【Java 学习】详细讲解---包和导包、Scanner类、输入源

1. 包

1.1 什么是包？

举个例子，你和你的同学有不同的家庭，你们都有自己的爸爸妈妈，都有自己的家。在自己的家中你们可以按照自己爱好摆放东西，都互不干扰。但是，假如你们的家都在一起，你们就不能按照自己的喜好摆放东西了，你们之间会相互影响。

为了让每个程序之间直接有相对好的隔离，就设置了包。包其实就是一个串文件夹，在不同的文件夹中可以设置相同的名字的文件。

1.2 包的主要作用

包（Package）是一种将类和接口组织在一起的机制。

1. 命名空间管理
   包提供了一种命名空间管理机制，避免类名冲突。通过将类放在不同的包中，可以确保类名的唯一性。例如，多个项目中可能会有多个名为 Logger 的类，但通过将它们放在不同的包中，可以避免命名冲突。

2. 访问控制
   包还提供了访问控制机制。通过使用不同的访问修饰符（如 public、protected、默认（即不写访问修饰符）和 private），可以控制类、方法和变量的可见性。例如，一个类的成员可以对同一个包中的其他类可见，但对其他包中的类不可见。

3. 代码组织
   包有助于将相关的类和接口组织在一起，使代码更易于管理和维护。通常，一个包会包含一组具有相似功能或用途的类和接口。例如，java.util 包包含了各种实用工具类，如 List、Map、Set 等。

1.3 src文件

src 文件夹（或目录）通常代表“source”的缩写，用于存放项目的源代码文件。这个文件夹是项目的核心部分，包含了所有的业务逻辑、类定义、函数实现等代码文件。

项目的标准目录结构如下:

子文件夹组织：
src 文件夹通常会进一步细分为多个子文件夹，以更好地组织代码。
例如：

• main/java：存放主要的 Java 源代码文件。
• main/resources：存放资源文件，如配置文件、静态文件等。
• test/java：存放测试代码文件。
• test/resources：存放测试资源文件。

1.4 创建包

包时在src文件下创建的

接着创建包

包名通常是小写的，并且通常使用公司域名的逆序来命名，以确保全局唯一性。

把图片中的package_name改为：com.example.myapp

这个包名com.examplemyapp是一个文件的名字吗？

我们看一下src文件的有没有com.example.myapp文件

在src文件夹中只有com文件夹，没有com.example.myapp文件，其实.把包的名字分隔了，分割成三个镶嵌的文件夹。

在com.example.myapp文件夹中创建Myclass类

在 Java 源文件的顶部，使用 package 关键字来指定包名。

目前该包的目录结构为：

2. 导包

2.1 什么是导包？

“导包”指的是使用 import 语句将一个类或接口从一个包中引入到当前的编译单元中，以便在代码中可以直接使用这些类或接口，而不需要每次都写完整的类名或接口名。

导包的作用：

• 简化代码：
  导包可以让你在代码中直接使用类或接口的简单名称，而不是完整的类名或接口名。这使得代码更简洁、易读。
  例如，java.util.ArrayList 可以简化为 ArrayList。
• 避免命名冲突：
  当两个不同的包中有同名的类或接口时，通过导包可以明确指定你使用的是哪个包中的类或接口。
  例如，java.util.Date 和 java.sql.Date 都有 Date 类，通过导包可以区分它们。

2.2 导包的语法

导入单个类或接口：

import package_name.ClassName;

package_name：包的名子。
ClassName：类的名字。

导入整个包中的所有类和接口：

import package_name.*;

package_name：包的名子。
*：表示该包下的所有类

静态导入（Java 5 及以上）：
静态导入允许你直接使用类中的静态成员（如静态方法和静态字段），而不需要类名前缀。

import static package_name.ClassName.staticMember

static 关键字：表示静态导入。
package_name：包的名子。
ClassName：类的名字。
staticMember：类中静态成员变量或静态方法。

示例：

1. 单个类的导入，导入ArrayList类

   import java.util.ArrayList;
   
   public class InOut {
       public static void main(String[] args){
           // 创建数组
           ArrayList<String> arr = new ArrayList<>();
           // 添加元素
           arr.add("Hello");
           arr.add("World");
           // 打印
           System.out.println(arr);
       }
   

   ArrayList是java.util包中的泛型类，是一个动态数组。

2. 整个包的导入，使用ArrayList和HashMap类

   import java.util.*;
   
   public class InOut {
       public static void main(String[] args){
           // 创建数组
           ArrayList<String> arr = new ArrayList<>();
           // 添加元素
           arr.add("Hello");
           arr.add("World");
           // 打印
           System.out.println(arr);
   
           HashMap<String, Integer> map = new HashMap<>();
           map.put("One", 1);
           map.put("Two", 2);
           System.out.println(map);
       }
   }
   

   ArrayList和HashMap是java.util包中的两个类

2.3 习题

关于包的说法, 下列错误的是:（ ）

A.包是一组类的集合
B.包能防止类的名字冲突
C.import 语句能够导入一个指定的包
D.import static 能够导入一些静态方法

答：C

import java.util.Arrays;

import java.util;  // 报错

import java.util.*;

第1行导入的是具体的包中的类。

第2行报错，不能导入指定包。

第3行导入的是包下的所有类，用到这个包底下哪个类就回调用哪个。

3. Scanner 类

3.1 什么是 Scnner 类?

我们人与人之间的交流一般都是通过对话，但是我们怎么与程序进行对话呢？

答：用Scanner类。

Scanner 类是 Java 标准库中的一个实用工具类，用于从标准输入（通常是键盘输入）或其他输入源（如文件或字符串）读取不同类型的输入数据。Scanner 类提供了多种方法来读取和解析不同类型的数据，如整数、浮点数、字符串等。

主要特点:

• 输入源多样：Scanner 可以从多种输入源读取数据，包括标准输入、文件、字符串等。
• 类型丰富：Scanner 支持读取多种数据类型，如 int、double、String 等。
• 分隔符灵活：Scanner 使用分隔符（默认为空白字符，包括空格、制表符、换行符等）来分隔输入数据，但也可以自定义分隔符。
• 简单易用：Scanner 提供了丰富的 API，使得读取和解析输入数据变得非常简单。

3.2 创建一个 scanner 对象

Scanner类在java.util包中，使用Scanner需要调包。
示例：

import java.util.Scanner;

public class InOut {
    public static void main(String[] args){
        Scanner  sc = new Scanner(System.in);
        //读取字符串
        System.out.println("请输入您的名字");
        String s = sc.next();
        // 读取整型
        System.out.println("请输入您的年龄");
        int n = sc.nextInt();
        
        //打印
        System.out.println(s+"年龄是："+n+"岁");
		
		// 使用结束后释放资源
		sc.close()
    }
}

同学们可以发现，创建Scanner对象的时传入了一个参数System.in，为什么要传参呢？

在创建 Scanner 对象时传递 System.in 参数是为了指定输入源。System.in 是一个标准输入流，通常用于从键盘读取用户输入。通过传递 System.in给 Scanner 构造函数，你可以让 Scanner 从标准输入（即键盘）读取数据。

3.3 输入源

1. 标准输入 (System.in)：
   System.in 是一个 InputStream 对象，表示标准输入流，通常是从键盘输入的数据。

   import java.util.Scanner;
   
   public class Main {
       public static void main(String[] args) {
           Scanner scanner = new Scanner(System.in);
           System.out.print("请输入您的名字：");
           String name = scanner.nextLine();
           System.out.println("你好，" + name);
           scanner.close();
       }
   }
   

2. 字符串输入：
   从字符串读取数据时，可以传递一个 String 对象给 Scanner 构造函数。

   import java.util.Scanner;
   
   public class Main {
       public static void main(String[] args) {
           String input = "100 200 300";
           Scanner scanner = new Scanner(input);
           while (scanner.hasNextInt()) {
               int number = scanner.nextInt();
               System.out.println(number);
           }
           scanner.close();
       }
   }
   

3. 文件输入：
   从文件读取数据时，可以传递一个 File 对象给 Scanner 构造函数。

   import java.io.File;
   import java.io.FileNotFoundException;
   import java.util.Scanner;
   
   public class Main {
       public static void main(String[] args) {
           try {
               File file = new File("input.txt");
               Scanner scanner = new Scanner(file);
               while (scanner.hasNextLine()) {
                   String line = scanner.nextLine();
                   System.out.println(line);
               }
               scanner.close();
           } catch (FileNotFoundException e) {
               System.out.println("文件未找到！");
               e.printStackTrace();
           }
       }
   }
   

4. Scanner(System.in) 常用的方法

4.1 读取数值

nextLine()：nextLine() 会读取包括空格在内的所有字符，直到遇到换行符\n为止。
next()：next() 方法读取输入中的下一个 token，并返回一个字符串。一个 token 是由空白字符分隔的一段连续的字符序列。默认的分隔符是空白字符，包括空格（ ）、制表符（\t）、换行符（\n）、回车符（\r）等。例如，输入字符串 “Hello World” 会被 next() 方法分成两个 token：“Hello” 和 “World”。

示例：

import java.util.Scanner;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);

		System.out.print("请输入您的名字：");
        String name = scanner.nextLine(); // 读取一行（字符串）
        System.out.println("你好，" + name);

        System.out.print("请输入您的爱好（用空格分隔）：");
        String hobbies = scanner.next(); // 读取下一个 token
        System.out.println("你的爱好是：" + hobbies);

        System.out.print("请输入您的年龄：");
        int age = scanner.nextInt(); // 读取下一个整数
        System.out.println("你的年龄是：" + age);

        System.out.print("请输入您的身高（米）：");
        double height = scanner.nextDouble(); // 读取下一个双精度浮点数
        System.out.println("你的身高是：" + height + " 米");

        scanner.close();
    }
}

4.2 检查输入

在使用 Scanner 类读取输入时，检查输入的作用非常重要。这些检查方法可以帮助你在读取数据之前验证输入的类型和格式，从而避免潜在的运行时错误和异常。

示例：

import java.util.Scanner;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);

        System.out.print("请输入一个整数：");
        if (scanner.hasNextInt()) {
            int number = scanner.nextInt();
            System.out.println("你输入的整数是：" + number);
        } else {
            System.out.println("输入的不是整数！");
            scanner.next(); // 清除错误输入
        }

        scanner.close();
    }
}