本文旨在探讨在Java中将Scanner对象和输入逻辑放置在类字段初始化器中时，因多次创建对象而导致重复输入的问题。文章将详细阐述其原因，并提供最佳实践，包括使用构造方法进行对象初始化、合理管理Scanner的生命周期，以及区分实例初始化与静态初始化的重要性，从而帮助开发者编写更健壮、可维护的代码。
1. 问题背景：实例初始化与重复输入
在Java中，直接在类定义中声明并初始化非Static的字段（也称为实例初始化器或字段初始化器），或者使用实例初始化块（{}代码块），这些代码会在每次创建该类的新实例时执行。当Scanner对象的创建和输入操作被放置在这些位置时，就会导致每次实例化对象时都重复进行输入提示。
考虑以下示例代码，它展示了这种常见的问题模式：
package galitkami; import java.util.Scanner; public class test { Scanner myObj = new Scanner(System.in); // 实例字段初始化 {System.out.print("Enter Carat Value: ");} // 实例初始化块 int c = myObj.nextInt(); // 实例字段初始化，执行输入 double g = 0.20; double cg = c*g; double gm = cg*1000; double mg = gm*0.00220462/1000; public static void main(String[] args) { test a = new test(); // 第一次实例化，执行一次输入 test b = new test(); // 第二次实例化，执行第二次输入 test c = new test(); // 第三次实例化，执行第三次输入 System.out.println("Carats in Grams: "+a.cg); System.out.println("Grams in Milligrams: "+b.gm); System.out.println("Milligrams in Pounds: "+c.mg); } }
在上述代码中，Scanner myObj = new Scanner(System.in);、{System.out.print(“Enter Carat Value: “);} 和 int c = myObj.nextInt(); 都属于实例初始化的一部分。当main方法中执行new test()三次时，这些初始化逻辑会被重复执行三次，从而导致程序三次提示用户输入。这不仅造成了不必要的重复操作，也违背了程序设计的直观逻辑。
2. 最佳实践：使用构造方法与合理管理Scanner
为了解决上述问题并遵循良好的编程实践，我们应该将对象的初始化逻辑，特别是涉及用户输入和资源（如Scanner）管理的逻辑，放置在更合适的位置。
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2.1 构造方法（constructor）的应用
构造方法是Java中用于初始化新创建对象状态的特殊方法。它是执行对象创建后立即运行的代码块，是设置对象初始属性值的理想场所。通过将输入逻辑放入构造方法，我们可以更精确地控制何时进行输入。
import java.util.Scanner; public class Test { // 建议类名首字母大写 // 声明类属性，但不在此处初始化，等待构造方法或特定方法进行初始化 int c; double g, cg, gm, mg; // 类构造方法：用于初始化Test对象 // 接受一个Scanner对象作为参数，避免在构造方法内部重复创建Scanner public Test(Scanner myObj) { System.out.print("Enter Carat Value: "); c = myObj.nextInt(); // 在构造方法中获取输入 // 根据输入值计算其他属性 g = 0.20; cg = c * g; gm = cg * 1000; mg = gm * 0.00220462 / 1000; // 可以在构造方法中直接打印结果，或者在main方法中访问对象属性后打印 System.out.println("Carats in Grams: " + cg); System.out.println("Grams in Milligrams: " + gm); System.out.println("Milligrams in Pounds: " + mg); } public static void main(String[] args) { // 在main方法中创建并管理唯一的Scanner实例 Scanner myObj = new Scanner(System.in); // 通过调用构造方法创建Test对象，此时构造方法中的逻辑（包括输入）会被执行 // 如果只需要一次输入并计算，只需创建一个Test对象 new Test(myObj); // 创建一个Test对象并执行其构造方法 // 如果需要创建多个Test对象，且每个对象都需要独立输入，则可以多次调用构造方法 // Test test1 = new Test(myObj); // Test test2 = new Test(myObj); // 这将再次提示输入 // 重要：使用完毕后关闭Scanner，释放系统资源 myObj.close(); } }
代码解释：
- 属性声明与初始化分离： 类字段c, g, cg, gm, mg 仅被声明，它们的赋值操作被移到了构造方法中。
- 构造方法参数： Test(Scanner myObj) 构造方法接受一个Scanner实例作为参数。这意味着Scanner对象是在main方法中创建并管理的，确保了只有一个Scanner实例用于整个程序的输入。
- 输入与计算逻辑： 用户输入和基于输入进行计算的逻辑都被封装在构造方法中。当main方法中调用new Test(myObj)时，这些逻辑只执行一次。
- 资源管理： Scanner对象在main方法中创建，并在使用完毕后通过myObj.close()关闭，这是良好的资源管理习惯，避免资源泄露。
2.2 静态Scanner的考量
在某些情况下，如果确实需要Scanner在整个应用程序生命周期内只被初始化一次，并且其输入不与特定对象实例绑定，可以将其声明为static。
import java.util.Scanner; public class TestStaticScanner { static Scanner myObj = new Scanner(System.in); // 静态字段初始化，只执行一次 // 静态初始化块，只在类加载时执行一次 static { System.out.print("Enter Carat Value (Static): "); } final int c = myObj.nextInt(); // 实例字段初始化，但myObj已在静态初始化时准备好 double g = 0.20; double cg = c * g; double gm = cg * 1000; double mg = gm * 0.00220462 / 1000; public static void main(String[] args) { // 即使创建多个TestStaticScanner对象，输入也只发生一次 TestStaticScanner a = new TestStaticScanner(); TestStaticScanner b = new TestStaticScanner(); // 不会再次提示输入 TestStaticScanner c = new TestStaticScanner(); // 不会再次提示输入 System.out.println("Carats in Grams: " + a.cg); System.out.println("Grams in Milligrams: " + a.gm); System.out.println("Milligrams in Pounds: " + a.mg); myObj.close(); // 关闭静态Scanner } }
注意：
- static的特性： static成员属于类本身，而不是类的某个实例。static字段和static初始化块只在类加载到jvm时执行一次。因此，即使创建多个TestStaticScanner对象，myObj和nextInt()也只被调用一次。
- 局限性： 这种方法虽然解决了重复输入的问题，但它意味着所有TestStaticScanner实例都将共享同一个c值（因为c在第一个实例被创建时就已经确定），这可能不符合每个对象需要独立输入的场景。如果每个对象需要不同的输入，则构造方法是更优的选择。
- final关键字： 在final int c = myObj.nextInt();中，final确保c一旦被赋值就不能更改。
3. 总结与最佳实践建议
为了编写健壮、可维护的Java代码，请遵循以下建议：
- 避免在实例初始化器中执行I/O操作： 避免将Scanner的创建、输入提示或数据读取等操作直接放在非static的字段初始化或实例初始化块中。这些代码会在每次创建对象时执行，容易导致意外行为。
- 使用构造方法进行对象初始化： 将对象状态的初始化逻辑（包括获取用户输入来设置初始值）封装在构造方法中。这样可以清晰地控制对象创建时的行为。
- 统一管理Scanner实例： 最好在程序的入口点（如main方法）创建并管理一个Scanner实例。如果需要将Scanner传递给其他方法或构造方法，通过参数传递，而不是在每个需要输入的地方都创建新的Scanner。
- 关闭Scanner资源： 在Scanner使用完毕后，务必调用close()方法关闭它，释放底层系统资源（如输入流）。这通常在main方法的末尾或使用try-with-resources语句完成。
- 理解static与实例成员的区别： static成员属于类，只加载一次；实例成员属于对象，每次创建对象时都会初始化。根据需求选择合适的修饰符。
通过采纳这些实践，您可以有效地管理Java中的输入流，避免常见的陷阱，并构建结构更清晰、行为更可预测的应用程序。
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