ACM中使用JAVA v2.1

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
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import java.io.*;

import java.util.*;

public class Main {

public static void main(String args[]) {

Scanner cin = new Scanner(System.in);

int a, b;

while (cin.hasNextInt()) {

a = cin.nextInt();

b = cin.nextInt();

System.out.println(a + b);

}

}

}

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
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import java.io.*;

public class Main {

public static void main(String[] args) throws IOException

// in.nextTokenizer可能抛出这个异常

{

StreamTokenizer in = new StreamTokenizer(new BufferedReader(

new InputStreamReader(System.in)));

// 这句是io流包装来包装去，记住就好；

PrintWriter out = new PrintWriter(new OutputStreamWriter(System.out));

int a, b;

while (in.nextToken() != StreamTokenizer.TT_EOF)

// 用in.nextToken()读下一个标记，StreamTokenizer.TT_EOF这个是个参数，就是EOF

{

a = (int) in.nval;

// 读进来的是double型的，所以要转成int

in.nextToken();

// 读入b值（a的值是在while循环中读入的）

b = (int) in.nval;

out.println(a + b);

}

out.flush();

// 刷新缓冲区，必须的，不然a+b会留在缓冲区

}

}

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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FileInputStreamfin=newFileInputStream("/home/JCrzer/workspace/ACM/in.txt");

PrintStreamfout=newPrintStream("/home/JCrazer/workspace/ACM/out.txt");

System.setIn(fin);

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
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import java.math.*;

import java.util.*;

public class Main {

public static void main(String[] args) {

Scanner in = new Scanner(System.in);

int t = in.nextInt();

for (int i = 1; i <= t; ++i) {

if (i != 1)

System.out.println();

BigInteger a = in.nextBigInteger();

BigInteger b = in.nextBigInteger();

System.out.println("Case " + i + ":");

System.out.println(a + " + " + b + " = " + a.add(b));

}

}

}

2.2 高精度

来看hdoj1753

[c-sharp] view
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import java.math.BigDecimal;

import java.util.Scanner;

public class Main {

public static void main(String[] args) {

Scanner in = new Scanner(System.in);

BigDecimal a, b;

while (in.hasNext()) {

a = in.nextBigDecimal();

b = in.nextBigDecimal();

System.out.println(a.add(b).stripTrailingZeros().toPlainString());

}

}

}

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,%20int,%20int%29]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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import java.util.Arrays;

class Node implements Comparable {

int a;

Node(int a) {

this.a = a;

}

@Override

public int compareTo(Object arg0) {

int a = ((Node) arg0).a;

if (this.a < a)

return -1;

else if (this.a > a)

return 1;

return 0;

//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

}

@Override

public String toString() {

return "" + a;

}

}

public class Main {

public static void main(String[] args) {

Node[] node = new Node[4];

node[0] = new Node(9);

node[1] = new Node(8);

node[2] = new Node(100);

node[3] = new Node(0);

Arrays.sort(node);

System.out.println(Arrays.toString(node));

}

}

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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import java.util.Arrays;

import java.util.Comparator;

class Person {

private String name;

private int age;

public Person(String name, int age) {

this.name = name;

this.age = age;

}

public String getName() {

return this.name;

}

public int getAge() {

return this.age;

}

@Override

public String toString() {

// TODO Auto-generated method stub

return "" + this.name + " " + this.age;

}

}

class Cmp1 implements Comparator {

@Override

public int compare(Object arg0, Object arg1) {

Person a = (Person) arg0;

Person b = (Person) arg1;

if (a.getName().compareTo(b.getName()) != 0)

return a.getName().compareTo(b.getName());

else {

if (a.getAge() < b.getAge())

return -1;

else if (a.getAge() > b.getAge())

return 1;

else

return 0;

}

}

}

class Cmp2 implements Comparator {

@Override

public int compare(Object arg0, Object arg1) {

Person a = (Person) arg0;

Person b = (Person) arg1;

if (a.getAge() < b.getAge())

return -1;

else if (a.getAge() > b.getAge())

return 1;

else

return a.getName().compareTo(b.getName());

}

}

public class Main {

public static void main(String[] args) {

Person[] p = new Person[4];

p[0] = new Person("ZZZ", 19);

p[1] = new Person("AAA", 109);

p[2] = new Person("AAA", 19);

p[3] = new Person("YYY", 100);

Arrays.sort(p, new Cmp1());

System.out.println("Cmp1");

System.out.println(Arrays.toString(p));

Arrays.sort(p, new Cmp2());

System.out.println("Cmp2");

System.out.println(Arrays.toString(p));

}

}

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
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import java.util.Arrays;

import java.util.Comparator;

class Person {

private String name;

private int age;

public Person(String name, int age) {

this.name = name;

this.age = age;

}

public String getName() {

return this.name;

}

public int getAge() {

return this.age;

}

@Override

public String toString() {

return "" + this.name + " " + this.age;

}

}

public class Main {

public static void main(String[] args) {

Person[] p = new Person[4];

p[0] = new Person("ZZZ", 19);

p[1] = new Person("AAA", 109);

p[2] = new Person("AAA", 19);

p[3] = new Person("YYY", 100);

Arrays.sort(p, new Comparator<Object>() {

@Override

public int compare(Object arg0, Object arg1) {

Person a = (Person) arg0;

Person b = (Person) arg1;

if (a.getName().compareTo(b.getName()) != 0)

return a.getName().compareTo(b.getName());

else {

if (a.getAge() < b.getAge())

return -1;

else if (a.getAge() > b.getAge())

return 1;

else

return 0;

}

}

});

System.out.println(Arrays.toString(p));

}

}

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）

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import java.io.*;

import java.util.PriorityQueue;

public class Main {

public static class Patient implements Comparable {

int id, priority;

public Patient(int id, int priority) {

this.id = id;

this.priority = priority;

}

@Override

public int compareTo(Object arg0) {

// 设置病人的优先级

int priority = ((Patient) arg0).priority;

int id = ((Patient) arg0).id;

if (this.priority > priority)

return -1;

else if (this.priority < priority)

return 1;

else

return this.id - id;

}

}

public static void main(String[] args) throws IOException {

StreamTokenizer in = new StreamTokenizer(new BufferedReader(

new InputStreamReader(System.in)));

while (in.nextToken() != StreamTokenizer.TT_EOF) {

int n = (int) in.nval;

int id = 1;

PriorityQueue<Patient>[] pq = new PriorityQueue[3];

// PriorityQueue<Patient> 泛型，new PriorityQueue[3]后面就不要加<Patient>了

for (int i = 0; i < 3; ++i) {

pq[i] = new PriorityQueue<Patient>();

}

for (int i = 0; i < n; ++i) {

in.nextToken();

String flag = in.sval;

if (flag.equals("OUT")) {

// String的等值比较，不要用==呀！！！！！！！！

in.nextToken();

int doctor = (int) in.nval;

if (pq[doctor - 1].isEmpty())

// 是否为空

System.out.println("EMPTY");

else

System.out.println(pq[doctor - 1].poll().id);

// 取队头并扔掉

} else {

in.nextToken();

int doctor = (int) in.nval;

in.nextToken();

int priority = (int) in.nval;

pq[doctor - 1].offer(new Patient(id++, priority));

}

}

}

}

}

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
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public class Main {

public static class Point implements Cloneable{

int x, y;

public Point(int x, int y) {

this.x = x;

this.y = y;

}

@Override

protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {

return super.clone();

}

@Override

public String toString() {

return "("+x+","+y+")";

}

}

static void fun(Point p) {

p.x += 1;

p.y += 1;

}

public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {

Point p1 = new Point(9,8);

System.out.print("p1:");

System.out.println(p1);

//p2 is a copy of p1

Point p2 = (Point) p1.clone();

fun(p2);

System.out.print("yeah~ if you convert p1's clone, p1 won't change");

System.out.println(p1);

System.out.print("if you convert p1 directly, p1 will change in main()");

fun(p1);

System.out.println(p1);

}

}

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；

最后再次指出本文只谈java用于acm，且不推荐大家把java作为自己的第一语言玩acm，欢迎拍砖~~