Java编程强化练习（二）

1. 表达式计算（支持空格，连乘，连除）（选做题，不计分）

【问题描述】

从标准输入中读入一个整数算术运算表达式，如5 - 1 * 2 * 3 + 12 / 2 / 2  = 。计算表达式结果，并输出。

要求：
1、表达式运算符只有+、-、*、/，表达式末尾的’=’字符表示表达式输入结束，表达式中可能会出现空格；
2、表达式中不含圆括号，不会出现错误的表达式；
3、出现除号/时，以整数相除进行运算，结果仍为整数，例如：5/3结果应为1。

【输入形式】

在控制台中输入一个以’=’结尾的整数算术运算表达式。

【输出形式】

向控制台输出计算结果（为整数）。

【样例1输入】

5 - 1 * 2 * 3 + 12 / 2 / 2  =

【样例1输出】

2

【样例2输入】

500 =

【样例2输出】

500

【样例1说明】

输入的表达式为5 - 1 * 2 * 3 + 12 / 2 / 2 =，按照整数运算规则，计算结果为2，故输出2。

【样例2说明】

输入的表达式为500 = ，没有运算符参与运算，故直接输出500。

算法之一提示：
1、可以利用gets函数，读取整行表达式；
2、对于空格，可以考虑首先去除表达式中的所有空格
3、可以设一计数器用来记录已读取、但未参加运算的运算符的个数，根据该计数器来判断如何进行运算；
4、可以设计一函数：实现二元整数算术运算。

import java.util.Scanner;
import java.util.Scanner;
import java.util.Stack;public class ArithmeticExpression {public static void main(String[] args) {Scanner scanner = new Scanner(System.in);String expression = scanner.nextLine();int result = evaluateExpression(expression);System.out.println( result);}private static boolean isOperator(char c) {return c == '+' || c == '-' || c == '*' || c == '/';}private static int getPrecedence(char op) {if (op == '+' || op == '-')return 1;if (op == '*' || op == '/')return 2;return 0;}private static int applyOperation(int num1, int num2, char op) {switch (op) {case '+':return num1 + num2;case '-':return num1 - num2;case '*':return num1 * num2;case '/':return num1 / num2;default:return 0;}}private static int evaluateExpression(String expression) {Stack<Integer> operands = new Stack<>();Stack<Character> operators = new Stack<>();for (int i = 0; i < expression.length(); i++) {char c = expression.charAt(i);if (Character.isWhitespace(c))continue;if (Character.isDigit(c)) {int num = c - '0';while (i + 1 < expression.length() && Character.isDigit(expression.charAt(i + 1))) {num = num * 10 + (expression.charAt(i + 1) - '0');i++;}operands.push(num);} else if (c == '(') {operators.push(c);} else if (c == ')') {while (!operators.isEmpty() && operators.peek() != '(') {int num2 = operands.pop();int num1 = operands.pop();char op = operators.pop();int result = applyOperation(num1, num2, op);operands.push(result);}operators.pop(); // 弹出左括号} else if (isOperator(c)) {while (!operators.isEmpty() && isOperator(operators.peek()) && getPrecedence(operators.peek()) >= getPrecedence(c)) {int num2 = operands.pop();int num1 = operands.pop();char op = operators.pop();int result = applyOperation(num1, num2, op);operands.push(result);}operators.push(c);}}while (!operators.isEmpty()) {int num2 = operands.pop();int num1 = operands.pop();char op = operators.pop();int result = applyOperation(num1, num2, op);operands.push(result);}return operands.pop();}
}

2.合并数列

【问题描述】从标准输入上读入2N行（行号从0开始）由空格分隔的整数，并顺序将第2i和2i＋1行(0 <= i <= N)合并成一个由小到大排好序并删除重复数字的数列，写在标准输出上，每个数列一行。每一个原始数列不超过50个数字。
【输入形式】输入2N行整数，每行对应一个数列。每行有k个数字，是属于这一数列的所有整数，由空格分隔。这些整数随机排列，并可能含有重复数字。程序的任务就是将每两个相邻的数列合并成一个，并且从小到大排序，同时要删除重复数字。
【输出形式】输出有N行，每行有若干个空格分隔的整数，是在输入文件中对应两个输入行的合并结果。并且：
1.这些数字已经从小到大排序。
2.不含重复数字。
【样例输入】
18 29 30 27 26
20 30 5 29
76 80
99 233 87 35 24 9
27 234 27
65 70 39 87 35 24 100
【样例输出】
5 18 20 26 27 29 30
9 24 35 76 80 87 99 233
24 27 35 39 65 70 87 100 234
【样例说明】输入共有6行整数。第一个数列含5个整数，分别是18、29、30、27、26。依次类推，第二个数列含4个整数，第三个数列含2个整数，&hellip;&hellip;，第六个数列含7个整数。输出共有三行数字。输出的第一行是将原输出的第一、二个数列合并，同时删除重复数字并从小到大排序的结果。输出的第二行是将原输出的第三、四个数列合并，同时删除重复数字并从小到大排序的结果。输出的第三行是将原输出的第五、六个数列合并，同时删除重复数字并从小到大排序的结果。
【运行时限】要求每次运行时间限制在10秒之内。超出时间则认为程序错误。
【评分标准】输出的数字中。如果你的程序计算的完全正确，该测试点得10分，否则算该测试点得分为0。

import java.util.*;public class MergeAndSort {public static void main(String[] args) {Scanner scanner = new Scanner(System.in);List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();while (scanner.hasNextLine()) {String line = scanner.nextLine();if (line.isEmpty()) {break;}List<Integer> line1 = parseLine(line);if (!scanner.hasNextLine()) {// 如果只有单独的一行，直接输出该行而不进行合并result.add(line1);break;}List<Integer> line2 = parseLine(scanner.nextLine());if (line1.isEmpty() || line2.isEmpty()) {// 如果其中一行为空，直接输出非空的行if (!line1.isEmpty()) {result.add(line1);}if (!line2.isEmpty()) {result.add(line2);}} else {List<Integer> merged = mergeAndSort(line1, line2);result.add(merged);}}for (List<Integer> mergedList : result) {Collections.sort(mergedList); // 对每一行进行排序for (int num : mergedList) {System.out.print(num + " ");}System.out.println();}}private static List<Integer> parseLine(String line) {List<Integer> numbers = new ArrayList<>();String[] tokens = line.split(" ");for (String token : tokens) {numbers.add(Integer.parseInt(token));}return numbers;}private static List<Integer> mergeAndSort(List<Integer> list1, List<Integer> list2) {Set<Integer> set = new TreeSet<>();set.addAll(list1);set.addAll(list2);return new ArrayList<>(set);}
}

3.计算星期

【问题描述】
已知1980年1月1日是星期二。
任意输入一个日期，求这一天是星期几。
【输入形式】
从键盘输入一行字符串&ldquo;Y-M-D&rdquo;，是一个有效的公历日期。其中Y为年（1980&le;Y&le;3000），M为月，D为天，都不带有前缀0。
【输出形式】
在屏幕输出结果。
输出只有一行，是代表该日星期的字符串。对于星期一至星期日，分别输出Monday、Tuesday、Wednesday、Thursday、Friday、Saturday、Sunday。在行末要输出一个回车符。判断闰年的算法是：

年份能被4整除并且不能被100整除，或者能被四百整除。
【输入样例】
2004-1-6
【输出样例】
Tuesday
【评分标准】
本题不准使用数学库函数。运行时限1秒。结果完全正确得20分，每个测试点4分。

import java.util.Scanner;public class CalculateWeekday {public static void main(String[] args) {Scanner scanner = new Scanner(System.in);String input = scanner.nextLine();String[] tokens = input.split("-");int year = Integer.parseInt(tokens[0]);int month = Integer.parseInt(tokens[1]);int day = Integer.parseInt(tokens[2]);int weekday = calculateWeekday(year, month, day);String weekdayString = getWeekdayString(weekday);System.out.println(weekdayString);}private static int calculateWeekday(int year, int month, int day) {// 计算从1980年1月1日到目标日期的总天数int days = calculateTotalDays(year, month, day);// 1980年1月1日是星期二，因此计算星期数时需要加上偏移量int offset = 2;// 对7取模，得到星期几的数值（0代表星期一，1代表星期二，以此类推）int weekday = ( days) % 7;return weekday;}private static int calculateTotalDays(int year, int month, int day) {// 每个月的天数int[] daysInMonth = {31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31};// 判断是否为闰年，并更新2月的天数if (isLeapYear(year)) {daysInMonth[1] = 29;}int totalDays = 0;// 计算整年的天数for (int i = 1980; i < year; i++) {if (isLeapYear(i)) {totalDays += 366;} else {totalDays += 365;}}// 计算当年的天数for (int i = 0; i < month - 1; i++) {totalDays += daysInMonth[i];}totalDays += day;return totalDays;}private static boolean isLeapYear(int year) {return (year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || (year % 400 == 0);}private static String getWeekdayString(int weekday) {String[] weekdays = {"Monday", "Tuesday", "Wednesday", "Thursday", "Friday", "Saturday", "Sunday"};return weekdays[weekday];}
}

import java.time.DayOfWeek;
import java.time.LocalDate;
import java.time.format.DateTimeFormatter;
import java.util.Scanner;public class CalculateWeekday {public static void main(String[] args) {Scanner scanner = new Scanner(System.in);String input = scanner.nextLine();DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-M-d");LocalDate date = LocalDate.parse(input, formatter);DayOfWeek weekday = date.getDayOfWeek();String weekdayString = weekday.toString();System.out.println(weekdayString);}
}

import java.time.DayOfWeek;
import java.time.LocalDate;
import java.util.Scanner;public class CalculateWeekday {public static void main(String[] args) {Scanner scanner = new Scanner(System.in);String input = scanner.nextLine();String[] tokens = input.split("-");int year = Integer.parseInt(tokens[0]);int month = Integer.parseInt(tokens[1]);int day = Integer.parseInt(tokens[2]);LocalDate date = LocalDate.of(year, month, day);DayOfWeek weekday = date.getDayOfWeek();String weekdayString = weekday.toString().substring(0, 1) + weekday.toString().substring(1).toLowerCase();System.out.println(weekdayString);}
}

4、比较两组整数

【问题描述】
比较两组整数是否有相同的元素，不考虑元素的顺序，并忽略元素重复的情况。例如：
1  4  9  16  9  7  4  9  11
与下列一组整数：
11  7  9  16  4  1
相同。
【输入形式】
分行输入两组整数，以空格分割
【输出形式】
打印两组整数中相同的元素，顺序以第一行的整数输出顺序为准,如果没有相同元素，打印&ldquo;No Answer&rdquo;
【输入样例】
1 4  9  16  9  7  4  9  11
11  7  9  16  4  1
【输出样例】

"#"代表空格
1#4#9#16#7#11#
【样例说明】
输入两组整数
1  4  9  16  9  7  4  9  11
11  7  9  16  4  1
由于这两个数组具有相同的元素，顺序打印第一行与第二行相同的元素

【评分标准】
该题要求输出相同元素,答对得20分,每个测试点4分。

import java.util.*;public class CompareIntegers {public static void main(String[] args) {Scanner scanner = new Scanner(System.in);String input1 = scanner.nextLine();String input2 = scanner.nextLine();String[] nums1 = input1.split(" ");String[] nums2 = input2.split(" ");Set<String> set1 = new LinkedHashSet<>(Arrays.asList(nums1));Set<String> set2 = new HashSet<>(Arrays.asList(nums2));set1.retainAll(set2);if (set1.isEmpty()) {System.out.println("No Answer");} else {StringBuilder output = new StringBuilder();for (String num : nums1) {if (set1.contains(num)) {output.append(num).append(" ");set1.remove(num);}}output.deleteCharAt(output.length() - 1);System.out.println(output.toString());}}
}

5、字符串匹配

问题描述】利用“通配符”，可以用简单的方法标记一组字符串。
通配符有两个，“？”代表一个任意字符，“*”代表0个或多个任意字符。
例如：
AB?.txt可以表示AB1.txt，AB2.txt，ABa.txt 等。
AB*.txt可以表示AB.txt， AB1.txt，AB332.txt，ABaa.txt等。
编写程序，判断一个字符串是否符合一个含有通配符的串。
【输入文件】从文件match.in读取输入。
第一行是一个串，含有通配符“？”或“*”，或两者兼有。
第二行是一个数字n(3≤n≤10)，代表后续有n个待检验串。
后面的n行，每行有一个不含通配符的待检验串。
输入中的所有串均只包含英文字母（大小写）和数字，不含空格，长度在80字符以内。
【输出文件】输出到文件match.out中。将所有符合的串按原顺序分行打印。在每一行末均输出一个回车符。
【输入样例】
abcd?123*
4
abce123
abcda12345
abcda123
1234
【输出样例】
abcda12345
abcda123
【样例说明】abcda12345和abcda123符合abcd?123*的顺序。
【评分标准】结果正确则该测试点得满分，否则该测试点得0分。上传c语言源程序为match.c。

import java.util.Scanner;public class everydayjava {public static boolean matchPattern(String pattern, String text) {int m = pattern.length();int n = text.length();boolean[][] a = new boolean[m + 1][n + 1];a[0][0] = true;for (int i = 1; i <= m; i++) {for (int j = 0; j <= n; j++) {if (pattern.charAt(i - 1) == '*') {a[i][j] = a[i - 1][j] || (j > 0 && a[i][j - 1]);} else if (j > 0 && (pattern.charAt(i - 1) == '?' || pattern.charAt(i - 1) == text.charAt(j - 1))) {a[i][j] = a[i - 1][j - 1];}}}return a[m][n];}public static void main(String[] args) {Scanner scanner = new Scanner(System.in);System.out.print("请输入测试判断模板： ");String pattern = scanner.nextLine();System.out.print("请输入测试数据的个数： ");int n = scanner.nextInt();scanner.nextLine();System.out.println("请输入用于测试的字符串：");for (int i = 0; i < n; i++) {String text = scanner.nextLine();if (matchPattern(pattern, text)) {System.out.println(text);}}scanner.close();}
}

6.将文件中每一行字符反序

【问题描述】对于一个文本文件text1.dat，编写一个程序，将该文件中的每一行字符颠倒顺序后输出到另一个文件text2.dat中。
【输入文件】输入文件为当前目录下的text1.dat，该文件含有多行任意字符，也可能有空行。每个文本行最长不超过80个字符。在最后一行的结尾也有一个回车符。
【输出文件】输出文件为当前目录下的text2.dat。
【样例输入】设输入文件text1.dat为：
This is a test!
Hello, world!
How are you?
【样例输出】输出文件text2.dat为：
!tset a si sihT
!dlrow ,olleH
?uoy era woH
【样例说明】将输入文件反序输出。
【评分标准】输出文件应与输入文件的字符个数相等，并且符合题目规定的格式。如果你的程序输出正确，该测试点得满分，否则该测试点不得分。

import java.io.BufferedReader;
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.FileReader;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;public class ReverseLines {public static void main(String[] args) {String inputFile = "text1.dat";String outputFile = "text2.dat";try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader(inputFile));BufferedWriter writer = new BufferedWriter(new FileWriter(outputFile))) {String line;while ((line = reader.readLine()) != null) {String reversedLine = reverseString(line);writer.write(reversedLine);writer.newLine();}System.out.println("Reversing lines completed successfully.");} catch (IOException e) {System.out.println("An error occurred: " + e.getMessage());}}private static String reverseString(String str) {StringBuilder reversed = new StringBuilder(str);return reversed.reverse().toString();}
}