ACM中使用 JAVA v2. 1

时间：2023-01-13 23:18:11

ACM中使用JAVA v2.1

严明超

(Blog:mingchaoyan.blogbus.com

Email:mingchaoyan@gmail.com)

0.前 言

文前声明：本文只谈java用于acm，且不推荐大家把java作为自己的第一语言玩acm；

为防止大家过多的把本应学习算法的宝贵时间浪费在学习语言上，同时也为实现lcy一队一java的要求；我根据自己用java的经验，总结成文，希望可以抛砖引玉，帮助大家快速学会用java ac；

Java对熟悉c/c++的选手来说应该是似曾相识的，因为它本身就是用相似c/c++结构设计的。一些安装jdk，配置环境变量，以Main做类名等等这些我就不多说了。IDE推荐使用Eclipse，你可以在这里下载。Eclipse是个平台，所以你也可以装个插件来跑c/c++，插件怎么装可以看看这里（正规比赛一般都有Eclipse，没vs，因为vs是windows下的，正规比赛肯定不会用windows,为什么，你懂的）；

说了点无关的话，进入正题，在这里你将看到以下内容：1，输入输入，2.，大数/高精度，3，排序，4“STL”,5,其他

1. 输入输出

1.1 Scanner

输入首推Scanner，输出首推System.out.pritnln()/System.out.print();

这个学过java的一般都知道怎么用，先以标准输入为参数new 一个Scanner，如果要读入一个int，就用nextInt(),double 就用nextDouble，其他类型依次类推，另外可以用hasNextInt来判断是否还有下一个。至于读入以字符串用next(),读入一行用nextLine();

附上A+B代码

[c-sharp] view
plaincopy
  1. import java.io.*;
  2. import java.util.*;
  3. public class Main {
  4. public static void main(String args[]) {
  5. Scanner cin = new Scanner(System.in);
  6. int a, b;
  7. while (cin.hasNextInt()) {
  8. a = cin.nextInt();
  9. b = cin.nextInt();
  10. System.out.println(a + b);
  11. }
  12. }
  13. }

1.2 StreamTokenizer和PrintWriter

但是用Scanner输入就像cin那样比较慢，当数据量一大会超时的，我记得有一个题目（忘了具体哪个题目），很直白的bfs就会超时，不排除你有很强的剪枝（虽然这样的情况的确很少，一般Scanner用用足够了），此时不得不用StreamTokenizer   和  PrintWriter ，请看看注释(这里格式比较乱，推荐大家把他copy到Eclipse下 ctrl+Shift + f （格式化代码）了再读)：

[c-sharp] view
plaincopy
  1. import java.io.*;
  2. public class Main {
  3. public static void main(String[] args) throws IOException
  4. // in.nextTokenizer可能抛出这个异常
  5. {
  6. StreamTokenizer in = new StreamTokenizer(new BufferedReader(
  7. new InputStreamReader(System.in)));
  8. // 这句是io流包装来包装去，记住就好；
  9. PrintWriter out = new PrintWriter(new OutputStreamWriter(System.out));
  10. int a, b;
  11. while (in.nextToken() != StreamTokenizer.TT_EOF)
  12. // 用in.nextToken()读下一个标记，StreamTokenizer.TT_EOF这个是个参数，就是EOF
  13. {
  14. a = (int) in.nval;
  15. // 读进来的是double型的，所以要转成int
  16. in.nextToken();
  17. // 读入b值（a的值是在while循环中读入的）
  18. b = (int) in.nval;
  19. out.println(a + b);
  20. }
  21. out.flush();
  22. // 刷新缓冲区，必须的，不然a+b会留在缓冲区
  23. }
  24. }

一般也用不到PrintWriter ，除非像这个输出结果数据量很大，那用PrintWriter就会快很多了；

另外对于输入，jdk 5.0以后可以用System.out.printf()这个格式化输出了，你可以把它和printf联系起来，类似的，比如输出小数点后3位System.out.printlnf("%.f%n",a);注意引号中的%n，这个是表示与平台无关的换行，如果一定要用那个我们熟悉的/n，那就请在加一个/r，用/n/r,不然PE，搞不好还WA。。。这个问题是很著名的不同平台回车和换行的尴尬，我就不多解释了；

1.3 文件

还有一个问题，测试文件的输入输出。就像用C++时，只要简单的在main下添加两个freopen，java中也有类似的方法；

[c-sharp] view
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  1. FileInputStreamfin=newFileInputStream("/home/JCrzer/workspace/ACM/in.txt");
  2. PrintStreamfout=newPrintStream("/home/JCrazer/workspace/ACM/out.txt");
  3. System.setIn(fin);
  4. System.setOut(fout);

Windows要不"/"改成"//"，或者索性改成"/",你懂的。。。。

2 大数/高精度

用java写acm应该就是冲着这个来的吧^_^，java中有两个类BigDecimal 和 BigInteger。看名字就知道他们的区别了

2.1 大数

以下是hdoj1002代码，很直白的，不多解释；

[c-sharp] view
plaincopy
  1. import java.math.*;
  2. import java.util.*;
  3. public class Main {
  4. public static void main(String[] args) {
  5. Scanner in = new Scanner(System.in);
  6. int t = in.nextInt();
  7. for (int i = 1; i <= t; ++i) {
  8. if (i != 1)
  9. System.out.println();
  10. BigInteger a = in.nextBigInteger();
  11. BigInteger b = in.nextBigInteger();
  12. System.out.println("Case " + i + ":");
  13. System.out.println(a + " + " + b + " = " + a.add(b));
  14. }
  15. }
  16. }

2.2 高精度

来看hdoj1753

[c-sharp] view
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  1. import java.math.BigDecimal;
  2. import java.util.Scanner;
  3. public class Main {
  4. public static void main(String[] args) {
  5. Scanner in = new Scanner(System.in);
  6. BigDecimal a, b;
  7. while (in.hasNext()) {
  8. a = in.nextBigDecimal();
  9. b = in.nextBigDecimal();
  10. System.out.println(a.add(b).stripTrailingZeros().toPlainString());
  11. }
  12. }
  13. }

因为高精度加法结果的精度是取两个加数中较大的那个，所以可能会出现后置0，这时就要通过stripTrailingZeros()把后置0去掉，又因为，BigDecimal的toString()方法可能返回的是科学技术法表示的，所以要用toPlainString()转成普遍计数法；

关于大数高精度其实还有很多问题，比如初始化构造，精度，比如舍入等等，这些零零碎碎的东西太多了，都举个例子写下会累死我的，我也不想把api中的内容copy来贴在这里充字数，所以建议平时多查查api（在这里查，中文版），还有有什么需要留言吧~；

3排序

大数可能之前大家也敲过，排序可能是大家陌生的，因为java写排序和c/c++差别有点大；

最简单的排序Arrays.sort(a)，默认是按数组a从小到大排序的,如果是String就按字典序，而且对指定范围的排序也已经有重载版本sort(Object[] a, int fromIndex, int toIndex) 其中和c++中类似，此方法排序时，范围包括fromIndex,,不包括toIndex。但只是这种单一的排序方式显然不能满足我们变幻莫测排序要求。排序有两种方法：

3.1 实现Comparable接口

这个比较常用，就是在设计Node这个类时（java中没有struct关键词，都要用class代替），实现Comparable这个接口，重写其compareTo这个方法，在这个方法中规定你要的排序顺序。如此在接下来的对Node实例数组排序时，就是按照你定义的排序顺序来排的；比如：

[c-sharp] view
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  1. import java.util.Arrays;
  2. class Node implements Comparable {
  3. int a;
  4. Node(int a) {
  5. this.a = a;
  6. }
  7. @Override
  8. public int compareTo(Object arg0) {
  9. int a = ((Node) arg0).a;
  10. if (this.a < a)
  11. return -1;
  12. else if (this.a > a)
  13. return 1;
  14. return 0;
  15. //熟练了就可以犀利的写成 return this.a-a; 但下文都用以上“规范清晰”的写法
  16. }
  17. @Override
  18. public String toString() {
  19. return "" + a;
  20. }
  21. }
  22. public class Main {
  23. public static void main(String[] args) {
  24. Node[] node = new Node[4];
  25. node[0] = new Node(9);
  26. node[1] = new Node(8);
  27. node[2] = new Node(100);
  28. node[3] = new Node(0);
  29. Arrays.sort(node);
  30. System.out.println(Arrays.toString(node));
  31. }
  32. }

运行结果：

[0, 8, 9, 100]

说明3点：

1.在Node类中的toString是只是我为了打印运行结果而重写的，与排序无关；

2.Node有多个属性时，当然可以根据需要二级排序，三级排序等等；

3.这样设计Node之后只能按照你定义的排序了，如果对一个Node要用不同的标准排序，请看下面：

3.2 使用Comparator比较器

     使用Comparator就不像上面那样比较死板了，你可以设计Cmp1，Cmp2来满足你不同标准排序的要求

比如下面是我随便举的例子，标准1：对人员先按照名字升序，如果名字相同按照年龄升序 ，标准2：先对年龄升序，如果年龄相同就按姓名升序

[c-sharp] view
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  1. import java.util.Arrays;
  2. import java.util.Comparator;
  3. class Person {
  4. private String name;
  5. private int age;
  6. public Person(String name, int age) {
  7. this.name = name;
  8. this.age = age;
  9. }
  10. public String getName() {
  11. return this.name;
  12. }
  13. public int getAge() {
  14. return this.age;
  15. }
  16. @Override
  17. public String toString() {
  18. // TODO Auto-generated method stub
  19. return "" + this.name + " " + this.age;
  20. }
  21. }
  22. class Cmp1 implements Comparator {
  23. @Override
  24. public int compare(Object arg0, Object arg1) {
  25. Person a = (Person) arg0;
  26. Person b = (Person) arg1;
  27. if (a.getName().compareTo(b.getName()) != 0)
  28. return a.getName().compareTo(b.getName());
  29. else {
  30. if (a.getAge() < b.getAge())
  31. return -1;
  32. else if (a.getAge() > b.getAge())
  33. return 1;
  34. else
  35. return 0;
  36. }
  37. }
  38. }
  39. class Cmp2 implements Comparator {
  40. @Override
  41. public int compare(Object arg0, Object arg1) {
  42. Person a = (Person) arg0;
  43. Person b = (Person) arg1;
  44. if (a.getAge() < b.getAge())
  45. return -1;
  46. else if (a.getAge() > b.getAge())
  47. return 1;
  48. else
  49. return a.getName().compareTo(b.getName());
  50. }
  51. }
  52. public class Main {
  53. public static void main(String[] args) {
  54. Person[] p = new Person[4];
  55. p[0] = new Person("ZZZ", 19);
  56. p[1] = new Person("AAA", 109);
  57. p[2] = new Person("AAA", 19);
  58. p[3] = new Person("YYY", 100);
  59. Arrays.sort(p, new Cmp1());
  60. System.out.println("Cmp1");
  61. System.out.println(Arrays.toString(p));
  62. Arrays.sort(p, new Cmp2());
  63. System.out.println("Cmp2");
  64. System.out.println(Arrays.toString(p));
  65. }
  66. }

运行结果；

Cmp1

[AAA 19, AAA 109, YYY 100, ZZZ 19]

Cmp2

[AAA 19, ZZZ 19, YYY 100, AAA 109]

这种方法在CMP这个类设计好后，要排序时直接在Arrays.sort()中new一个CMP实例就好了，是不是很像c++中sort,或者qsort。由于这个类只在排序时使用，所以也可以设计成匿名内部类（只对Cmp1举例），代码如下；

[c-sharp] view
plaincopy
  1. import java.util.Arrays;
  2. import java.util.Comparator;
  3. class Person {
  4. private String name;
  5. private int age;
  6. public Person(String name, int age) {
  7. this.name = name;
  8. this.age = age;
  9. }
  10. public String getName() {
  11. return this.name;
  12. }
  13. public int getAge() {
  14. return this.age;
  15. }
  16. @Override
  17. public String toString() {
  18. return "" + this.name + " " + this.age;
  19. }
  20. }
  21. public class Main {
  22. public static void main(String[] args) {
  23. Person[] p = new Person[4];
  24. p[0] = new Person("ZZZ", 19);
  25. p[1] = new Person("AAA", 109);
  26. p[2] = new Person("AAA", 19);
  27. p[3] = new Person("YYY", 100);
  28. Arrays.sort(p, new Comparator<Object>() {
  29. @Override
  30. public int compare(Object arg0, Object arg1) {
  31. Person a = (Person) arg0;
  32. Person b = (Person) arg1;
  33. if (a.getName().compareTo(b.getName()) != 0)
  34. return a.getName().compareTo(b.getName());
  35. else {
  36. if (a.getAge() < b.getAge())
  37. return -1;
  38. else if (a.getAge() > b.getAge())
  39. return 1;
  40. else
  41. return 0;
  42. }
  43. }
  44. });
  45. System.out.println(Arrays.toString(p));
  46. }
  47. }

匿名内部类是没有名字的内部类，你可以理解我把CMP这个类设计在了Arrays.sort()这个方法的参数中。你若java中这种机制不是很理解，就用前面那种吧。

4 “STL”

之所以对STL加引号，是因为JAVA中似乎不叫标准模板库，不过这个只是称呼，你知道我是在说这个就好了。很多前辈都提出了“STL伤代码能力论”我只是把它对应C++的那些列出来，用不用你看着办吧：

4.1 Sting 和StringBuffer

关于String我只想说这个是常量，创建了以后永远不会变的，想要变就用StringBuffer；这个有很多意想不到的方法，比如split方法可以根据给定的字符拆分字符串，方便吧，自己处理会麻烦死的还容易出错，再比如这两个都支持正则，正则的强大不需要我解释，另外还有很多，查api去吧~~~

4.2 List接口

就是表，可以用LinkedList类（可以理解链表实现所以增删比较快），ArrayList类（理解为数组实现访问比较快），当然还有大家很熟悉的Vector类；

创建 List ll = new LinkedList（）；（你也可以LinkedList  ll = new LinkedList（）；但推荐使用前者，因为在创建对象是，使用接口的引用指向对象是一个好习惯~）

方法： add(e), get(int index), clear(),isEmpty(),size()。。。（方法太多了，C++中实现的方法JAVA中差不多都有增无减地实现了，真的不想一一列出来，还是那句话，查api吧，真不行就留言）

JAVA集合框架中很多方法都是通用的，下面的有些方法就不再列举了；

4.3 Map接口

映射，有Hashtable类（Hashtable的同步版本），LinkedHashMap类（按元素插入顺序排序），HashMap类（比较常用），TreeMap类（按元素的自然顺序排序，这个的存储方式是传说中的红黑树~）可以实现；使用put方法添加元素，get（key）方法获得对应key的值，containsKey（key）方法判断是否已经存在此映射；

4.4  Set接口

集合，有HashSet类（没有排序），LinkedHashSet类（按插入顺序排序），TreeSet类（按自然序排序）可以实现；

4.5 Queue 接口

队列，用实现List的那些类实现好了，offer方法入队，poll方法取队头并扔掉头（若不想扔掉用peek方法）；

4.6 PriorityQueue 类

优先队列，注意这个是类，所以创建时一定要PriorityQueue qp = new PriotityQueue();方法和Queue类似；

4.7 Stack类

栈，注意这个也是类，push压入栈，poll取栈顶并扔掉（同样peek取顶不扔掉）；

最后举一个例子吧HDOJ1873（这个例子可以看到这些“玩具”的数组怎么创建）

[c-sharp] view
plaincopy
  1. import java.io.*;
  2. import java.util.PriorityQueue;
  3. public class Main {
  4. public static class Patient implements Comparable {
  5. int id, priority;
  6. public Patient(int id, int priority) {
  7. this.id = id;
  8. this.priority = priority;
  9. }
  10. @Override
  11. public int compareTo(Object arg0) {
  12. // 设置病人的优先级
  13. int priority = ((Patient) arg0).priority;
  14. int id = ((Patient) arg0).id;
  15. if (this.priority > priority)
  16. return -1;
  17. else if (this.priority < priority)
  18. return 1;
  19. else
  20. return this.id - id;
  21. }
  22. }
  23. public static void main(String[] args) throws IOException {
  24. StreamTokenizer in = new StreamTokenizer(new BufferedReader(
  25. new InputStreamReader(System.in)));
  26. while (in.nextToken() != StreamTokenizer.TT_EOF) {
  27. int n = (int) in.nval;
  28. int id = 1;
  29. PriorityQueue<Patient>[] pq = new PriorityQueue[3];
  30. // PriorityQueue<Patient> 泛型，new PriorityQueue[3]后面就不要加<Patient>了
  31. for (int i = 0; i < 3; ++i) {
  32. pq[i] = new PriorityQueue<Patient>();
  33. }
  34. for (int i = 0; i < n; ++i) {
  35. in.nextToken();
  36. String flag = in.sval;
  37. if (flag.equals("OUT")) {
  38. // String的等值比较，不要用==呀！！！！！！！！
  39. in.nextToken();
  40. int doctor = (int) in.nval;
  41. if (pq[doctor - 1].isEmpty())
  42. // 是否为空
  43. System.out.println("EMPTY");
  44. else
  45. System.out.println(pq[doctor - 1].poll().id);
  46. // 取队头并扔掉
  47. } else {
  48. in.nextToken();
  49. int doctor = (int) in.nval;
  50. in.nextToken();
  51. int priority = (int) in.nval;
  52. pq[doctor - 1].offer(new Patient(id++, priority));
  53. }
  54. }
  55. }
  56. }
  57. }

5 其他

想不好再写什么，看大家需要吧~

关于传值问题：

Java中对象（强调8种基本数据类型除外）一定是引用传递的，所以当你不需要引用传递时，就拷贝一份副本传进去，当然拷贝可以用clone(),具体写法看以下例子：

[c-sharp] view
plaincopy
  1. public class Main {
  2. public static class Point implements Cloneable{
  3. int x, y;
  4. public Point(int x, int y) {
  5. this.x = x;
  6. this.y = y;
  7. }
  8. @Override
  9. protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
  10. return super.clone();
  11. }
  12. @Override
  13. public String toString() {
  14. return "("+x+","+y+")";
  15. }
  16. }
  17. static void fun(Point p) {
  18. p.x += 1;
  19. p.y += 1;
  20. }
  21. public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
  22. Point p1 = new Point(9,8);
  23. System.out.print("p1:");
  24. System.out.println(p1);
  25. //p2 is a copy of p1
  26. Point p2 = (Point) p1.clone();
  27. fun(p2);
  28. System.out.print("yeah~ if you convert p1's clone, p1 won't change");
  29. System.out.println(p1);
  30. System.out.print("if you convert p1 directly, p1 will change in main()");
  31. fun(p1);
  32. System.out.println(p1);
  33. }
  34. }

6后记

本文给出一些用java做acm的基本用法，一般不是“纯java选手”，学会上面这些应付应付比赛中“突如其来”的大数高精度之类java有明显优势的题目足够了。但是不要迷恋java，java只是一种语言，语言是规则，算法是思想；

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