java控制台输入 方式

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。示例代码如下:

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);
}


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);
}


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 = readString5("请输入字符串:");
System.out.println("readString5 方法的输入:" + str);
}


private static String readString5(String prompt) {
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
System.out.print(prompt);
return scanner.nextLine();
}
}
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;
import java.util.Scanner;

public class Test4 {

public static void main(String[] args) {
String str = readString6("请输入字符串:");
System.out.println("readString6 方法的输入:" + str);
}


private static String readString6(String prompt) {
Console console = System.console();
if (console == null) {
throw new IllegalStateException("不能使用控制台");
}
return console.readLine(prompt);
}
}
在Test1和Test3中,输入数据前的提示信息需要使用System.out.print();来输出,但是使用基于Console的Test4类,可以在方法参数中直接放入提示信息。

如果需要在控制台中输入密码等敏感信息的话,像在浏览器或者是应用程序中那样显示替代字符,在 JDK 6.0 以前的做法是相当麻烦的(具体的做法可以参考《Java 编程语言中的口令屏蔽》一文),而使用Console类的readPassword()方法可以在控制台上不回显地输入密码,并将密码结果保存在char数组中,根据 API 文档的建议,在使用后应立即将数组清空,以减少其在内存中占用的时间,以便增强安全性。

但是,Console也有一些缺点,根据ConsoleAPI 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。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。


Scanner和BufferedReader的区别和用法:
在命令行模式下要输入数据至程序中时,我们可以使用标准输入串对象System.in.但是,我们并不经常直接使用它,因为System.in提供的 read方法每次只能读取一个字节的数据,而我们平时所应用的通常是读取一个字符串或者是一个数字,所以read方法所以提供的功能,对我们来说并没有太 大的用处.
  在Java SE 6中,可以使用Scanner类取得用户的输入,Scanner类位于java.util包中,如果你要使用Scanner取得用户输入的话,要加上 import java.util.Scanner;这条语句.import的功能是告诉编译器,你将使用java.util包中的Scanner类.
  我们来看一个例子:
  import java.util.Scanner;
  public class TestScanner{
      public static void main(String[] args){
            Scanner scan = new Scanner(System.in);
            System.out.println("请输入一个字符串:");
            System.out.println("您输入的字符串是:" + scan.next());
      }
  }

  运行上面的程序,你将会看到你输入的字符串将在下面原样显示出来.
  我们来看看这个程序中每条语句的意思:
  new是创建一个对象,程序中new的意思是创建了一个Scanner类的对象scan.但是在创建Scanner类的对象时,需要用System.in 作为它的参数,也可以将Scanner看作是System.in对象的支持者,System.in取得用户输入的内容后,交给Scanner来作一些处 理.
Scanner类中提供了多个方法:
        next():取得一个字符串;
        nextInt():将取得的字符串转换成int类型的整数;
        nextFloat():将取得的字符串转换成float型;
        nextBoolean():将取得的字符串转换成boolean型;


  用Scanner获得用户的输入非常的方便,但是Scanner取得输入的依据是空格符,包括空格键,Tab键和Enter键.当按下这其中的任一键 时,Scanner就会返回下一个输入. 当你输入的内容中间包括空格时,显然,使用Scanner就不能完整的获得你输入的字符串.这时候我们可以考虑使 用BufferedReader类取得输入.
其实在Java SE 1.4及以前的版本中,尚没有提供Scanner方法 ,我们获得输入时也是使用BufferReader的.
  BufferedReader类位于java.io包中,所以要使用这个类,就要引入java.io这个包:import java.io.BufferedReader.
  使用BufferedReader对象的readLine()方法必须处理java.io.IOException异常(Exception).
  使用BufferedReader来取得输入,理解起来要复杂得多.但是使用这个方法是固定的,每次使用前先如法炮制就可以了.
  BufferedReader buffer = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
  String text = buffer.readLine();

  readLine()方法会返回用户在按下Enter键之前的所有字符输入,不包括最后按下的Enter返回字符.
  完整的示例程序如下:
  import java.io.BufferedReader;
  public class TestBufferedReader{
    public static void main(String[] args) throws IOException{
        BufferedReader buffer = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        System.out.println("请输入一串字符串");
        String text = buffer.readLine();
        System.out.println("您输入的字符串是:" + text);
}
}

InputStreamReader类比scanner效率高,其中的BufferedReader类中对象只生成一次,以后可以重复使用,这就是效率高的原因。
我做了一个算法
用Scanner对输入数据进行测试的时候耗时2000多ms
然后我换成了InputStreamReader测试同一组数据
耗时直接变成了300多ms
注意, InputStreamReader类和scanner类都可以读入文本,只要修改参数即可。

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