12. Näppäimistöltä lukeminen 12.1

12. Näppäimistöltä lukeminen 12.1

Sisällys Arvojen lukeminen näppäimistöltä yleisesti. Arvojen lukeminen näppäimistöltä Java-kielessä. In-luokka. Luetun arvon tarkistaminen. Tietovirrat ja ohjausmerkit. Scanner-luokka. 12.2

Yleistä Näppäimistöltä annettujen arvojen (syötteiden) lukeminen on periaatteessa helppoa: Lukuoperaation kohdatessaan ohjelman jää odottamaan käyttäjän syötettä. Näppäimistöltä annettu syöte lähetetään ohjelmalle Enter-näppäintä painamalla. Ohjelman suoritus jatkuu syötteen lähetyksen jälkeen. Ongelma: lukuoperaatio odottaa saavansa tietyn tyyppisen arvon, mutta ohjelman käyttäjä voi antaa syötteeksi jotain muuta tyyppiä olevan arvon. 12.3

Yleistä Esim. Ollaan lukemassa kokonaislukua ja käyttäjä syöttää syystä tai toisesta ohjelmalle liukuluvun. Jos lukuoperaatio ei pysty muuttamaan syötettä halutun tyyppiseksi, tapahtuu usein ajonaikainen virhe (runtime error). Ajonaikainen virhe pysäyttää ohjelman suorituksen, ellei siihen ole varauduttu lukuoperaation yhteydessä. 12.4

Javassa Lisävaikeuksia aiheuttaa itse Java-kieli, jossa tietojen lukeminen näppäimistöltä on vaikeaa. Uusimmissa Java-versioissa ( 1.5.0) lukeminen on helpompaa, mutta Scanner-luokan operaatiot ovat virheenkäsittelyn osalta valitettavan yksinkertaisia. Koska ajonaikaisista virheistä selviäminen vaatii edistyneempiä Java-taitoja, Laki-kurssilla lukemiseen käytetään pääasiassa omatekoista Inluokkaa, jonka operaatioihin virheidenkäsittely on koodattu valmiiksi. 12.5

In-luokka Luokka sisältää operaatiot: readint() int-tyyppisen kokonaisluvun lukemiseen readdouble() double-tyyppisen liukuluvun lukemiseen readstring() readchar() merkkijonon (String) lukemiseen ja merkin (char) lukemiseen. Nämä operaatiot eivät luovuta helpolla: lukemista jatketaan kunnes on saatu kelvollinen syöte. Luokka löytyy kurssin kotisivuilta Harjoitustyökohdasta. 12.6

In-luokka Operaatioita kutsutaan pistenotaatiolla, joka on tuttu jo tulostamisen yhteydessä: In.operaatio Esim. double d = In.readDouble(); if (In.readChar() == 'k') {... } Lukuoperaation palauttama arvo sijoitetaan usein muuttujaan, jonka on oltava luonnollisesti sopivaa tyyppiä. Paluuarvoa voidaan myös käyttää myös suoraan lauseen osana. 12.7

In-luokka 10 int n = In.readInt(); System.out.println(n); 10 Näppäimistöltä annettu syöte saadaan ohjelmaan lukuoperaation paluuarvona. Ohjelmassa tulostusoperaation parametriksi annettu arvo tulostetaan näytölle. 12.8

In-luokka In-luokka on käännettävä yhdessä oman ohjelman (luokan) kanssa. Tämä on tehtävissä eri tavoin. Luokan voi kopioida samaan hakemistoon kuin oman ohjelman, jolloin ohjelmaa käännettäessä myös In-luokka kääntyy. Esimerkki: javac Tehtavat.java Nyt ohjelma on ajettavissa tutulla komennolla: java Tehtavat 12.9

In-luokka In-luokan voi sisällyttää käännökseen myös jostakin muusta hakemistosta joko polkumäärittelyllä tai javac-ohjelman sourcepath-parametrillä. Esim. Oletetaan, että In-luokan lähdekoodi löytyy Windows-käyttöjärjestelmässä työhakemiston ylihakemistosta. Tällöin Tehtavat-ohjelma voidaan kääntää vaihtoehtoisesti komennoilla: javac Tehtavat.java..\In.java (UNIX: javac Tehtavat.java../In.java) tai javac -sourcepath.. Tehtavat.java 12.10

In-luokka Muussa kuin nykyisessä hakemistossa sijaitseva Inluokan tavukoodi sisällytetään ohjelman suoritukseen classpath-parametrillä. Esim. Oletetaan, että In-luokan tavukoodi löytyy Windowsissa työhakemiston ylihakemistosta. Tällöin ohjelma suoritetaan komennolla: java -classpath.;.. Tehtavat (Linux: java -classpath.:.. Tehtavat) 12.11

Syötteen tarkistaminen Vaikka syöte olisi oikeaa tyyppiä, se ei ole välttämättä oikeellinen: Usein on tarpeen lukea arvo tietyltä arvoalueella. Esim. Jos käsitellään henkilön pituutta ja painoa, syötearvojen tulisi olla positiivisia. Usein ohjelma yrittää pakottaa käyttäjänsä antamaan oikeellisen arvon silmukan avulla. do-while-rakenne on tässä tehtävässä erityisen hyödyllinen. 12.12

Syötteen tarkistaminen Idea pseudokoodina: do { } Lue syöte; Jos syöte virheellinen, niin ilmoita käyttäjälle. while (syöte virheellinen); Syötteen oikeellisuus voidaan ilmaista joko loogisella lausekkeella tai lippumuuttujalla, joka on usein booleantyyppinen. Lippumuuttujan käsite on venyvä. Lippuarvo määritellään usein ohjelmalle tuntemattomaksi arvoksi, jolla lopetetaan silmukan suoritus. 12.13

Tietovirrat Usein ajatellaan abstraktisti, että ohjelma kommunikoi ympäristönsä kanssa tietovirtojen (data stream) avulla. Tyypillisesti käytettävissä ovat standarditulos-, standardisyöte- ja -standardivirhevirrat. Tulos- ja virhevirrat liittyvät oletusarvoisesti näyttöön ja syötevirta näppäimistöön. Javassa standardivirtojen tunnukset ovat System.out, System.in ja System.err. 12.14

Tietovirrat int n = In.readInt(); System.out.println(n); System.in In System.out System.out-virta tuttu tulostamisoperaatioiden yhteydestä. In-luokan operaatiot liittyvät System.in-virtaan. 12.15

Ohjausmerkit Komentoikkunassa standardisyöte- ja standarditulostevirrat voidaan liittää väliaikaisesti tiedostoihin ohjausmerkeillä. Uudelleenohjaus toimii Windows- ja UNIXkomentoikkunoissa. Pienempi kuin -merkillä (<) ohjelma lukee syötteet tiedostosta näppäimistön asemasta. Esim. java OmaOhjelma < syote.txt Syötetiedostossa kukin syöte on omalla rivillään. 12.16

Ohjausmerkit Suurempi kuin -merkillä (>) ohjelma tulostaa tiedostoon näytön asemasta. Esim. java OmaOhjelma > tulos.txt Kannattaa tarkastaa, että tiedostossa ei ole mitään tärkeää, koska tiedoston vanha sisältö menetetään! Ohjausmerkkejä voidaan myös käyttää yhdessä, jolloin syötteet tulevat tiedostosta ja tulosteet menevät tiedostoon. Esim. java OmaOhjelma < syote.txt > tulos.txt 12.17

Scanner-luokka Sisältää yksinkertaisia metodeja (esim. nextint(), nextdouble(), nextline(), nextboolean()) näppäimistöltä tai tiedostosta lukemiseen. char-tyypille ei ole omaa lukumetodia: Scanner sc = new Scanner(System.in); char merkki = sc.nextline().charat(0); Löytyy Javan uusimmissa versioissa ( 1.5.0) java.util-pakkauksesta: import java.util.*; Virheenkäsittely hoidettava try-catch-lauseilla. 12.18

Scanner-luokka import java.util.*; // Otetaan Scanner-luokka käyttöön import-lauseella. public class ScannerDemo { public static void main(string[] args) { Scanner sc = new Scanner(System.in); // Liitetään oletussyötevirtaan. try { // Yritetään lukea kokonaisluku. System.out.print("Anna luku: "); int luku = sc.nextint(); } catch (Exception e) { // Jos tapahtui virhe, niin se "siepataan" tänne. System.out.println("Tapahtui virhe: " + e); } // Suljetaan. sc.close(); } } 12.19