Java如何实现命令行交互功能？

在Java中实现命令行应用程序是一种常见的需求,无论是开发工具、脚本还是交互式程序，命令行接口都能提供高效的操作方式，Java提供了多种方式来实现命令行功能，包括使用Scanner类读取用户输入、通过args参数接收命令行参数，以及利用ProcessBuilder类执行外部命令等，下面将详细介绍这些方法的实现细节和最佳实践。

通过args参数接收命令行参数是最基础的方式，在Java程序的main方法中，String[] args参数用于接收命令行传入的参数，一个简单的打印参数的程序可以这样实现：

public class CommandLineArgs {
    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < args.length; i++) {
            System.out.println("参数 " + (i + 1) + ": " + args[i]);
        }
    }
}

编译并运行时,可以通过java CommandLineArgs 参数1 参数2的方式传递参数，程序会依次输出这些参数，这种方式适合需要固定参数的场景，但参数的解析和校验需要手动处理。

对于更复杂的命令行参数解析,可以使用第三方库如Apache Commons CLI或JCommander，这些库提供了丰富的功能，支持短参数（如-v）、长参数（如--verbose）、参数值绑定等，使用Apache Commons CLI的代码示例如下：

import org.apache.commons.cli.*;
public class CliExample {
    public static void main(String[] args) {
        Options options = new Options();
        options.addOption("f", "file", true, "指定输入文件");
        options.addOption("v", "verbose", false, "启用详细输出");
        CommandLineParser parser = new BasicParser();
        try {
            CommandLine cmd = parser.parse(options, args);
            if (cmd.hasOption("f")) {
                System.out.println("输入文件: " + cmd.getOptionValue("f"));
            }
            if (cmd.hasOption("v")) {
                System.out.println("详细模式已启用");
            }
        } catch (ParseException e) {
            System.err.println("参数解析错误: " + e.getMessage());
        }
    }
}

上述代码中,Options类用于定义命令行选项，BasicParser负责解析参数，这种方式比手动解析更灵活，适合需要复杂参数处理的场景。

除了参数解析,Java还可以通过Scanner类实现交互式命令行输入，一个简单的计算器程序可以这样实现：

import java.util.Scanner;
public class InteractiveCLI {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.println("简单计算器（输入'退出'结束）");
        while (true) {
            System.out.print("请输入表达式（如 2 + 3）: ");
            String input = scanner.nextLine();
            if (input.equalsIgnoreCase("退出")) {
                break;
            }
            try {
                String[] parts = input.split(" ");
                double a = Double.parseDouble(parts[0]);
                double b = Double.parseDouble(parts[2]);
                double result = 0;
                switch (parts[1]) {
                    case "+": result = a + b; break;
                    case "-": result = a - b; break;
                    case "*": result = a * b; break;
                    case "/": result = a / b; break;
                    default: System.out.println("不支持的操作符"); continue;
                }
                System.out.println("结果: " + result);
            } catch (Exception e) {
                System.out.println("输入格式错误");
            }
        }
        scanner.close();
    }
}

该程序通过Scanner读取用户输入，并解析简单的数学表达式，适合需要与用户实时交互的场景。

Java还可以通过ProcessBuilder类执行外部命令并获取输出，在Windows系统中执行dir命令的代码如下：

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
public class ExecuteCommand {
    public static void main(String[] args) {
        ProcessBuilder pb = new ProcessBuilder("cmd", "/c", "dir");
        try {
            Process process = pb.start();
            BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(process.getInputStream()));
            String line;
            while ((line = reader.readLine()) != null) {
                System.out.println(line);
            }
            int exitCode = process.waitFor();
            System.out.println("退出码: " + exitCode);
        } catch (IOException | InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

ProcessBuilder提供了灵活的外部命令执行能力，适合需要调用系统命令或脚本的场景。

以下是Java实现命令行的常见方法总结：

相关问答FAQs：

1. 问：如何在Java命令行程序中实现参数的默认值？
   答：可以通过检查args数组长度或使用第三方库（如Apache Commons CLI）的Option类设置默认值，在Option定义时使用hasArg(false)和withDefault("默认值")，或手动检查cmd.hasOption("f") ? cmd.getOptionValue("f") : "默认文件"。

2. 问：如何处理命令行程序中的中文输入输出乱码问题？
   答：乱码通常由字符编码不一致导致，解决方案包括：在ProcessBuilder中设置编码（如pb.redirectErrorStream(true); Process process = pb.start(); new BufferedReader(new InputStreamReader(process.getInputStream(), "GBK"))），或在启动JVM时指定编码（java -Dfile.encoding=UTF-8 MainClass），对于交互式输入，确保Scanner使用正确的编码（如new Scanner(System.in, "UTF-8")）。