如何在 Java 中检查字符串是否可以转换为双精度浮点数

简介

在这个实验中，你将学习如何判断一个给定的字符串能否在 Java 中成功转换为双精度浮点数。我们将探讨使用 Double.parseDouble() 方法尝试解析字符串的过程，了解如何处理当字符串不是有效的数字表示形式时可能出现的 NumberFormatException 错误，并讨论检查字符串是否符合有效十进制格式的方法。完成本实验后，你将掌握在 Java 应用程序中安全、有效地将字符串转换为双精度浮点数的知识。

Skills Graph

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使用 Double.parseDouble() 尝试解析

在这一步中，你将学习如何在 Java 中将数字的字符串表示形式转换为数值类型。当你从用户那里获取输入或从文件中读取数据时，这是一项常见的任务，因为输入通常最初是以文本（字符串）形式读取的。

Java 提供了多种方法来执行这种转换。将字符串转换为双精度浮点数最常用的方法之一是使用 Double.parseDouble() 方法。

让我们创建一个简单的 Java 程序来演示这一点。

如果 HelloJava.java 文件尚未在 WebIDE 编辑器中打开，请打开它。
将文件的全部内容替换为以下代码：
```
import java.util.Scanner;

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

        System.out.print("Enter a decimal number: ");
        String userInput = scanner.nextLine();

        // Attempt to parse the input string into a double
        double number = Double.parseDouble(userInput);

        System.out.println("You entered: " + number);

        scanner.close();
    }
}
```
让我们来看看这段代码的新部分：
- System.out.print("Enter a decimal number: ");：这行代码提示用户输入一个十进制数。
- String userInput = scanner.nextLine();：这行代码将用户的输入作为字符串读取，并将其存储在 userInput 变量中。
- double number = Double.parseDouble(userInput);：这是这一步的核心。Double.parseDouble() 方法接受 userInput 字符串，并尝试将其转换为 double 类型的值。如果该字符串可以成功解释为十进制数，则得到的 double 值将存储在 number 变量中。
- System.out.println("You entered: " + number);：这行代码将解析后的 double 值打印回给用户。
保存文件（Ctrl+S 或 Cmd+S）。
现在，编译修改后的程序。打开 WebIDE 底部的终端，并确保你位于 ~/project 目录中。然后运行以下命令：
```
javac HelloJava.java
```
如果编译成功，你将看不到任何输出。
最后，运行程序：
```
java HelloJava
```
程序将提示你输入一个十进制数。输入一个有效的十进制数，例如 123.45，然后按回车键。
```
Enter a decimal number: 123.45
You entered: 123.45
```
程序应该能够成功解析你的输入并将数字打印回给你。

在这一步中，你已经成功使用 Double.parseDouble() 将有效的十进制数字符串表示形式转换为 double 类型。但是，如果用户输入的不是有效的数字，会发生什么呢？我们将在下一步中探讨这个问题。

处理 NumberFormatException

在上一步中，我们了解了当输入字符串是有效的十进制数时，Double.parseDouble() 是如何工作的。但如果用户输入的文本无法转换为数字，会发生什么呢？让我们来试试看。

确保你在终端中处于 ~/project 目录。
再次运行程序：
```
java HelloJava
```
当提示你输入一个十进制数时，输入明显不是数字的内容，比如 hello 或 abc。
```
Enter a decimal number: hello
```
按下回车键。你可能会在终端中看到很多红色文本。这是一条错误消息，具体来说是 NumberFormatException。
```
Exception in thread "main" java.lang.NumberFormatException: For input string: "hello"
    at java.base/jdk.internal.math.FloatingDecimal.readJavaFormatString(FloatingDecimal.java:2050)
    at java.base/jdk.internal.math.FloatingDecimal.parseDouble(FloatingDecimal.java:110)
    at java.base/java.lang.Double.parseDouble(Double.java:651)
    at HelloJava.main(HelloJava.java:10)
```
之所以会出现这个 NumberFormatException，是因为字符串 "hello" 无法被解析为有效的 double 值。当发生这样的异常且没有被处理时，程序会崩溃并停止执行。

在实际应用中，你不希望程序仅仅因为用户输入了无效内容就崩溃。你需要一种方法来优雅地处理这类错误。在 Java 中，我们使用 try-catch 块来处理异常。

try-catch 块的工作原理如下：
- 可能引发异常的代码放在 try 块中。
- 如果 try 块中发生异常，catch 块中的代码将被执行。
- 如果没有发生异常，catch 块将被跳过。

让我们修改程序，使用 try-catch 块来处理 NumberFormatException。

在 WebIDE 编辑器中打开 HelloJava.java 文件。

修改代码，将 Double.parseDouble() 调用包裹在 try-catch 块中：

import java.util.Scanner;

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

        System.out.print("Enter a decimal number: ");
        String userInput = scanner.nextLine();

        try {
            // Attempt to parse the input string into a double
            double number = Double.parseDouble(userInput);
            System.out.println("You entered: " + number);
        } catch (NumberFormatException e) {
            // This code runs if a NumberFormatException occurs
            System.out.println("Invalid input. Please enter a valid decimal number.");
        }

        scanner.close();
    }
}

在这个更新后的代码中：

Double.parseDouble(userInput); 这一行位于 try 块内。
catch (NumberFormatException e) 块指定，如果 try 块中发生 NumberFormatException，则执行 catch 块中的代码。
在 catch 块中，我们打印了一条用户友好的错误消息，而不是让程序崩溃。

保存文件（Ctrl+S 或 Cmd+S）。
编译修改后的程序：
```
javac HelloJava.java
```
再次运行程序：
```
java HelloJava
```
当提示输入时，再次输入像 hello 这样的无效输入。
```
Enter a decimal number: hello
Invalid input. Please enter a valid decimal number.
```
这次，程序没有崩溃，而是捕获了 NumberFormatException 并打印了 catch 块中的消息。这是一种更好的用户体验！

你现在已经学会了如何使用 try-catch 块来处理像 NumberFormatException 这样的异常，让你的程序更加健壮和用户友好。

检查有效的十进制格式

在上一步中，我们使用 try-catch 块成功处理了 NumberFormatException。这避免了在输入不是有效数字时程序崩溃。然而，当前的方法仍然会尝试解析字符串，并且仅在解析失败之后才捕获错误。

一种更主动的方法是在尝试解析输入字符串之前，检查它是否具有有效的十进制格式。这可以通过正则表达式或其他验证技术来实现。在这个实验中，我们将在循环中进行简单的检查，不断要求用户输入，直到提供有效的十进制数为止。

这种方法将 try-catch 块与循环结合起来，以确保获得有效的输入。

在 WebIDE 编辑器中打开 HelloJava.java 文件。

修改代码，加入一个循环，持续运行直到接收到有效的输入：

import java.util.Scanner;

public class HelloJava {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        double number = 0.0; // Initialize with a default value
        boolean validInput = false; // Flag to track valid input

        while (!validInput) {
            System.out.print("Enter a decimal number: ");
            String userInput = scanner.nextLine();

            try {
                // Attempt to parse the input string into a double
                number = Double.parseDouble(userInput);
                validInput = true; // Set flag to true if parsing is successful
            } catch (NumberFormatException e) {
                // This code runs if a NumberFormatException occurs
                System.out.println("Invalid input. Please enter a valid decimal number.");
            }
        }

        System.out.println("You entered a valid number: " + number);

        scanner.close();
    }
}

让我们看看这些更改：

double number = 0.0;：我们在循环外部初始化 number 变量。
boolean validInput = false;：我们引入一个布尔变量 validInput 来控制循环。它最初为 false。
while (!validInput)：这创建了一个 while 循环，只要 validInput 为 false 就会继续运行。
在 try 块内部，如果 Double.parseDouble() 成功，我们将 validInput 设置为 true。这将导致循环在当前迭代后终止。
如果发生 NumberFormatException，则执行 catch 块，validInput 保持为 false，循环将继续，再次提示用户输入。
循环结束后（即 validInput 为 true），我们打印一条消息，确认接收到了有效的输入。

保存文件（Ctrl+S 或 Cmd+S）。
编译修改后的程序：
```
javac HelloJava.java
```
运行程序：
```
java HelloJava
```

现在，先尝试输入无效的输入，然后输入一个有效的十进制数。

Enter a decimal number: abc
Invalid input. Please enter a valid decimal number.
Enter a decimal number: 1.2.3
Invalid input. Please enter a valid decimal number.
Enter a decimal number: 789.01
You entered a valid number: 789.01

程序将持续要求输入，直到你提供一个 Double.parseDouble() 能够成功转换的字符串。

你现在已经实现了一个基本的输入验证循环，确保程序在继续执行之前从用户那里接收到有效的十进制数。这是许多应用程序中处理用户输入的基本模式。

总结

在这个实验中，我们学习了如何检查一个字符串在 Java 中是否可以转换为双精度浮点数（double）。我们首先尝试使用 Double.parseDouble() 方法将字符串解析为双精度浮点数。该方法是将数字的字符串表示形式转换为数值类型的常用方法，在处理用户输入或从文件中读取的数据时特别有用。我们实现了一个简单的 Java 程序，该程序提示用户输入，将输入读取为字符串，然后使用 Double.parseDouble() 将其转换为双精度浮点数，展示了字符串到双精度浮点数转换的基本过程。