原文：http://zetcode.com/java/console/

Java 控制台应用教程显示了如何创建 Java 控制台应用。 该应用计算一些统计信息。

Java 控制台示例

以下示例创建一个 Java 控制台应用，该应用从 CSV 文件读取数据并计算一些基本统计信息。

该示例使用 Apache Commons 库来解析命令行参数，进行数学运算和转换数据。 OpenCSV 库用于读取 CSV 数据。

src/resources/data.csv

  1. 2.3, 3.5, 5, 6.7, 3.2, 1.2, 6.7, 7.8
  2. 4.5, 2.1, 6.6, 8.7, 3.2, 1.0, 1.2, 3

这是数据文件。 文件名将是我们程序的控制台参数。

  1. pom.xml
  2. src
  3. ├───main
  4. │   ├───java
  5. │   │   └───com
  6. │   │       └───zetcode
  7. │   │               JavaStatsEx.java
  8. │   │               MyStatsApp.java
  9. │   └───resources
  10. │           data.txt
  11. └───test
  12.     └───java

这是项目结构。

pom.xml

  1. <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
  2. <project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
  3.          xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
  4.          xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0
  5.          http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
  6.     <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
  8.     <groupId>com.zetcode</groupId>
  9.     <artifactId>javastatsex</artifactId>
  10.     <version>1.0-SNAPSHOT</version>
  12.     <properties>
  13.         <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
  14.         <maven.compiler.source>12</maven.compiler.source>
  15.         <maven.compiler.target>12</maven.compiler.target>
  16.     </properties>
  18.     <dependencies>
  20.         <dependency>
  21.             <groupId>commons-cli</groupId>
  22.             <artifactId>commons-cli</artifactId>
  23.             <version>1.4</version>
  24.         </dependency>
  26.         <dependency>
  27.             <groupId>com.opencsv</groupId>
  28.             <artifactId>opencsv</artifactId>
  29.             <version>4.6</version>
  30.         </dependency>
  32.         <dependency>
  33.             <groupId>org.apache.commons</groupId>
  34.             <artifactId>commons-math3</artifactId>
  35.             <version>3.6.1</version>
  36.         </dependency>
  38.     </dependencies>
  40. </project>

在pom.xml文件中，我们定义了应用的依赖项。 commons-cli工件用于解析命令行参数，opencsv用于读取 CSV 数据，commons-math用于统计计算，commons-lang3用于将列表转换为数组。

exec-maven-plugin从 Maven 执行 Java 程序。 在arguments标签中，我们为应用提供了选项和文件名。

com/zetcode/JavaStatsEx.java

  1. package com.zetcode;
  3. /**
  4.  * Starter class for MyStats application.
  5.  *
  6.  * @author janbodnar
  7.  */
  9. public class JavaStatsEx {
  11.     /**
  12.      * Application entry point.
  13.      *
  14.      * @param args application command line arguments
  15.      */
  16.     public static void main(String[] args) {
  18.         var app = new MyStatsApp();
  19.         app.run(args);
  20.     }
  21. }

JavaStatsEx是应用入口点。 它创建MyStatsApp的实例，并将其传递给应用参数。

com/zetcode/MyStatsApp.java

  1. package com.zetcode;
  3. import com.opencsv.CSVReaderBuilder;
  4. import org.apache.commons.cli.CommandLine;
  5. import org.apache.commons.cli.CommandLineParser;
  6. import org.apache.commons.cli.DefaultParser;
  7. import org.apache.commons.cli.HelpFormatter;
  8. import org.apache.commons.cli.Options;
  9. import org.apache.commons.cli.ParseException;
  10. import org.apache.commons.lang3.ArrayUtils;
  11. import org.apache.commons.math3.stat.StatUtils;
  13. import java.io.IOException;
  14. import java.nio.file.Files;
  15. import java.nio.file.Paths;
  16. import java.util.ArrayList;
  18. /**
  19.  * MyStatsApp is a simple console application which computes
  20.  * basic statistics of a series of data values. The application takes
  21.  * a file of data as its single argument.
  22.  *
  23.  * @author janbodnar
  24.  */
  25. public class MyStatsApp {
  27.     /**
  28.      * Runs the application
  29.      *
  30.      * @param args an array of String arguments to be parsed
  31.      */
  32.     public void run(String[] args) {
  34.         CommandLine line = parseArguments(args);
  36.         if (line.hasOption("filename")) {
  38.             System.out.println(line.getOptionValue("filename"));
  39.             String fileName = line.getOptionValue("filename");
  41.             double[] data = readData(fileName);
  42.             calculateAndPrintStats(data);
  44.         } else {
  45.             printAppHelp();
  46.         }
  47.     }
  49.     /**
  50.      * Parses application arguments
  51.      *
  52.      * @param args application arguments
  53.      * @return <code>CommandLine</code> which represents a list of application
  54.      * arguments.
  55.      */
  56.     private CommandLine parseArguments(String[] args) {
  58.         Options options = getOptions();
  59.         CommandLine line = null;
  61.         CommandLineParser parser = new DefaultParser();
  63.         try {
  64.             line = parser.parse(options, args);
  66.         } catch (ParseException ex) {
  68.             System.err.println("Failed to parse command line arguments");
  69.             System.err.println(ex.toString());
  70.             printAppHelp();
  72.             System.exit(1);
  73.         }
  75.         return line;
  76.     }
  78.     /**
  79.      * Reads application data from a file
  80.      *
  81.      * @param fileName file of application data
  82.      * @return array of double values
  83.      */
  84.     private double[] readData(String fileName) {
  86.         var data = new ArrayList<Double>();
  87.         double[] mydata = null;
  89.         try (var reader = Files.newBufferedReader(Paths.get(fileName));
  90.              var csvReader = new CSVReaderBuilder(reader).build()) {
  92.             String[] nextLine;
  94.             while ((nextLine = csvReader.readNext()) != null) {
  96.                 for (String e : nextLine) {
  98.                     data.add(Double.parseDouble(e));
  99.                 }
  100.             }
  102.             mydata = ArrayUtils.toPrimitive(data.toArray(new Double[0]));
  104.         } catch (IOException ex) {
  106.             System.err.println("Failed to read file");
  107.             System.err.println(ex.toString());
  108.             System.exit(1);
  109.         }
  111.         return mydata;
  112.     }
  114.     /**
  115.      * Generates application command line options
  116.      *
  117.      * @return application <code>Options</code>
  118.      */
  119.     private Options getOptions() {
  121.         var options = new Options();
  123.         options.addOption("f", "filename", true, "file name to load data from");
  124.         return options;
  125.     }
  127.     /**
  128.      * Prints application help
  129.      */
  130.     private void printAppHelp() {
  132.         Options options = getOptions();
  134.         var formatter = new HelpFormatter();
  135.         formatter.printHelp("JavaStatsEx", options, true);
  136.     }
  138.     /**
  139.      * Calculates and prints data statistics
  140.      *
  141.      * @param data input data
  142.      */
  143.     private void calculateAndPrintStats(double[] data) {
  145.         System.out.format("Geometric mean: %f%n", StatUtils.geometricMean(data));
  146.         System.out.format("Arithmetic mean: %f%n", StatUtils.mean(data));
  147.         System.out.format("Max: %f%n", StatUtils.max(data));
  148.         System.out.format("Min: %f%n", StatUtils.min(data));
  149.         System.out.format("Sum: %f%n", StatUtils.sum(data));
  150.         System.out.format("Variance: %f%n", StatUtils.variance(data));
  151.     }
  152. }

这是MyStatsApp。

  1. CommandLine line = parseArguments(args);

parseArguments()方法解析命令行参数。 它返回CommandLine，它代表针对Options描述符解析的参数列表。

  1. if (line.hasOption("filename")) {
  3.     System.out.println(line.getOptionValue("filename"));
  4.     String fileName = line.getOptionValue("filename");
  6.     double[] data = readData(fileName);
  7.     calculateAndPrintStats(data);
  9. } else {
  10.     printAppHelp();
  11. }

该应用具有强制性的文件名选项，该选项指向要读取的文件并从中计算统计信息。 如果不存在，我们将提供应用帮助消息。

  1. Options options = getOptions();

getOptions()方法返回应用的选项。

  1. try {
  2.     line = parser.parse(options, args);
  4. } catch (ParseException ex) {
  6.     System.err.println("Failed to parse command line arguments");
  7.     System.err.println(ex.toString());
  8.     printAppHelp();
  10.     System.exit(1);
  11. }
  13. return line;

CommandLineParser解析命令行参数。 如果存在ParseException，则应用退出。 解析器在CommandLine对象中返回已解析的参数。

  1. try (var reader = Files.newBufferedReader(Paths.get(fileName));
  2.     var csvReader = new CSVReaderBuilder(reader).build()) {

CSVReader用于读取 CSV 数据。

  1. String[] nextLine;
  3. while ((nextLine = csvReader.readNext()) != null) {
  5.     for (String e : nextLine) {
  7.         data.add(Double.parseDouble(e));
  8.     }
  9. }

在此while循环中，我们逐行读取 CSV 文件，并将数据解析为Double值列表。

  1. mydata = ArrayUtils.toPrimitive(data.toArray(new Double[0]));

我们需要原始数据类型来计算统计信息。 因此，我们将列表转换为原始双精度值数组。 ArrayUtils来自 Apache Commons Lang 库。

  1. private Options getOptions() {
  3.     var options = new Options();
  5.     options.addOption("f", "filename", true, "file name to load data from");
  6.     return options;
  7. }

getOptions()提供应用选项。

  1. private void printAppHelp() {
  3.     Options options = getOptions();
  5.     var formatter = new HelpFormatter();
  6.     formatter.printHelp("JavaStatsEx", options, true);
  7. }

printAppHelp()打印应用的帮助。 它使用HelpFormatter来完成工作。

  1. private void calculateAndPrintStats(double[] data) {
  3.     System.out.format("Geometric mean: %f%n", StatUtils.geometricMean(data));
  4.     System.out.format("Arithmetic mean: %f%n", StatUtils.mean(data));
  5.     System.out.format("Max: %f%n", StatUtils.max(data));
  6.     System.out.format("Min: %f%n", StatUtils.min(data));
  7.     System.out.format("Sum: %f%n", StatUtils.sum(data));
  8.     System.out.format("Variance: %f%n", StatUtils.variance(data));
  9. }

使用StatUtils()，我们可以计算一些统计数据。 StatUtils()采用 Java 数组作为参数。

  1. src/main/resources/data.txt
  2. Geometric mean: 3.412562
  3. Arithmetic mean: 4.168750
  4. Max: 8.700000
  5. Min: 1.000000
  6. Sum: 66.700000
  7. Variance: 6.158292

这是输出。

在本教程中，我们创建了一个简单的 Java 控制台应用，该应用从 CSV 文件计算基本统计信息。

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