1. 问题分析：为什么会出现多余输出？
在Java编程中，当我们需要从一个方法中返回特定结果时，经常会遇到意外的输出。以查找字符串中第一个非重复字符为例，常见的错误模式是同时在方法内部使用System.out.println进行打印，又在方法末尾返回了原始输入。
考虑以下代码示例：
import java.util.Scanner;
public class Main {
public static String getNumber(String str) {
for (char i : str.toCharArray()) {
if (str.indexOf(i) == str.lastIndexOf(i)) {
System.out.println("First non-repeating character is: " + i); // 第一次打印
break;
}
}
return str; // 返回原始字符串
}
public static void main (String[] args) {
Scanner s = new Scanner(System.in);
System.out.print(getNumber(s.nextLine())); // 第二次打印
}
}当输入为 "abcdef" 时，预期输出应为 "a"，但实际输出却是：
First non-repeating character is: a abcdef
出现这种双重输出的原因在于：
立即学习“Java免费学习笔记（深入）”；
- 方法内部的打印: getNumber 方法在找到第一个非重复字符 i 后，立即执行了 System.out.println("First non-repeating character is: " + i);，这会在控制台打印出第一行信息。
- 方法返回值的打印: 尽管在循环中找到了字符并打印，getNumber 方法的逻辑最终还是会执行到 return str;，将原始的 str（即 "abcdef"）返回给了 main 方法。
- main 方法的再次打印: main 方法接收到 getNumber 返回的 "abcdef" 后，又通过 System.out.print(getNumber(s.nextLine())); 再次将其打印到控制台，从而导致了第二行输出。
问题的核心在于混淆了“打印输出”和“方法返回值”的概念。一个方法应该专注于计算并返回一个结果，而不是同时承担打印的职责。
2. 解决方案：正确返回期望的结果
要解决这个问题，我们需要确保方法在找到期望的字符后，直接将其作为返回值返回，并终止对原始字符串的返回。由于方法签名要求返回 String 类型，我们需要将找到的 char 类型字符转换为 String。
核心修正方法是使用 String.valueOf(char) 将字符转换为字符串，并在找到目标字符后立即返回。
public class Main {
public static String findFirstNonRepeatingCharacter(String str) {
for (char i : str.toCharArray()) {
if (str.indexOf(i) == str.lastIndexOf(i)) {
// 找到第一个非重复字符，将其转换为String并立即返回
return String.valueOf(i);
}
}
// 如果循环结束仍未找到非重复字符，则返回一个约定值，例如空字符串
return "";
}
public static void main (String[] args) {
Scanner s = new Scanner(System.in);
System.out.print(findFirstNonRepeatingCharacter(s.nextLine()));
s.close(); // 关闭Scanner
}
}通过上述修改，当输入 "abcdef" 时，输出将变为：
a
这正是我们期望的单一输出。
3. 完整示例与最佳实践
为了构建更健壮、更专业的代码，我们应该遵循一些最佳实践：
3.1 遵守单一职责原则
一个方法应该只做一件事。findFirstNonRepeatingCharacter 方法的职责是查找并返回第一个非重复字符，而不是打印。打印操作应该由调用者（例如 main 方法）来完成。
3.2 考虑方法返回类型
根据实际需求，方法的返回类型可以选择：
- String: 如果需要返回一个字符串（即使是单个字符），或者在没有找到时返回空字符串。
- char: 如果明确知道总是会找到一个字符，并且只需要返回字符本身。但需要注意，char 无法表示“未找到”的状态，除非约定一个特殊字符（如 \0 或 Character.MIN_VALUE），这通常不是最佳实践。
- Character: char 的包装类，可以返回 null 来表示未找到。
-
Optional
: Java 8 引入的 Optional 类是处理可能缺失值（null）的推荐方式，它使得调用者必须显式地处理“有值”或“无值”的情况，提高了代码的健壮性。
3.3 处理无结果情况
当字符串中不存在非重复字符时（例如 "aabbcc"），方法应该返回一个有意义的值。常用的处理方式包括：
- 返回空字符串 "" (如果返回类型是 String)。
- 返回 null (如果返回类型是 Character 或 String)。
- 抛出特定的异常 (如果“未找到”被视为一种异常情况)。
- 返回 Optional.empty() (如果返回类型是 Optional
)。
下面是一个使用 Optional
import java.util.Optional; // 导入Optional类
import java.util.Scanner;
public class CharacterFinder {
/**
* 查找给定字符串中第一个非重复字符。
*
* @param str 输入字符串。
* @return 如果找到第一个非重复字符，则返回包含该字符的Optional；
* 否则返回空的Optional。
*/
public static Optional findFirstNonRepeatingCharacter(String str) {
if (str == null || str.isEmpty()) {
return Optional.empty(); // 处理空或null字符串
}
for (char c : str.toCharArray()) {
// 判断字符c在字符串中是否只出现一次
if (str.indexOf(c) == str.lastIndexOf(c)) {
return Optional.of(c); // 找到并返回该字符
}
}
return Optional.empty(); // 遍历完所有字符，未找到非重复字符
}
public static void main(String[] args) {
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
System.out.print("请输入一个字符串: ");
String input = scanner.nextLine();
Optional result = findFirstNonRepeatingCharacter(input);
if (result.isPresent()) {
System.out.println("第一个非重复字符是: " + result.get());
} else {
System.out.println("字符串中没有非重复字符，或输入为空。");
}
scanner.close();
}
} 示例运行：
- 输入: abcdef
- 输出: 第一个非重复字符是: a
- 输入: aabbccddeeff
- 输出: 字符串中没有非重复字符，或输入为空。
- 输入: `` (空字符串)
- 输出: 字符串中没有非重复字符，或输入为空。
4. 总结
在Java方法设计中，理解 System.out.println 和 return 语句的根本区别至关重要。System.out.println 用于向标准输出流打印信息，而 return 则用于将方法执行的结果传递回调用者。一个好的方法设计应遵循单一职责原则，专注于其核心功能，并使用合适的返回类型来清晰地表达其输出，同时妥善处理各种边界情况，例如没有找到期望结果的情况。通过使用 String.valueOf() 或 Optional 等机制，我们可以编写出更健壮、更易于理解和维护的Java代码。
