准输入和输出流，那么其控制台将存在，并且通常连接到键盘并从虚拟机启动的地方显示。如果虚拟机是自动启动的（例如，由后台作业调度程序启动），那么它通常没有控制台。

通过上面的文档说明可以看出，在使用 IDE 的情况下，是无法获取到Console 实例的，原因在于在 IDE 的环境下，重新定向了标准输入和输出流，也是就是将系统控制台上的输入输出重定向到了 IDE 的控制台中，需要通过命令提示手动编译、执行。因此，在 IDE 中不能使用这个程序，而Test1 和Test3 就没有这种限制。

4　总结

以上囊括了 Java 中各种版本从控制台中读入数据的方法，将对它们的优缺点进行了分析。下面给出了一些使用建议，可供参考：

• JRE 1.4 或以下版本的情况下，没得选择只能采用Test1 或者是非控制台读入的Test2 的方法。
• JRE 5.0 的情况下，建议使用基于Scanner 的Test3 的方法，更方便地进行数据读取。
• JRE 6.0 的情况，并且只在字符界面的控制台下运行时，采用Test4 的方法，如果需要读入像密码之类的敏感数据，为了安全性考虑也必须使用Test4 或者是自行实现。如果需要读入除字符串类型之外的其他数据类型，建议使用基于Scanner 的控制台输入。

参考资料

[1]. 《Java从控制台中读取数据完全攻略》，author： 火龙果被占用了

================分割线=========================

详细整理Java 从命令控制台输入数据读取输入流System.in的几种常用方法

一、System.in（最笨的方法）

System从JDK1.0开始。System的静态方法in返回的是一个InputStream类型的对象，则我们可以用读取输入流的方式对其进行读取。

按API的说法“此流已打开并准备提供输入数据。通常，此流对应于键盘输入或者由主机环境或用户指定的另一个输入源。”键盘上按下的任何一个键都会被当做是输入值。

如何回显输入值？

我们就用读取输入流的方式进行读取，还是看API，InputStream包含方法read();read(byte[] b);read(byte[] b, int off, int len) ;

1、read();

看API，从输入流中读取数据的下一个字节。返回 0 到 255 范围内的 int 字节值。

返回一个整型字节数据，该数据表示的是字节，因此是Unicode的第一个字节或是字符的ASCII码值。该方法是从一个流中一个一个的读取数据，因此是一个迭代的过程。

如果到达流的末尾，则返回 -1

重复调用System.in.read()实际上是在遍历该流中的每一个字节数据。最常见的流是键盘输入流。以下为例：

import java.io.IOException;
public class Test5 {
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		System.out.println("请输入：");
		int i = 0;
		while(i!=-1){//读取输入流中的字节直到流的末尾返回-1
			i = System.in.read();
			System.out.print(i);
			System.out.print((char)i);
		}
	}
}

运行结果：

IDE运行结果cmd运行结果

如图我们输入abcd则返回了其ASCII值 ，这里的13和10是读取的键盘的回车，我们在键盘上按一下回车键，实际上读取到的是两个字符，即“\r”（13）和“\n”（10）。字符“\r”表示回车，即光标回到当前行的行首而不换行(为什么好像换行了？，而cmd中运行的结果则没有换行，替换了行首的两个字符？)；字符“\n”表示换行，即光标移到当前行的下一行行首。

比较好的解决办法是在使用换行之前，程序中获取系统环境的换行符号，在用获取的参数执行换行。

(这里还要PS下回车的来历：

回车 \r 本义是光标重新回到本行开头，r的英文return，控制字符可以写成CR，即Carriage Return
换行 \n 本义是光标往下一行（不一定到下一行行首），n的英文newline，控制字符可以写成LF，即Line Feed
在计算机还没有出现之前，有一种叫做电传打字机（Teletype Model 33）的玩意，每秒钟可以打10个字符。但是它有一个问题，就是打完一行换行的时候，要用去0.2秒，正好可以打两个字符。要是在这0.2秒里面，又有新的字符传过来，那么这个字符将丢失。
后来，计算机发明了，这两个概念也就被般到了计算机上。那时，存储器很贵，一些科学家认为在每行结尾加两个字符太浪费了，加一个就可以。于是，就出现了分歧。
/*======================================*/
\n:  UNIX 系统行末结束符
\n\r: window 系统行末结束符
\r:  MAC OS 系统行末结束符
/*======================================*/
一个直接后果是，Unix/Mac系统下的文件在Windows里打开的话，所有文字会变成一行；而Windows里的文件在Unix/Mac下打开的话，在每行的结尾可能会多出一个^M符号，有兴趣可以去查看相关资料)

这里有个小情况，看例子

import java.io.IOException;
public class Test6 {
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		System.out.println("请输入：");
		char ch = (char)System.in.read();
		System.out.println("hello" + ch + "AB");
		}
	}

运行结果：

很明显这是只读取一个字符，然后插入到字符串“hello”和“AB”之间，我们无论输入1个字符还是多个字符都是只读取第一个字符，如输入“UFO”
打印出“helloUAB”但我们不输入任何值只按一个回车时，在cmd命令窗口与IDE工具（eclipse）输出就不一样了，如下图：

运行结果：

       

也就是说cmd回车（获得两个字符“\r”和“\n”），只读取了第一个字符“\r”，即将光标放到行首不换行，所以导致了覆盖hello,那为什么在IDE工具（eclipse）下也是只读取了回车，却换行了呢，这应该是eclipse将回车与换行是连用的，无论是System.out.print("a\rb");System.out.print("a\nb");还是System.out.print("a\r\nb");输出都是a回车b.此句系本人杜撰，大家可以亲试核实。（Really？）。好了read()就说这些了。

2、read(byte[] b)

API里 InputStream的read(byte[] b)同样是返回一个int值，但此处的用法跟read()完全不一样。此处是从输入流中读取一定数量的字节，并将其存储在缓冲区数组b 中。以整数形式返回实际读取的字节数。

如果 b 的长度为 0，则不读取任何字节并返回 0；否则，尝试读取至少一个字节。如果因为流位于文件末尾而没有可用的字节，则返回值-1；否则，至少读取一个字节并将其存储在b 中。

将读取的第一个字节存储在元素 b[0] 中，下一个存储在 b[1] 中，依次类推。读取的字节数最多等于 b 的长度。设 k 为实际读取的字节数；这些字节将存储在 b[0] 到 b[k-1] 的元素中，不影响b[k] 到b[b.length-1] 的元素。 

此时我们有了byte数组，有了返回的字节数，就可以用String的构造方法String(byte[] bytes, int offset, int length) ：     通过使用平台的默认字符集解码指定的 byte 子数组，构造一个新的String。即可返回键盘的输入。 示例如下

public class Test7 {	 
    public static void main(String[] args) {
              try{
                       //提示信息
                       System.out.println("请输入：");
                       //数组缓冲
                       byte[] b = new byte[1024];
                       //读取数据
                       int n = System.in.read(b);
                       //转换为字符串
                       String s = new String(b,0,n);
                       //回显内容
                       System.out.println("输入内容为：" + s);
              }catch(Exception e){}
    }
}

这里斟酌通过使用平台的默认字符集解码指定的 byte 子数组，构造一个新的 String。这句话，我亲自核实，此Test7.Java的编码格式为utf-8非本地默认编码格式时（我们国内的电脑默认编码GB2312），输出到控制台会是乱码，而改为GB2312时则正确输出，已证实。

还有一句...不影响 b[k] 到 b[b.length-1] 的元素。我们也可以试试，将以上代码略作改动如下：

public class Test8{
	     public static void main(String[] args) {
              try{
                       //提示信息
                       System.out.println("请输入：");
                       //数组缓冲
                       byte[] b = new byte[1024];
                       //假设我们已知道键盘输入的是ABCD加回车是6个字符，我们将b[0]到b[9]分别提前赋值
                       for (int i = 0; i < 10; i++) {//这里b[0]-b[9]分别赋值a-j
               			b[i] = (byte)(97+i);//a的ascii值为97
               		}
                       //读取数据
                       int n = System.in.read(b);
                       //转换为字符串
                       //这次我们构造String为了输出byte数组的所有值，所以不再用返回的值n而用我们预知的10个
                       String s = new String(b,0,10);
                       //回显内容
                       System.out.println("输入内容为：" + s);
              }catch(Exception e){}
    }
}

很明显原本应该输出的是abcdefghij经过读取键盘输入后，影响了n=6个字节，4个字母加回车的“\r”“\n”此句也证实了回车确实是两个字符。

3、read(byte[] b, int off, int len)

和上面类似但读取的长度，位置做了限定API如下：
将输入流中最多 len 个数据字节读入 byte 数组。尝试读取 len 个字节，但读取的字节也可能小于该值。以整数形式返回实际读取的字节数
将读取的第一个字节存储在元素 b[off] 中，下一个存储在 b[off+1] 中，依次类推。读取的字节数最多等于len。设k 为实际读取的字节数；这些字节将存储在 b[off] 到 b[off+k-1] 的元素中，不影响b[off+k] 到b[off+len-1] 的元素。
同样拿上面的abcdefghij做个例子仅仅将上一个例子的int n = System.in.read(b);改为int n = System.in.read(b,3,4);则意思的，将读取的第一个字节存储在b[3]依次最多存储4个，这时我们再次运行，还是输入abcd,刚好4个，错还有回车两个，输出的控制台是：

很明显b[3],b[4],b[5],b[6]处的字符defg被读入的4个字符覆盖，而且是只读取了4个，没有回车。
本来是要说JAVA从控制台输入数据的方法，结果扯了这么多，现在说说第二个方法：

二、java.util.Scanner

从 JDK 5.0 开始，基本类库中增加了java.util.Scanner类，使用它的Scanner(InputStream source)构造方法，可以传入系统的输入流System.in而从控制台中读取数据。当通过new Scanner(System.in)创建一个Scanner，控制台会一直等待输入，直到敲回车键结束，把所输入的内容传给Scanner，作为扫描对象。如果要获取输入的内容，则只需要调用Scanner的nextLine()方法即可。

import java.util.Scanner;
public class TestSc {
	public static void main(String[] args) {
		System.out.println("请输入：");
		Scanner sc = new Scanner(System.in); 
		System.out.println(sc.nextLine());
	}
}

关键说下Scanner的next(),nextLine();

1、nextLine()

API此扫描器执行当前行，并返回跳过的输入信息。 此方法返回当前行的其余部分，不包括结尾处的行分隔符。意思就是读出当前下标的一行，对它来讲每行就是他的分隔符。如上例子中的末尾，比较来说此方法更简洁实用，其实是Scanner对System.in做了封装处理。

2、next();

查找并返回来自此扫描器的下一个完整标记。完整标记的前后是与分隔模式匹配的输入信息，Scanner默认使用空格作为分割符来分隔文本，但允许你指定新的分隔符如下例：

import java.util.Scanner;
public class TestSc1 {
	public static void main(String[] args) {
		Scanner sc = new Scanner("aa bb cc,dd,ee");
		//sc.useDelimiter(",");
		 while (sc.hasNext()) { 
             System.out.println(sc.next()); 
		 }
	}
}

将空格做分隔符输出结果为：

将注释去掉，试用逗号做分隔符输出为：

三、java.io.Console

从 JDK 6.0 开始，基本类库中增加了java.io.Console类，用于获得与当前 Java 虚拟机关联的基于字符的控制台设备。在纯字符的控制台界面下，可以更加方便地读取数据。

import java.io.Console;
public class TestCo {
	public static void main(String[] args) {
		System.out.println("请输入");
		Console cs = System.console();
		if (cs == null) { 
            throw new IllegalStateException("不能使用控制台"); 
        } 
        System.out.println(cs.readLine()); 
	}
}

值得一提的是此方法只是在cmd命令窗口可以得到Console实例顺利运行，在IDE工具下如eclipse下得不到Console实例的，cs==null无法实现输入。
API中解释：
虚拟机是否具有控制台取决于底层平台，还取决于调用虚拟机的方式。如果虚拟机从一个交互式命令行开始启动，且没有重定向标准输入和输出流，那么其控制台将存在，并且通常连接到键盘并从虚拟机启动的地方显示。如果虚拟机是自动启动的（例如，由后台作业调度程序启动），那么它通常没有控制台。
如果此虚拟机具有控制台，那么它将由此类唯一的实例（可通过调用 System.console() 方法获得）表示。如果没有可用的控制台设备，那么对该方法的调用将返回null。
所以在 IDE 的环境下，重新定向了标准输入和输出流，也是就是将系统控制台上的输入输出重定向到了 IDE 的控制台中。因此，在 IDE 中不能使用这个程序。

四、BufferedReader

其实也是用的IO流。

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
public class TestBuffer {
	public static void main(String[] args) {
	try {
		BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
		String s = br.readLine();	
		System.out.println(s);
	} catch (IOException e) {
		e.printStackTrace();
	}
	}
}

readLine():读取一个文本行。

参考资料

[1]. 《 详细整理Java 从命令控制台输入数据读取输入流System.in的几种常用方法》，author： Wallbanger

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