构建健壮的Java用户输入：Scanner整数解析与异常捕获

1. Java Scanner整数输入面临的挑战

在使用java的java.util.scanner类获取用户整数输入时，通常会调用nextint()方法。然而，如果用户输入了非数字字符（例如字母、符号或包含空格的字符串），nextint()方法将无法成功解析，并立即抛出inputmismatchexception运行时异常，导致程序意外终止。

在初始的程序设计中，开发者可能尝试通过!sc.hasNextInt()来判断输入是否为整数，但此判断通常位于int choice = sc.nextInt();之后。这意味着，一旦nextInt()方法被调用且遇到非整数输入，异常就已经抛出，程序崩溃，!sc.hasNextInt()这行代码根本不会被执行到。

以下是导致程序崩溃的典型代码片段：

import java.util.Scanner;

public class Small_Programming_Assignment {
    public static void getSelection() {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        // ... 其他输出语句 ...
        System.out.println("Enter your selection: ");
        int choice = sc.nextInt(); // 如果此处输入非整数，程序会立即崩溃，抛出InputMismatchException

        // 以下判断语句将不会被执行到
        if (!sc.hasNextInt() ) { 
            System.out.println("Invalid option. Try again.");
            getSelection();
        } 
        // ... 其他逻辑 ...
    }
    // ... 其他方法 ...
}

当用户输入非整数值时，如“abc”，程序会在执行sc.nextInt()时直接抛出InputMismatchException，导致程序终止，用户无法得到友好的错误提示。

2. 理解 InputMismatchException

InputMismatchException是java.util.InputMismatchException类的简称，它是java.util.Scanner类在尝试将输入标记（token）转换为预期类型失败时抛出的运行时异常。根据Oracle官方文档，当检索到的标记与预期类型的模式不匹配，或者标记超出预期类型的范围时，就会抛出此异常。这意味着，Scanner.nextInt()严格要求输入必须是符合整数格式的字符串。

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3. 健壮的整数输入处理：try-catch机制

为了有效应对InputMismatchException，避免程序崩溃，并提供友好的用户体验，我们应该采用Java的异常处理机制——try-catch语句块。try块用于包含可能抛出异常的代码，而catch块则用于捕获并处理特定类型的异常。

以下是使用try-catch改进用户选择输入逻辑的示例：

import java.util.InputMismatchException; // 导入InputMismatchException
import java.util.Scanner;

public class RobustInputExample {

    public static void main(String[] args) {
        getSelection();
        // 实际应用中可以根据需要调用其他方法
    }

    public static void getSelection() {
        Scanner sc = new Scanner(System.in); // 每次调用都创建新的Scanner实例
        int choice = 0; // 初始化选择变量

        System.out.println("\nWelcome to the Word Games program menu.");
        System.out.println("Select from one of the following options.");
        System.out.println("1. Substring problem.");
        System.out.println("2. Points problem.");
        System.out.println("3. Exit.");
        System.out.print("Enter your selection: "); // 使用print而非println，让输入紧跟提示

        try {
            choice = sc.nextInt(); // 尝试获取整数输入
        } catch (InputMismatchException e) { // 捕获InputMismatchException
            System.out.println("Invalid input. Please enter a valid number (1, 2, or 3).");
            sc.next(); // 关键步骤：清除Scanner缓冲区中的无效输入，避免下一次读取时再次遇到相同错误
            getSelection(); // 递归调用，重新获取输入
            return; // 捕获异常后，结束当前方法的执行，避免后续逻辑错误
        } finally {
            // 对于System.in的Scanner，通常不在此处关闭，因为它是一个共享资源。
            // 如果是文件或其他流的Scanner，应在此处关闭以释放资源。
        }

        // 处理有效整数输入
        if (choice == 1) {
            System.out.println("Entering Substring Problem...");
            // substringProblem(); // 实际调用对应的游戏方法
            getSelection(); // 游戏结束后返回菜单
        } else if (choice == 2) {
            System.out.println("Entering Points Problem...");
            // pointsProblem(); // 实际调用对应的游戏方法
            getSelection(); // 游戏结束后返回菜单
        } else if (choice == 3) {
            System.out.println("Goodbye!");
            System.exit(0); // 退出程序
        } else {
            System.out.println("Invalid option. Please enter 1, 2, or 3.");
            getSelection(); // 输入范围外，重新获取输入
        }
        // sc.close(); // 通常不关闭System.in的Scanner，除非程序即将退出
    }

    // 示例方法，实际应用中会包含业务逻辑
    public static void substringProblem() {
        System.out.println("Substring Problem Logic Here.");
    }

    public static void pointsProblem() {
        System.out.println("Points Problem Logic Here.");
    }
}

在上述代码中：

1. try块包裹了sc.nextInt()，确保在尝试读取整数时能够捕获潜在的InputMismatchException。
2. catch (InputMismatchException e)块专门用于处理非整数输入。
3. 在catch块内部，我们首先向用户提示输入无效，并指导他们输入正确的类型。
4. 关键步骤：sc.next()。当nextInt()失败时，无效的输入（例如“abc”）仍然留在Scanner的缓冲区中。如果不清除它，即使重新调用getSelection()并创建新的Scanner实例，这个新的Scanner仍然会从System.in的缓冲区读取到相同的无效输入，导致无限循环地抛出异常。sc.next()会读取并丢弃下一个完整的标记（token），从而清空缓冲区中的无效内容。sc.nextLine()也可以用于清除直到行尾的所有内容。
5. 通过递归调用getSelection()，程序能够重新向用户显示菜单并等待新的有效输入。return;语句确保在异常处理后，当前getSelection()方法的剩余逻辑不会被执行。

4. 进一步优化与注意事项

• 避免递归过深： 虽然递归调用在示例中有效，但如果用户连续输入大量无效数据，可能会导致StackOverflowError。对于用户输入循环，更推荐使用while循环结构来替代递归，以提高程序的健壮性和可维护性：

  import java.util.InputMismatchException;
  import java.util.Scanner;
  
  public class RobustInputLoopExample {
  
      public static void main(String[] args) {
          getSelectionLoop();
      }
  
      public static void getSelectionLoop() {
          Scanner sc = new Scanner(System.in); // 整个应用程序生命周期中通常只需一个Scanner实例
          int choice = 0;
          boolean validInput = false;
  
          while (!validInput) {
              System.out.println("\nWelcome to the Word Games program menu.");
              System.out.println("Select from one of the following options.");
              System.out.println("1. Substring problem.");
              System.out.println("2. Points problem.");
              System.out.println("3. Exit.");
              System.out.print("Enter your selection: ");
  
              try {
                  choice = sc.nextInt();
                  if (choice >= 1 && choice <= 3) {
                      validInput = true; // 输入有效且在范围内，跳出循环
                  } else {
                      System.out.println("Invalid option. Please enter 1, 2, or 3.");
                      // 继续循环，重新提示输入
                  }
              } catch (InputMismatchException e) {
                  System.out.println("Invalid input. Please enter a number (1, 2, or 3).");
                  sc.next(); // 清除无效输入
                  // 继续循环，重新提示输入